Данное исследование проводилось в процессе производства оксида этилена. Это легковоспламеняющийся и бесцветный газ при температуре выше 11 °C. Это важный товарный химикат для производства растворителей, антифриза, текстиля, моющих средств, клея, полиуретановой пены и фармацевтических препаратов. Небольшие количества оксида этилена [EO] используются в производстве фумигантов и стерилизаторов для специй и косметики, а также для стерилизации хирургического оборудования в больницах. Современные производства оксида этилена [EO] используют либо воздух, либо кислород (O2) для окисления этилена (C2H4) с помощью серебряного катализатора на носителе из оксида алюминия [Ag/Al2O3]катализатор упакован в реактор с неподвижным слоем (plug-flow reactor), но процесс кислородно-основной реакции более желателен, здесь мы использовали кислород. В основном происходят две реакции, частичное окисление этилена до оксида этилена и полное окисление этилена до диоксида углерода и воды. Проектные модели процесса в данном исследовании основаны на трехкомпонентной системе. Это: реакционная система, система абсорбции и система очистки этиленоксида [ЭО]. Наибольшие затраты в производстве оксида этилена приходятся на этилен, поэтому важно оптимизировать селективность по отношению к оксиду этилена и таким образом снизить потребление этилена. Целью данной работы является создание имитационной модели процесса производства оксида этилена из этилена с использованием Aspen Hysys V9. А также определение оптимальных рабочих условий (температура - давление - скорость потока) для реакций окисления этилена. Моделирование проводилось три раза с различными рабочими условиями для получения хорошего результата. В результате был сделан вывод, что в течение рабочего времени энергия активации увеличивается для обеих реакций, что должно быть компенсировано увеличением температуры реактора. В то же время селективность для получения окиси этилена снижается, т.е. образуется больше углекислого газа и воды. Имитационные модели дают оксид этилена с чистотой 99,2%.

1. Bayat M., Hamidi M., Dehghani Z., Rahimpour M.R. Dynamic optimal de sign of an industrial ethylene ox-ide (EO) reactor viadifferential evolution algorithm. Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2013. no. 12. pp. 56–64.

2. Perzon H.A Simulation Model of a reactor for Ethylene Oxide production. 2015.

3. Kursawe D.C.A. Partial Oxidation of Ethene to Ethylene Oxide in Microchannel Reactors. 2009.

4. Trupti Ambar, Tyagee Chavan, Manali Kavale, Walke S.M. Simulation of Process Equipment by using Hy-sys. International Journal of Engineering Research and Applications (IJERA). 2012. pp. 41–42.

5. Yusuff A.S., Adeyi A.A., Oseh J.O. Ethylene oxide Selectivity Enhancement from Oxidation of Ethylene on Silver Catalyst By Mathematical Modeling. International Journal of Scientific & Engineering Research. 2015. vol. 6. no. 6. pp. 1626-1642.

6. Leow W.R., Lum Y., Ozden A., Wang Y. et al. Chloride-mediated selective electrosynthesis of ethylene and propylene oxides at high current density. Science. 2020. vol. 368. no. 6496. P. 1228-1233. doi: 10.1126/science.aaz8459

7. Bononi M., Quaglia G., Tateo F. Identification of ethylene oxide in herbs, spices and other dried vegetables imported into Italy. Food Additives & Contaminants: Part A. 2014. vol. 31. no. 2. pp. 271-275. doi: 10.1080/19440049.2013.872808

8. Marsh G.M., Keeton K.A., Riordan A.S., Best E.A. et al. Ethylene oxide and risk of lympho-hematopoietic cancer and breast cancer: a systematic literature review and meta-analysis. International Archives of Occupational and Environmental Health. 2019. vol. 92. no. 7. pp. 919-939. doi: 10.1007/s00420-019-01438-z

9. Zhang D., Hang P., Liu G. Recycle optimization of an ethylene oxide production process based on the inte-gration of heat exchanger network and reactor. Journal of Cleaner Production. 2020. vol. 275. pp. 122773. doi: 10.1016/j.jclepro.2020.122773

10. Perzon H. A Simulation Model of a reactor for Ethylene Oxide production. 2015.

11. Schönfeldt N. Surface active ethylene oxide adducts. Elsevier, 2013.

12. Shintani H. Ethylene oxide gas sterilization of medical devices. Biocontrol science. 2017. vol. 22. no. 1. pp. 1-16. doi: 10.4265/bio.22.1

13. Sreejith L.S., Sasi R. Residual Ethylene Oxide in Medical Devices: Effects and Estimation Methods, an Overview. Trends in Biomaterials & Artificial Organs. 2020. vol. 34. no. 1.

14. Nawaz Z. Heterogeneous Reactor modeling of an industrial multitubular packed‐Bed ethylene oxide reactor. Chemical Engineering & Technology. 2016. vol. 39. no. 10. pp. 1845-1857. doi: 10.1002/ceat.201500603

15. Bandehali S., Moghadassi A., Parvizian F., Hosseini S.M. et al. Advances in high carbon dioxide separation performance of poly (ethylene oxide)-based membranes. Journal of Energy Chemistry. 2020. vol. 46. pp. 30-52. doi: 10.1016/j.jechem.2019.10.019

16. Zeng G., Zhang Q., Wang X., Wu K.H. Association between blood ethylene oxide levels and the risk of cardi-ovascular diseases in the general population. Environmental Science and Pollution Research. 2021. vol. 28. no. 45. pp. 64921-64928.

17. Bessaire T., Stroheker T., Eriksen B., Mujahid C. et al. Analysis of ethylene oxide in ice creams manufac-tured with contaminated carob bean gum (E410). Food Additives & Contaminants: Part A. 2021. vol. 38. no. 12. pp. 2116-2127. doi: 10.1080/19440049.2021.1970242

18. Danner A.K., Leibig D., Vogt L.M., Frey H. Monomer-activated copolymerization of ethylene oxide and epichlorohydrin: In situ kinetics evidences tapered block copolymer formation. Chinese Journal of Polymer Science. 2019. vol. 37. no. 9. pp. 912-918. doi: 10.1007/s10118-019-2296-y

19. Wei X., Chen L., Chaves B.D., Ponder M.A. et al. Modeling the effect of temperature and relative humidity on the ethylene oxide fumigation of Salmonella and Enterococcus faecium in whole black peppercorn. LWT. 2021. vol. 140. pp. 110742. doi: 10.1016/j.lwt.2020.110742

20. Pandya B.M., Shah B.H. Efficient use of Ethylene Oxide in Vinyl Sulphone Industry. International Journal of Engineering Research. 2013. vol. 2. no. 2. pp. 62-65.