HPPO法制环氧丙烷工艺流程图册

环氧丙烷（PO）生产工艺主要有氯醇法、共氧化法、HPPO法。

一、氯醇法
生产环氧丙烷的主要原料为氯气、丙稀、石灰乳，生产工艺分为三个部分：即氯醇化、皂化及精制。

滨化东瑞化工即采用此法。

氯醇法生产流程如下：
1.氯醇化
氯醇化是将烯烃与溶解于水中氯气在管式反应器反应生成氯醇的过程。

2. 皂化
皂化是氯醇与碱反应制取环氧化物的过程。

东瑞化工碱采用的是氢氧化钙。

3.精制是提纯环氧化物的过程。

东瑞化工采用精馏。

二、共氧化法又称哈康法。

包括异丁烷共氧化法和乙苯共氧化法2种，分别由异丁烷或乙苯与丙烯进行共氧化反应，生成叔丁醇或苯乙烯，同时联产环氧丙烷。

三、双氧水直接氧化法（HPPO法）
就是用甲醇做溶剂，钛硅分子筛做催化剂，丙烯和双氧水直接在管内发生反应。

环氧丙烷的工艺流程
《环氧丙烷的工艺流程》
环氧丙烷是一种重要的有机合成原料，广泛用于聚合物、涂料、油漆和助剂等领域。

其生产工艺主要包括环氧乙烯和丙烯的环氧化反应。

首先，通过催化剂将乙烯和过氧化氢在高温条件下反应，得到环氧乙烷。

接着，将环氧乙烷与丙烯在催化剂的作用下发生环氧化反应，生成环氧丙烷。

整个工艺流程中，催化剂的选择和反应条件的控制都是关键。

合适的催化剂能大大提高反应速率和产率，而适当的反应条件可以有效降低副反应的发生，提高产物纯度。

在工业生产中，环氧丙烷的工艺流程还需要考虑生产规模、能源消耗和环境影响等因素。

通过优化工艺条件、改进反应装置和建立可持续发展的生产方式，实现高效、节能、低排放的生产过程。

总之，环氧丙烷的生产工艺流程涉及多种化学反应和工艺操作，需要在不断的实践中不断改进和完善，以满足市场需求和可持续发展的要求。

年产10万吨环氧丙烷生产工艺设计年产10万吨环氧丙烷生产工艺设计摘要本次设计的设计主题是年产10万吨环氧丙烷生产工艺设计，本次选用的制取方法为HPPO法（直接氧化法），HPPO法是以丙烯和过氧化氢作为反应原料与甲醇水溶液混合后在反应器中进行环氧化反应之后生成环氧丙烷和水的生产工艺。

本设计说明书一共有8章内容，分别列举了获得环氧丙烷产品不同的生产工艺流程的特性同时在多种不同的方法中选择了最适宜生产环氧丙烷的工艺流程，本次的生产工艺进行了物料衡算和能量衡算，对生产过程中的非标准设备也进行了相应的计算和设备的选型，对生产环氧丙烷的厂址所在地进行选择，对厂区安排和车间布置进行了设计。

