1万吨/年丙烯直接环氧化制环氧丙烷装置的工程设计

摘要

环氧丙烷（Propylene Oxide，PO）是一种重要的有机化工原料。由于现有氯醇法工艺生产环氧丙烷出现的严重的三废排放问题，清洁生产PO的工艺越来越受到人们的关注，尤其是过氧化氢制环氧丙烷（HPPO）法因为兼具经济性及低能耗的特点受到更多的关注。
　　本文依据某研究所实验室和中试装置基于钛硅分子筛催化剂的丙烯直接环氧化制环氧丙烷的研究成果，设计出一套1万吨/年过氧化氢制环氧丙烷工业化生产装置并进行了优化，对其经济性进行了讨论，经过系统的研究，得到如下成果：
　　(1)本论文中使用的钛硅分子筛催化剂DH-1采用新的合成方法，合成成本低，制备重复性好，先后完成催化剂放大10倍，250倍小试，5000倍中试和25000倍工业化生产；单釜产量由14克，140克、3.5千克、70千克，最后单釜产量达到350千克以上，并且在一系列放大过程中催化剂产品应用性能都得到充分验证。分别从DH-1催化剂的合成工艺流程、设备选择、过滤与洗涤、干燥、焙烧、成型、质量评价、放大25000倍的应用效果和生产现状、再生进展等方面进行了论述。
　　(2)在1500吨/年中试装置基础上改进设计了1万吨/年HPPO装置，在节能环保方面有很大的改善。在HPPO万吨级装置上通过对反应器不同反应阶段反应条件的摸索，最终确定不同阶段的反应条件；通过对精馏系统的调整和改造，大大提高了产品质量和装置的运行稳定性。
　　(3)通过对系统中的热量进行综合利用，使得万吨级装置只有甲醇塔需要生蒸汽加热，系统其他用热全部采用系统余热，蒸汽用量从中试装置的12 t/t PO，降低到7.3 t/t PO。
　　(4)本文采用了化工流程模拟软件Aspen Plus对精制PO进行了模拟，以期为提高HPPO装置的能量利用水平和万吨级装置的优化设计提供参考。
　　(5)本文还提出在丙烯环氧化反应过程中，未反应的丙烯从反应器顶部排放，这部分丙烯亟待回收循环再利用，并初步设计了丙烯循环系统装置。

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第一章 前言

1.1. 环氧丙烷的用途

1.2. 我国环氧丙烷工业的发展与形势

1.3. 环氧丙烷生产工艺及技术进展

1.4. 我公司PO生产和研究现状

1.5. 本论文的立题思想和研究内容

第二章 万吨级装置实验部分

2.1引言

2.2主要原料和试剂

2.3主要设备和仪器

2.4产品质量分析和评价

2.5催化剂的制备和表征

2.6万吨级装置

2.7本章小结

第三章 1万吨/年丙烯直接氧化工艺研究

3.1万吨级生产工艺优化

3.2万吨级热量回收系统

3.3万吨级循环气丙烯回收系统

3.4精制的ASPEN流程模拟与分析

3.5催化剂寿命考察

3.6结果与讨论

3.7本章小结

第四章 结论与展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