年产6万吨环氧乙烷氧化反应工序工艺设计毕业设计说明书

毕业设计说明书题目：年产6万吨环氧乙烷氧化反响工序工艺设计

毕业设计〔论文〕中文摘要年产6万吨环氧乙烷氧化反响工序工艺设计摘要：环氧乙烷是根本的有机化工产品之一。工业上环氧乙烷主要由乙烯与氧气在银催化剂作用下直接氧化制得。本设计主要是针对年产6万吨环氧乙烷氧化反响工序进行的工艺设计。阐述了环氧乙烷的根本性质及用途;在确立了环氧乙烷氧化反响工艺流程的根底上，根据设计任务书的要求及的设计参数对氧化反响工序进行物料、热量衡算，并对反响器及环氧乙烷吸收塔进行了工艺计算，对工艺涉及的主要换热器进行了选型。对氧化反响工序进行了平立面布置设计，对反响器及器后冷却器涉及的管道进行了配管设计；绘制了环氧乙烷氧化反响的管道及仪表流程图〔PID〕、平立面布置图及局部的管道布置图。关键词：环氧乙烷乙烯直接氧化工艺设计小4号宋体，1.5倍行距〔要求200~300字〕〔空2行〕关键词：××××××××××××〔小4号宋体〕〔小4号黑体〕毕业设计〔论文〕外文摘要TitleAnnualoutputof60,000tonsofethyleneoxideoxidationprocessdesignprocessAbstractEthyleneoxideisoneofthebasicorganicchemicalproducts.Itwasobtainedmainlybythedirectoxidationwhichethyleneandoxygenonthecatalystofsilver.Thisindustrialdesignwasmainlyaboutproducing60thousandtonsofethyleneoxideintheoxidationprocess.Thebasicpropertiesofethyleneoxideandtheuseweredescribed.Accordingtothedesignplanrequirementsandtheknowndesignparameters,oxidationprocesswasconductedincludingmaterialandheatbalanceonthebasesoftheprocessoftheethyleneoxideoxidation.Atthesametime,thereactorandtheabsorptiontowerwereobtainedbythecalculationsinchemicalengineeringtechnology;themaintechnology-relatedheatexchangerwasselected;theoxidationprocesswascarriedoutonthefacadelayoutdesign;thereactorandthepipelineinvolvedconverterscoolerpipesweredonebypipingdesign;theethyleneoxideoxidationinvolvedpipingandtheinstrumentationdiagram(PID),facadelayoutmapandlocalchannellayoutmapwereportrayed.Keywords：EthyleneoxideEthyleneoxideprocessdesign目录TOC\o"1-2"\h\u170801引言 kmol·h-1，根据公式PV=nRT其体积流量为4.2m3·s-1，通过V=0.785uD2,可得管径D为600m。●管材的选择管子材料的选择主要根据输送介质的温度、压力、腐蚀、货源和价格等因素综合考虑决定。⑴温度条件本设计中主要考虑温度对材质的要求，管道因温度不同其耐温能力各异。本设计中根据温度、管径及压力的要求，选定管材为不锈钢和碳钢。⑵压力条件

本设计中，所选公称直径与压力均符合设计要求。⑶腐蚀考虑到副反响生成的二氧化碳溶于水腐蚀管道，应选择不锈、耐酸无缝钢管及钢板卷管均耐腐蚀管，符合要求。●其他因素的考虑由于局部换热系统需要蒸汽，需要考虑管的保温，以减少能量的散失。或被输送流体容易结晶，以免结晶堵塞管道，还应考虑伴热。综上，给出主物流线管材、管径一览表见表6.1。表6.1主物流线管材、管径一览表管道号管径管材PG0104200不锈钢PG0106150不锈钢PG0108500碳钢PG0110500碳钢PG0111600碳钢PG0112600碳钢PG0113600碳钢PG0114500碳钢PG0118500碳钢PG0119150不锈钢PG0120150不锈钢6.2管道布置设计管道布置和平面布置一样，对原那么问题必须予以慎重考虑，对具体细节也不能无视。否那么，将影响工程的施工和装置的正常生产。考虑到管道中的物流为危险性气体，故将所有管道明装，便于检查泄露和维修。管道布置设计的原那么和主要思想：⑴进行管道的布置和设计时，首先应保证平安、正常生产及便利操作、检修，其次应节约材料及投资，同时应尽可能的整齐、美观，以创造良好的生产环境。