最后对本次设计中的非工艺设计进行了说明。

关键词：环氧丙烷；工艺设计；工艺流程；HPPO法；直接氧化法Production process design of annual production of 100,000 tons ofpropylene oxideAbstractThe design theme of this design is the production process design of 100,000 tons of propylene oxide annually. The preparation method selected this time is the HPPO method (direct oxidation method). The HPPO method uses propylene and hydrogen peroxide as reaction raw materials and methanol aqueous solution. After mixing, the epoxidation reaction is carried out in the reactor to produce propylene oxide and water.This design specification has a total of 8 chapters, which respectively list the characteristics of different production processes for obtaining propylene oxide products. At the same time, the most suitable process for producing propylene oxide is selected from a variety of different methods. This production process is carried out In addition to material balance and energy balance, non-standard equipment in the production process was also calculated and equipment selected, the location of the plant producing propylene oxide was selected, and the plant layout and workshop layout were designed. Finally, the non-process design in this design is explained.Keywords: Propylene oxide;technological design;Process flow;HPPO method;Direct oxidation目录1绪论 (1)1.1.概述及设计意义 (1)1.1.1世界环氧丙烷供需分析 (1)1.1.2中国环氧丙烷供需分析 (2)1.2.生产工艺的选取 (3)1.2.1氯醇法 (3)1.2.2哈康法 (3)1.2.3直接氧化法 (4)1.2.4生产工艺比较 (4)1.3.工艺流程简述 (4)1.3.1工艺流程简述 (4)2物料衡算 (6)2.1.反应器的物料衡算 (6)2.1.1.基础数据 (6)2.1.2.物料衡算[9] (6)2.2.环氧丙烷精馏塔的物料衡算 (8)3热量衡算 (9)3.1.反应器的能量衡算 (9)3.2.环氧丙烷精馏塔的能量衡算 (10)3.2.1.操作条件确定 (10)3.2.2.采用试差法计算温度 (11)3.2.3.塔顶露点温度计算 (11)3.2.4.塔底泡点温度的计算 (12)3.2.5.物性数据 (12)3.2.6.最小回流比的确定 (14)3.2.7.冷凝器的热负荷 (17)3.2.8.再沸器的热负荷 (18)4设备选型 (20)4.1.环氧丙烷精馏塔的初步设计 (20)4.1.1.物性数据 (20)4.1.2.体积流量 (22)4.1.3.塔径的计算与选择 (23)4.1.4.溢流装置 (25)4.1.5.塔板分布、浮阀数目及排列 (27)4.1.6.实际板数和进料位置 (30)4.2.塔板流体力学的计算 (30)4.2.1.汽相通过浮阀塔板的降压 (30)4.2.2.淹塔 (31)4.2.3.雾沫夹带 (32)4.2.4.塔板负荷性能图 (34)4.2.5.操作弹性 (37)4.3.塔总体高度设计 (38)4.3.1.塔顶封头 (38)4.3.2.塔顶空间 (38)4.3.3.塔底空间 (39)4.3.4.人孔 (39)4.3.5.进料板处间距 (39)4.3.6.裙座 (39)4.4.塔的接管 (40)4.4.1.进料管的选择和计算 (40)4.4.2.回流管 (40)4.4.3.塔底出料管 (40)4.4.4.塔顶蒸汽出管 (41)4.4.5.塔底蒸汽进气管 (41)4.5.塔的附属设备设计 (41)4.5.1.进料前换热器的选型 (41)4.5.2.冷凝器的选择 (42)4.5.3.再沸器的选择 (42)4.5.4.离心泵的估选 (43)4.6.列管式固定床反应器的工艺计算 (43)4.6.1.催化剂用量 (43)4.6.2.反应器列管数 (44)4.6.3.换热面积 (44)4.7.列管式固定床反应器的设备尺寸计算 (44)4.7.1.反应器的筒体直径 (44)4.7.2.反应器的高度 (45)4.7.3.筒体和封头的厚度 (45)5厂房及车间布置 (47)5.1.选址原则 (47)5.2.厂址 (47)5.3.厂区布置依据 (48)5.4.车间 (48)5.4.1.布置原则 (48)5.4.2.主要设备间距原则 (49)6自控方案 (50)6.1.自动控制概述 (50)6.2.列管式固定床反应器控制 (50)6.3.储罐控制 (51)6.4.泵类的自控方案 (51)6.5.精馏塔的自控方案 (52)7非工艺专业 (53)7.1.给排水 (53)7.1.1.给水 (53)7.1.2.设计要求 (53)7.1.3.排水系统 (53)7.2.供热工程 (53)7.3.采暖通风及空气调节 (54)7.3.1.采暖 (54)7.3.2.空气调节 (54)8结论 (56)参考文献 (57)谢辞 ................................................................................................................................................. 错误!未定义书签。

目录1、工艺流程图2、带控制点的工艺流程图3、隔板精馏塔装配图4、反应萃取塔装配图5、环氧化反应器装配图6、车间平立面布置图7、车间布置3D效果图8、车间配管3D效果图9、厂区平面布置图A 100B 480048205001600300400420048604900452547C 3100150400400039006060.2700800400600670690681578777675747312354技术要求1本设备按照GB 150-1998《钢制压力容器》和GB/T 4710-2005《钢制塔式容器》进行设计、试验和验收。

