环氧丙烷反应器设计1第一工段反应器设计11概述环氧丙烷PropyleneOxide简称PO又名甲基环氧乙烷或氧化丙烯是无色具有醚类气味的易燃液体分子式C3H6O分子量5808熔点-1121e沸点342e相对密度0859折射率13664闪点-37e与水部分互溶与乙醇乙醚等互溶化学性质活泼其蒸气在空气中能自燃或爆炸环氧丙烷是除了聚丙烯和丙烯腈以外的第三大丙烯衍生物是重要的基本有机化工原料主要用于聚醚多元醇非离子表面活性剂碳酸丙烯酯和丙二醇的生产是精细化工产品的重要原料广泛应用于汽车建筑食品烟草医药及化妆品等行业目前国外环氧丙烷生产技术主要有氯醇法乙苯共氧化法POSM法异丁烷共氧化法POTAB法异丙苯氧化法CHP法过氧化氢直接氧化法HPPO法氧气直接氧化法其中氯醇法POSM法POTAB法CHP法HPPO法已经实现工业化氧气直接氧化法正处于实验阶段12氯醇法共氧化法异丙苯法过氧化氢法技术优缺点对比氯醇法共氧化法异丙苯法过氧化氢法技术优缺点对比见表1表1氯醇法共氧化法异丙苯法过氧化氢法技术优缺点对比生产工艺优点缺点氯醇法1工艺成熟流程简单2操作负荷弹性大3选择性好4对原料丙烯的纯度要求不高5安全性高6投资少7有成本竞争力1水耗大2产生大量废水及废渣每生产1t环氧丙烷产生4050t含氯化物废水和21tCaCl23消耗大量氯气和石灰原料污染环境4产生的次氯酸对设备的腐蚀严重共氧化法POSM法POTBA法1共氧化法克服了氯醇法腐蚀废水量大缺点2产品成本低联产品分摊成本3环境污染小1工艺流程长2原料品种多3丙烯纯度要求高4工艺操作压力高5设备造价高设备材质多采用合金钢6联产2225t苯乙烯或23t叔丁醇受市场因素制约7废水含COD高异丙苯氧化法CHP法与氯醇法相比1不需要氯气减少了设备腐蚀2废水量少与共氧法相比1无副产品使用异丙苯替代了乙苯异丙苯循环使用2不联产苯乙烯无需辅加设备3装置投资少比共氧化法低13生产过程中产生大量A-甲基苯乙烯增加循环回收装置过氧化氢氧化法HPPO法1工艺流程简单2产品收率高无副产品3无污染属清洁工艺原料辅助原料产品的主要技术规格表1-3主要工艺物料消耗与规格名称规格用量丙烯工业级22万ta双氧水工业级18万ta甲醇工业级xxxta氢气纯氢气11万ta22原辅料规格及消耗配比表2原辅料规格及消耗配比原辅料规格配比原料双氧水工业级原料丙烯工业级原料丙烷工业级原料甲醇工业级催化剂TS-17323产品质量标准2-1产品规格等级项目指标优等品一等品合格水分质量分数00200201醛质量分数00100301环氧乙烷质量分数0010103GB14491-2001产品外观要求透明液体无可见机械杂质工业用环氧丙烷应符合表1-1规格要求表2-2产品技术要求项目指标优等品一等品合格色度铂-钴色号号≤51020酸度质量分数以乙酸计算≤001003001GB14491-2001环氧丙烷主要用与聚醚多元醇的生产和丙二醇和一些非离子表面活性剂这些靖西化工产品所以对于环氧丙烷的规格要求就要严格的多我们在项目生产中会严格把持产品的纯度和质量3反应工段工艺简介4反应工段工艺计算本工艺[4]是在压力为03MPa温度为55℃下在TS-1上进行的等温液固相催化反应41催化反应过程的物料衡算411计算用原始数据此处所选的8原始数据均为年产30万吨环氧丙烷的中间试验数据进入反应器时甲醇含量约为7226丙烯含量约为1093摩尔分数412化学反应主反应[5]平行反应表5反应中涉及到的物质的相对分子质量CH3OHH2O2C3H6C3H8H2OC3H6O323442441858413物料衡算过程催化合成甲醛过程是一个连续流动反应在定态下其物料衡算基本公式本工艺计算[6]以生产30万吨甲醛按300天计工业级别的甲醛质量分数为96则每小时一个反应器生产工业级别的环氧丙烷的质量其物质的量为并以其为基准4131反应器进口物料的计算根据表3表5中各组分的数据计算可得纯甲醇的物质的量10133kmolh水物质的量18281kmolh丙烯153226kmolh丙烷9428kmolh双氧水36264kmolh表6原料液的组成及含量物质摩尔分数物质的量kmolhCH3OH722610133H2O225936264H2O130318281C3H61093153226C3H8079428NH30572434132反应器出口物料的计算甲醇的物质的量10133kmolh生成环氧丙烷的物质的量34814kmolh水的物质的量217623kmolh未反应的双氧水的物质的量1451kmolh丙烯的物质的量1184kmolh丙烷的物质的量9427kmolh丙二醇甲醚的物质的量068kmo...