故设备与设备之间需设人行通道时，管道要在2m以上。⑵除满足正常生产要求外，管道布置应能适应开停工和事故处理的要求，要设为开工送料、循环和停工时卸料，抽空、扫线、放空以及不合格产品的运输。⑶管道布置应能适应操作变化，但应防止繁琐、防止浪费。阀门要尽量安装在1-2m之间，便于维修与室外操作。为了保证管道系统平安，局部管道需热补偿。⑷进出装置的管道、装置内和管道外必须互相衔接，协调一致。结语在长达几个月的设计阶段，无论是专业知识，还是生活感悟，让我学到了很多。首先，通过毕业设计，让我懂得了理论与实践相结合的重要性，课本中的知识是实践的根底，只有扎实的根底，才能建造稳固的大厦，毕业设计是课本知识的充分运用，只有积极、认真、严谨的态度与扎实的根底相结合，才能更快更好的完成毕业设计。具体的说，在此次设计阶段，让我再一次稳固了化学反响工程及化工设计概论这两门课程，同时也对化工原理有了深入的了解，也让我对PID图、平立面布置图、管道布置图的画法及设计原那么更加熟悉，同时，让我更加的熟练CAD这个绘图工具。培养了我查阅资料的能力、独立学习的能力等。其次，此次毕业设计也启发我对生活的思考，培养我合理安排时间、自律、严谨的生活态度，它是我再人生道路上一个质的飞跃，让我更严格的要求自己，更严谨的对待学习跟生活，是我一生的裨益。参考文献[1]郑连中.浅谈以环氧乙烷为原料的化工装置设计要点[J].甘肃科技.2004,20〔9〕:44-45[2]吕延利.环氧乙烷的应用调查报告[J].平顶山工学院学报.2021,1〔1〕:32-33[3]王胜平,马新宾,王华等.化学工艺学在化工设计中的应用[J].化学工业与工程.2005,22(S1):91-92[4]李红权.乙烯氧化制环氧乙烷反响的热力学分析及工艺改良方法[J].工业催化,1999,1(1):33-34[5]齐润红,屠雨思.乙烯氧化制环氧乙烷固定床反响器的模拟及稳定性分析.石油化工.1993,22(22):792-793[6]郑宁来.我国乙二醇生产技术进展[J].扬子石油化工.1999,14(1):60-64[7]米镇涛.化学工艺学[M].北京.化学工业出版社,2021(1):242-243[8]梁汝军,李建伟,陈标华,那英姿.YS-7型银催化剂上乙烯环氧化宏观动力学[J].河南大学学报.2007(2):141-146[9]王正烈,周亚平.物理化学上册[M].北京.高等教育出版社,2007(11):310[10]王正烈,周亚平.物理化学上册[M].北京.高等教育出版社,2007(11):311-314[11]时钧,汪家鼎,余国倧,陈敏恒.化学工程手册[M].北京.化学工程出版社,1976(11):132-133[12]柴诚敬.化工原理[M].北京.高等教育出版社,2021(6):153-154[13]朱炳辰.化学工艺学[M].北京.化学工业出版社,2007(1):145-147[14]周敬思,梁光兴,王起斌.环氧乙烷与乙二醇生产[M].北京.化学工业出版社,1976(12):189[15]陈英南,刘玉兰.常用化工单元设备的设计[M].上海.华东理工大学出版社,2005(4):35-36[16]柴诚敬.化工原理[M].北京.高等教育出版社,2021(6):347[17]张受谦.化工手册上卷[M].济南.山东科学技术出版社,1986:1192-1195致谢本设计及其论文都是在尊敬的王桂赟老师悉心的指导下完成的。在此向她表示最诚挚的感谢！正是因为王老师严谨的学术熏陶、认真的工作态度鼓励我认真对待每一个设计细节，细心验算每一个设计数据，使我能够顺利完成毕业设计。通过这次设计，让我明白了作为一个设计人员，全面的知识摄取及其思考是极其重要的。王老师在专业知识上给与我的指导是相当的充分的，让我感受到我的毕业环节是我在大学四年中学到东西最多的；每个设计阶段都不是一次就成功的，尤其是在遇到困难解决不了的时候，她经常教导我们要耐心细心的注意每一个细节，反复修改，每一次反复每一次修改，都凝聚着她的幸苦和认真，不仅仅是让我的毕业设计更完善，更激发了我对生活的思考，生活就像设计一样，也应该认真细心的珍惜每一个细节。最后，我再次衷心的说一声，鼓励我一生的王老师，谢谢您！附录1局部符号及对应物理量Re雷诺准数所设的基准温度当量直径热油的温度颗粒体积反响〔1〕的宏观反响速率常数颗粒外表积反响〔2〕的宏观反响速率常数流体密度二氧化碳的宏观反响速率常数流体的平均流速氧气的宏观反响速率常数G流体的质量流量热油的平均热容压强降K总传热系数环氧乙烷生成速率二氧化碳的生成速率DG环氧乙烷在气体中的扩散系数Ms相对分子质量T绝对温度P气体总压强DL环氧乙烷在液体中的扩散系数X溶剂的缔合参数μL溶液的黏度v水的克分子容积at-填料的总比外表积uL液相质量通量σL液体的外表张力σc填料材质的临界外表张力Ψ填料形状系数wV气相质量流量wL液相质量流量Lh液体喷淋量φF泛点填料因子HOG气相总传质单元高度NOG气相总传质单数附录2四阶龙格－库塔〔Runge-Kutta〕法解一阶常微分方程组设一步长，自变量的变化幅度，在自变量的变化范围内，由上一点的函数值求下一点的函数值。