2焊接采用电弧焊。

3塔盘的制造、安装按照JB 1205-2001《塔盘技术条件》进行。

4保温层选择微孔硅酸钠，厚度是100mm 。

5.裙座的焊接方式采用对接。

6设备制造完毕后，以1.0进行水压试验，合格后再以1.2的体进行致密性试验。

技术性能表序号名称指标123456设计压力/MPa 操作压力/MPa 焊接接头系数腐蚀裕度/mm 塔径/m 塔体材料0.660.61.01.84.80Cr18Ni97设备类别筛板塔432156789101112131415161718192021222324285005001000∅50∅53380002000B-B A-A 3203.257∅1.32881040项目负责人专业负责人审定审核校核设计制图图号版次比例日期设计阶段工段号初步设计2013年7月18日1:10第一版第 1 张共 1 张反应萃取塔大港30万吨环氧丙烷项目装配图天津大学GB3432化学工程设计组件号名称材料重量（kg）比例所在图号反应萃取筛板塔1:100TJU-C301TO1材料数量名称图号或标准号件号12345678910111213141516171819基础环筋板盖板接管法兰垫片裙座引出管通道椭圆封头温度计接口法兰接管垫片筒体压力计接口人口补强圈温度计接口液体分布器接管2021222324法兰椭圆封头接管法兰25裙座人孔Q235-AF JB/T4736-2002GB/4237-92JB/T4737-951GB/T539-95HG/T21514-2005111111111111111111111111Q235-A Q235-A Q235-A Q235-A Q235-A Q235-A Q235-A Q235-A Q235-A Q235-A 0Cr18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni9Q235-A 李敬楠温嘉玮温嘉玮段兆阳沈国强李敬楠李敬楠HG20592-2009HG/T21514-2005HG20592-2009HG20592-2009HG20592-2009GB/T539-95Q235-A Q235-A Q235-A Q235-A Q235-A Q235-A Q235-A Q235-A Q235-A Q235-A 0Cr18Ni9GB/T25198-2010GB/T25198-2010T02011.技术性能表序号名称指标12341.01.8564.0设计压力/MPa 0Cr18Ni10Ti 操作压力/MPa 焊接接头系数腐蚀裕度/mm 塔径/m 塔体材料 3.337设备类别填料塔技术要求本设备按照GB150-1998《钢制压力容器》和HG20584-98《钢制化工容器制造技术要求》进行制造2.焊接采用电弧焊。

年产20万吨HPPO法制备环氧丙烷项目初步设计说明书院系：化学工程与工艺班级：队名：指导教师：目录第1章总论.............................................................................................. 错误!未定义书签。

1.1工厂筹建情况简述........................................................................ 错误!未定义书签。

1.2设计依据.......................................................................................... 错误!未定义书签。

1.3设计指导思想.................................................................................. 错误!未定义书签。

1.4 设计范围与设计分工 ...................................................................... 错误!未定义书签。

1．5建设规模及产品方案..................................................................... 错误!未定义书签。

第2 章总图运输....................................................................................... 错误!未定义书签。

2.1 设计依据.......................................................................................... 错误!未定义书签。

丙烯制环氧丙烷（HPPO）项目建议书一.性质：环氧丙烷分子式:C3H6O 分子量:58.08 摩尔质量:58.08 g/mo环氧丙烷（英文名称 Propylene Oxide，简称 PO），又名甲基环氧乙烷或氧化丙烯，在常温常压下为无色透明液体，具有类似醚类气味，主要物性：沸点34.5℃，凝固点-111.93℃，密度（25℃）0.823g/cm3，蒸汽压（25℃）75.86kPa，闪点 -37℃，爆炸极限（在空气中）2.5~38.5%（VOL），可与丙酮、四氯化碳、乙醚、甲醇等多种溶剂互溶。

环氧丙烷化学性质活泼，易开环聚合，可与水、氨、醇、二氧化碳反应，生成相应的化合物或聚合物。

在含有两个以上活泼氢的化合物上聚合，生成的聚合物通称聚醚多元醇。

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。

环氧丙烷主要用于聚醚多元醇的生产；其次是用于表面活性剂、碳酸丙烯酯和丙二醇的生产。

另外，在丙二醇醚、羟丙基甲基纤维素（HPMC）、改性淀粉、丙烯酸羟丙酯以及其它方面有所应用。

环氧丙烷的衍生物产品有近百种，是精细化工产品的重要原料，广泛用于汽车、建筑、食品、烟草、医药及化妆品等行业。

二．市场需求分析及预测2.1国外市场分析2007年世界环氧丙烷的生产能力约746万吨/年，产量约664万吨；2008年世界环氧丙烷生产能力增加至780.8万吨/年，产量增至676万吨。

