化工工艺学课程设计 [模板]

合 肥 学 院

化工工艺学课程设计

设计题目 系 别 专业/班级 学 号 姓 名 指导老师

80000吨/年环氧乙烷反应系统工艺设计化学与材料工程系 化学工程与工艺/XXX

0410401016 XXX XXX

化工工艺学课程设计

课程设计目的：

是对学生所学的专业理论知识及某些专业技能的综合利用与实践，使学生能理论联系实际，也是进行化工开发和过程研究的必要准备。培养学生综合运用各方面的知识与技能解决实际工程问题的创新能力。

课程设计内容：

针对性地选择“乙烯氧化法生产环氧乙烷工艺”，从工艺角度出发对其生产过程和主要设备进行物料衡算、热量衡算、塔设备简捷法计算、换热器设计等工艺计算；对乙烯氧化固定床列管反应器进行计算；对吸收塔中各组分的吸收情况进行计算；并绘制乙烯直接环氧化生产环氧乙烷的带控制点的工艺流程图，书写设计任务书。

设计题目：80000吨/年环氧乙烷反应系统工艺设计

（1）空气氧化法

包括：制气（吸收塔）、合成(固定床列管反应器)、精制（精馏塔） （2）氧气直接氧化法

包括：合成(固定床列管反应器)、精制（精馏塔）

要求：至少画一张工艺流程图，一张主设备图

目录

第一章 前言

1.1 环氧乙烷概述…………………………………………………………….6 1.2 环氧乙烷生产方法概述…………………………………………………..7 1.3 环氧乙烷生产原理………………………………………………………..8 1.3 环氧乙烷工艺流程……………………………………………………….10 第二章 塔设备的概述

2.1 概述………………………………………………………………………13 2.2 板式塔与填料塔的比较…………………………………………………13 2.3 塔板选择…………………………………………………………………13 第三章 设计方案简介

3.1 装置流程的确定…………………………………………………………15 3.2 操作压力的选择…………………………………………………………15 3.3 浮阀标准…………………………………………………………………15 3.4 设计草图…………………………………………………………………16 第四章 物性计算

4.1 塔的物料衡算……………………………………………………………17 4.2 塔板数的确定……………………………………………………………17 4.3 精馏塔的工艺条件及有关数据的计算…………………………………19 第五章 塔的主要工艺尺寸计算

5.1 塔径的计算………………………………………………………………24 5.2 精馏段地有效高度计算…………………………………………………25 第六章 塔板的主要工艺尺寸计算

6.1 溢流装置计算…………………………………………………………….26 6.2 塔板布置………………………………………………………………….27 6.3 开孔区面积计算………………………………………………………….27 6.4 阀孔计算及排列………………………………………………………….28

第七章 塔板的流体力学验证

7.1 塔板压降………………………………………………………………….32 7.2 液面落差………………………………………………………………32 7.3 液末夹带及泛点率……………………………………………………32 7.4 漏液点…………………………………………………………………33 7.5 液泛（淹塔）情况…………………………………………………….33 第八章 塔板负荷性能图

8.1 漏液线…………………………………………………………………36 8.2 液相负荷下限线………………………………………………………36 8.3 液相负荷上限线………………………………………………………36 8.4 液末夹带线……………………………………………………………36 8.5 液泛线………………………………………………………………....37 第九章 塔的结构与附属设备

9.1 塔体结构……………………………………………………………...42 9 附属设备计算及选型…………………………………………………...42 附录：

1 浮阀塔设计计算结果…………………………………………………..44 2 主要符号说明…………………………………………………………..47 3 设计小结……………………………………………………………….48 4 参考文献……………………………………………………………….49

板式精馏塔设计任务书

一、设计题目：环氧乙烷--水精馏分离板式塔设计 二、设计任务及操作条件 1、设计任务：

生产能力（进料量） 80000 吨/年 操作周期 XXXX 小时/年

进料组成 40% （质量分率，下同） 塔顶产品组成 99% 塔底产品组成 1% 2、操作条件

操作压力 4kPa （表压） 进料热状态 自 选 单板压降 0.7 kPa 全塔效率 ET=56％ 回流比 自 选 3、设备型式 4、厂 址 三、设计内容：

1、设计方案的选择及流程说明 2、塔的工艺计算 3、主要设备工艺尺寸设计

（1） 塔径、塔高及塔板结构尺寸的确定 （2） 塔板的流体力学校核 （3） 塔板的负荷性能图

（4） 总塔高、总压降及接管尺寸的确定 4、辅助设备选型与计算 5、设计结果汇总

6、工艺流程图及精馏塔工艺条件图 7、设计评述

第一章 前言

1.1 环氧乙烷概述[3]

低级烯烃的气相氧化都属非均相催化氧化范畴。催化剂为毫米级或微米级微粒，它们分别用于固定床或流化床反应器。

烯烃气相氧化可制得很多有用的有机化合物，其中比较重要的有乙烯环氧化制环氧乙烷、丙烯氧化偶联制丙烯腈、丙烯环氧化制环氧丙烷以及丁烯氧化制顺丁烯酸酐（俗称顺酐）等。

环氧乙烷是乙烯工业衍生物中仅次于聚乙烯而占第二位的重要有机化工产品。它除部分用于制造非离子表面活性剂、氨基醇、乙二醇醚外，主要用来生产乙二醇，后者是制造聚酯树脂的主要原料，也大量用作抗冻剂。现在几乎所有的环氧乙烷都与乙二醇生产相结合在一起，大部分或全部环氧乙烷用于生产乙二醇，少部分用于生产其他化工产品。

表1.3 环氧乙烷水溶液闪点

1.2 环氧乙烷生产方法概述[10]

工业上生产环氧乙烷有两种生产方法：氯醇法和直接氧化法。直接氧化法氛围空气法和氧气法，工业装置目前基本上均用直接氧化法生产环氧乙烷。 （1） 氯醇法

本法于1925年由美国联碳公司（UCC）首先实现工业化。生产过程包括两个基本反应：乙烯与次氯酸反应（俗称次氯酸化）和氯乙醇脱氯化氢反应（俗称环化或皂化）。

本法可以采用低浓度乙烯[W（乙烯）≈50%]为原料，乙烯单耗低、设备简单、操作容易控制，有时还可联产环氧乙烷。但生产成本高[生产1t（产品），需消耗0.9t（乙烯）、2t（氯气）和2t（石灰）]，产品只能用来生产表面活性剂。氯气和氢氧化钙没有进入产品分子中，而是变成工业废渣，不仅浪费了氯气和石灰资源，而且还会严重污染环境。此外，氯气、次氯酸和HCl等 …… 此处隐藏：1797字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……