附录3催化床的长度及床层的温度分布VB语言编程代码PrivateSubForm_Click()Yao=0.2Yb=0t=474Ta=474Y=0.17L=0n=8000'总管数d=0.025'反响器的列管直径(25)单位MCp=2.604'热油的热容k=656Rg=8.3145h=0.065Nao=3560000'单位是千克每小时Y2o=0.068Y3o=0.08Y6o=0Nto=8194.87'初始进入反响器的各量之和Ya=YaoFori=1Tonp=2.1'总压L=L+hCp1=11.84+0.11967*t-0.00003651*t*tNa=Nto*Ya/(1+0.5*Yb)s=Cp1*Na'乙烯Cp2=28.17+0.006297*t-0.0000007494*t*tN2=Nto*(3*Ya+2.234*Yb-0.532)/(1+0.5*Yb)s=s+Cp2*N2'氧气Cp3=26.75+0.042258*t-0.00001425*t*tN3=Nto*(0.48-2*Ya-1.76*Yb)/(1+0.5*Yb)s=s+Cp3*N3'二氧化碳Cp4=4.969-0.00000767*t+0.0000000123*t*tN4=696.55s=s+Cp4*N4'氩Cp5=27.32+0.006226*t-0.0000009502*t*tN5=4646.4s=s+Cp5*N5'氮气Cp6=29.16+0.01449*t-0.000002022*t*tN6=Nto*(0.4-2*Ya-1.8*Yb)/(1+0.5*Yb)s=s+Cp6*N6'水Cp7=-7.52+0.222062*t-0.00012595*t*tN7=(Nto*Yb)/(1+0.5*Yb)s=s+Cp7*N7'二氧化碳hr1=-99.735-0.0261*t+3.5*10^(-5)*t*t-20.39*10^(-9)*t*t*t+0.0621*10^(-10)*t*t*t*t'用T的函数表示hr2=-1328.71+0.0155*t-12.53*10^(-6)*t*t+2.07*10^(-9)*t*t*t'用T的函数表示'P1是乙烯的分压,P2是氧气的分压，P3是二氧化碳的分压，P6是水的压力y3=(Y3o+2*Yao)*(1+0.5*Yb)-2*Ya-2*YbY2=(Y2o-3*Yao)*(1+0.5*Yb)+3*Ya+2.5*Yby6=(Y6o+2*Yao)*(1+0.5*Yb)-2*Ya-2*Ybp1=p*Yap2=p*Y2p3=p*y3P6=p*y6a=26.02-8.171*10000/(8.3145*t)b=30.78-1.093*100000/(8.3145*t)k1=Exp(a)k2=Exp(b)Kco2=Exp(-12.45+5.374*10000/(Rg*t))ko2=Exp(-24.6+1.176*100000/(Rg*t))m=k1*p1*p2p=Kco2*p3q=ko2*(p2^0.5)*P6z=k2*p1*(p2^0.728)r1=m/(1+p+q)r2=z/(1+p+q)k11=-n*3.14*0.25*d*d*(r1+0.5*r2)*(1+0.5*Yb)*0.001*620/8194.71k12=r1*n*3.14*0.25*d*d*(1+0.5*Yb)*(1+0.5*Yb)*0.001*620/8194.71k13=-((r1*hr1+0.5*r2*hr2)*n*0.25*3.14*d*d*620+k*(t-Ta)*3.14*d*n)/sk14=k*(t-Ta)*3.14*d*n/(Nao*Cp)'此D为热油的管径k21=-n*3.14*0.25*d*d*(r1+0.5*r2)*(1+0.5*(Yb+h*k12/2))*0.001*620/8194.71k22=r1*n*3.14*0.25*d*d*(1+0.5*(Yb+h*k12/2))*(1+0.5*(Yb+h*k12/2))*0.001*620/8194.71k23=-((r1*hr1+0.5*r2*hr2)*n*0.25*3.14*d*d*620+k*(t+h*k13/2-Ta-h*k14/2)*3.14*d*n)/sk24=k*(t+h*k13/2-Ta-h*k14/2)*3.14*d*n/(Nao*Cp)k31=-n*3.14*0.25*d*d*(r1+0.5*r2)*(1+0.5*(Yb+h*k22/2))*0.001*620/8194.71k32=r1*n*3.14*0.25*d*d*(1+0.5*(Yb+h*k22/2))*(1+0.5*(Yb+h*k22/2))*0.001*620/8194.71k33=-((r1*hr1+0.5*r2*hr2)*n*0.25*3.14*d*d*620+k*(t+h*k23/2-Ta-h*k24/2)*3.14*d*n)/sk34=k*(t+h*k23/2-Ta-h*k24/2)*3.14*d*n/(Nao*Cp)