新增生产能力主要来自韩国SKC公司在蔚山的世界第一套10万吨/年过氧化氢直接氧化法环氧丙烷（HPPO）装置，以及一批中国企业的扩能改造项目。

西欧、北美和亚洲是世界环氧丙烷主要生产和消费地区。

国外环氧丙烷产业集中度很高，美国Dow化学和Lyondell公司是世界上最大的两个生产商，两大公司控制了世界环氧丙烷的大部分市场。

Dow化学分别在美国、德国、巴西等地建有生产装置，均采用氯醇法技术。

Lyondell公司分别在美国、法国、荷兰等地建有生产装置，采用共氧化法技术。

摘要1． 项目背景与意义丙烯是源自石油、煤、天然气的重要基础有机化工原料，我国丙烯产量中约75%用于生产聚丙烯，基于丙烯原料的有机化工产业明显低于全球平均水平，加快除聚丙烯以外的丙烯化工的综合发展已成为我国烯烃化工可持续发展的一项重要课题。

环氧丙烷(PO)在丙烯衍生物中产量居第三位，下游产品近百种，是精细化工产品的重要原料。

因此我们确定本项目的目标为为某一石化/煤化总厂设计一座丙烯制环氧丙烷的合成分厂。

HPPO 法生产环氧丙烷的工艺过程,具有原料和辅助助剂可循环使用,基础建设费用低,三废排放少,能源损耗低的优点。

另外，随着钛硅催化剂(TS-l)的应用以及第三代催化剂的成功开发，HPPO 法生产环氧丙烷工艺具有良好的工业前景。

随着国家环保政策的陆续出台，采用环保的新型过氧化氢法生产工艺是未来环氧丙烷的发展趋势。

因此，本子化工厂的建设对节能降耗，环境保护有着十分深远的意义。

综合考虑原料来源、交通运输、气候环境、政府政策、人力资源等因素，我们将厂址选在天津石化公司，因其具有原料丙烯产量充足、厂区建设不占用耕地资源、水文地质条件较好、交通运输网络发达、产品有充分的国内储运及出口支撑等优势。

2．工艺介绍与设备设计我们借助Aspen Plus 的物性数据和初步的模拟计算，对HPPO 环氧丙烷直接氧化的工艺过程进行了深入分析与讨论，根据大连理工大学的专利，最终我们决定将原理和结构比较复杂的反应器环节进行单独的计算，最终得到流程图。

图2 流程框图2.1 环氧化反应工艺来自原料储罐的新鲜丙烯（30℃，2.5MPa）、过氧化氢（30℃，0.092MPa）循环溶剂、循环丙烯首先进入混合器混合，然后经过原料液预热器预热到50℃，再由原料液进料泵送入装有TS-1催化器的列管式固定床反应器（50℃，3.1MPa）内进行环氧化反应。

反应工艺采用大连理工大学研发的HPPO法工艺流程，基本原理是用溶剂（甲醇和丙酮）在适当的温度和较高的压力下使丙烯溶解，并且和过氧化氢溶液充分混合，然后通填装有TS-1催化剂的过列管式固定床反应器。

HPPO环氧丙烷项目 工艺描述&反应原理一、流程概述HPPO工艺基于固定床反应系统制备环氧丙烷，该系统带有钛硅沸石挤出物粒子催化剂，粒子尺寸大约为3-5mm。

管束反应器（单段式反应器系统（R001A-C），用于移除反应过程中产生的相当大的反应热。

所有三个反应器系统通常都是平行操作的，但是也可以单独操作，例如，系统内其中一个反应器的再生操作。

反应器中以甲醇作为溶剂，质量百分比为50-70%的双氧水与丙烯反应生成环氧丙烷，并伴生少量的副产物。

在反应器入口，丙烯和过氧化氢的摩尔比，丙烷和丙烯的质量比以及甲醇和双氧水中水的质量比，明确了进入每个反应器内的进料组成。

为了达到反应目的，投用一个C3分离塔，精炼界区外来的丙烯，在此丙烷从原料丙烯中分离并送到界区外。

由于进入反应器的最初混合物和在每个反应器出口的产物混合物都是两相的，为了优化工艺条件，需要把丙烯和甲醇分开加料到每个反应器中，反应产物在反应器的底部也要相分离。

两个液体相的分布是通过位于每个反应器顶端的两相液体分布器完成的，从而实现反应系统的两相向下汇流至反应区。

通过闪蒸系统分离和回收过量的丙烯，此系统能回收90%未参与反应的丙烯。

C3汽提塔与回收C3压缩机成套单元,C3精馏塔和冷凝系统相连接回收剩余部分丙烯，经过冷凝后的残余气体送至净化气洗涤塔。

在净化气洗涤塔中用甲醇作为洗涤液，净化气洗涤塔作为废气的排放出口，可尽量避免任何丙烯损失。

环氧丙烷的分离通过由预分离塔、C3汽提塔和PO塔组成的系统完成。

预分离装置将环氧丙烷和丙烯中大部分的甲醇及水分离出去。

在C3汽提塔中，残余少量的丙烯会被去除，然后送入回收C3压缩机成套单元中。

最后，从PO塔顶产出提纯后的环氧丙烷产品，而带有一些水的甲醇会在塔底采出。

环氧丙烷精制是在PO塔萃取区内脱净甲醇，并在反应区内通过与精制剂反应去除乙醛。

两个部分整合在PO塔的中部，而水在塔上部精馏区内几乎全部被除去。

来自预分离塔底部和PO精馏塔底部甲醇和水的混合物中的乙醛及缩醛含量在加氢反应器中可以有效减少。

HPPO工艺技术及其生产工艺中涉及的关键问题HPPO（过氧化氢-环氧丙烷生产工艺）工艺属于一种新型的绿色工艺技术，其整体的工艺流程较为简单，且不会产生过多的副产物，不会对周边环境造成污染，所以这种工艺技术也成为了多方面关注的重点，通过双氧水直接氧化丙烯完成环氧丙烷的制造,其中所应用的原料并不具备腐蚀性,且整体的反应条件较为温和，十分符合当前绿色化学发展的相关要求。

一、HPPO工艺技术概述IIPPO这种工艺技术最早源自于意大利,应用在HPPO工艺技术中的钛硅分子筛催化剂于20世纪末期研制成功,并将其应用在环氧丙烷的生产工艺当中。

目前HPPO生产工艺主要有Basf/Dow化学HPPO工艺和赢创/伍德HPPO工艺。

前者己经投入生产的HPPO装置包括了比利时的安特卫普和泰国的马塔堡，在这2套HPPO装置当中，都是通过管式反应器来实现丙烯对双氧水的环氧化反应，并利用甲醇作为溶剂,有着较为温和的反应条件。

巴斯夫公司研制出的环氧丙烷的连续制造方式,通过钛硅沸石分子筛作为催化剂，使得丙烯与过氧化氢之间进行反应，最终形成环氧丙烷。

后来韩国SKC公司在本世纪初采用赢创/伍德HPPO工艺建立了第一套HPPO工业化生产装置，到了2017年该装置己经具备了15万t/a的产能。

当前我国企业存在的问题在于催化剂的性能、双氧水的生产、后续的PO提纯问题，本文将对这些关键问题进行分析和探究，为HPPO工艺技术在我国的发展提供一些建议和意见。

二、HPPO生产工艺中的关键问题分析1、双氧水制造在HPPO生产工艺中所使用的双氧水大多是由慈醍法生产制造的，双氧水的浓度和质量直接影响环氧化反应的进行。

为获得最佳的HPPO生产工艺转化率，赢创工艺选择的是70%浓度的双氧水，并且双氧水应该满足以下几方面要求：首先,其中的碱金属质量比应该达到相应的要求。

其次，阴离子质量含量应该达到相应的标准。

最后，PKb 小于4.5的胺的质量比小于IOPP在HPPo生产工艺当中，确保双氧水的质量是其中的重要关键内容，以催化剂性能为前提来进行双氧水的选择是十分重要的环节。