專(zhuān)利名稱(chēng):環(huán)氧乙烷的回收方法
本發(fā)明是關(guān)于精制用含有分子氧氣體催化氣相氧化乙烯得到的環(huán)氧乙烷的方法。尤其是回收環(huán)氧乙烷的方法，該方法包括下述步驟將在銀催化劑存在下用含有分子氧氣體催化氣相氧化乙烯而得到的含有環(huán)氧乙烷氣體的反應(yīng)產(chǎn)物引到環(huán)氧乙烷吸收塔中，用吸收液吸收氣體，以回收環(huán)氧乙烷;然后，將含有環(huán)氧乙烷的吸收液輸送到環(huán)氧乙烷汽提塔，加熱環(huán)氧乙烷汽提塔塔底液體，從環(huán)氧乙烷汽提塔塔頂汽提環(huán)氧乙烷;由環(huán)氧乙烷汽提塔塔底排出部分液體引到吸收塔，在吸收塔中作為吸收液循環(huán)使用。本發(fā)明是關(guān)于回收環(huán)氧乙烷的方法，該方法在于降低了環(huán)氧乙烷汽提塔、環(huán)氧乙烷精餾塔和輕餾分汽提塔的加熱能量。
在回收環(huán)氧乙烷過(guò)程中，將反應(yīng)生成的氣體用以水為主要成份的吸收液吸收，以水溶液的形式回收環(huán)氧乙烷，然后將水溶液通過(guò)汽提則得到環(huán)氧乙烷。通常按如下的方法回收環(huán)氧乙烷，在銀催化劑存在下用含有分子氧氣體催化氣相氧化乙烯產(chǎn)生含有環(huán)氧乙烷的氣體反應(yīng)產(chǎn)物。該氣體輸送到環(huán)氧乙烷吸收塔，在吸收塔中與以水為主要成份的吸收液逆流接觸，從而回收環(huán)氧乙烷水溶液。然后，將水溶液輸送到環(huán)氧乙烷汽提塔，用水蒸汽加熱環(huán)氧乙烷汽提塔塔底，能夠從溶液中得到環(huán)氧乙烷。從汽提塔塔底排出的基本不含有環(huán)氧乙烷的水溶液循環(huán)用作環(huán)氧乙烷吸收液。從環(huán)氧乙烷汽提塔塔頂排出的滲出液含有環(huán)氧乙烷、水、二氧化碳、惰性氣體(氮?dú)?、氬氣、甲烷、乙烷?、低沸點(diǎn)雜質(zhì)，例如甲醛，以及高沸點(diǎn)雜質(zhì)，例如乙醛和乙酸，滲出液經(jīng)脫水、易揮發(fā)組份分離和重組份分離步驟精制，得到環(huán)氧乙烷(參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利3165539;2771473;4028070;3097215;3217466;3745092;3729899;3766714和3964980)。
下文將具體描述現(xiàn)有技術(shù)中的已知方法。
參閱附圖1，乙烯用含有分子氧氣體在銀催化劑存在下進(jìn)行催化氣相氧化產(chǎn)生含有環(huán)氧乙烷的氣體反應(yīng)產(chǎn)物。該氣體經(jīng)管道1輸送到環(huán)氣乙烷吸收塔2的下部，吸收塔為填料塔或塔板式塔。吸收液經(jīng)管道3從環(huán)氧乙烷吸收塔2的上部輸入，在吸收塔中吸收液與氣體反應(yīng)產(chǎn)物逆流接觸，從氣體產(chǎn)物中至少回收99%(按重量計(jì))的環(huán)氧乙烷。從環(huán)氧乙烷吸收塔2塔頂排出的氣體含有部分未被吸收的環(huán)氧乙烷、氧氣、二氧化碳、惰性氣體(氮?dú)狻鍤?、甲烷和乙?、甲醛和酸性物質(zhì)，該氣體經(jīng)管道4輸送、循環(huán)到二氧化碳吸收步驟和/或氧化步驟。在吸收步驟中，除了乙烯、氧氣，二氧化碳和惰性氣體(氮?dú)狻鍤?、甲烷和乙?之外，在乙烯氧化步驟生成的低沸點(diǎn)雜質(zhì)如甲醛，和高沸點(diǎn)雜質(zhì)如乙醛和乙酸，更不用說(shuō)環(huán)氧乙烷了，均立即以各自顯著的比例吸收。環(huán)氧乙烷吸收塔2的塔底液體經(jīng)管道5輸送到熱交換器6，在那里與環(huán)氧乙烷汽提塔塔底液體進(jìn)行熱交換、使液體溫度上升到70℃至110℃，然后，環(huán)氧乙烷吸收塔2的熱塔底液體經(jīng)管道7輸送到氣液分離罐8。含有環(huán)氧乙烷的惰性氣體的易揮發(fā)組份和水經(jīng)管道9分離一部分。經(jīng)沖洗而排出易揮發(fā)氣體后留下的吸收液經(jīng)管道10輸送到環(huán)氧乙烷汽提塔11上部，汽提塔塔頂壓力保持在0.1至2kg/cm2G，塔頂溫度保持在85℃至120℃，用通過(guò)附屬于環(huán)氧乙烷汽提塔11的加熱器12的管道13中的循環(huán)的載熱體如水蒸汽或加熱介質(zhì)加熱，或?qū)⑤d熱體加到環(huán)氧乙烷汽提塔11塔底直接加熱(加熱介質(zhì)由道化學(xué)公司生產(chǎn)，注冊(cè)商標(biāo)名稱(chēng)為Dowtherm)。結(jié)果，吸收液中含有的環(huán)氧乙烷至少99%(按重量計(jì))被汽提。環(huán)氧乙烷汽提塔的塔底液體基本上不含有環(huán)氧乙烷，其溫度為100～150℃，塔底液體從環(huán)氧乙烷汽提塔11的塔底排出經(jīng)管道14和15輸送到熱交換器6，與環(huán)氧乙烷吸收塔2的塔底液體進(jìn)行熱交換。隨后，釋放出熱量的塔底液體經(jīng)管道16輸送到冷卻器17進(jìn)一步冷卻，在冷卻器17中冷卻水經(jīng)管道18和19循環(huán)。然后，由管道21加入新鮮水調(diào)節(jié)吸收液中乙二醇的濃度。如果需要調(diào)節(jié)液體的PH值，可以將氫氧化鉀水溶液加入吸收液中。為了調(diào)節(jié)吸收液中防沫劑的濃度，可以在環(huán)氧乙烷吸收塔2中加入防沫劑。為了阻止在用分子氧氧化乙烯步驟和環(huán)氧乙烷汽提步驟之間的吸收液中由于環(huán)氧乙烷和水的水解作用而產(chǎn)生的付產(chǎn)物乙二醇和低沸點(diǎn)雜質(zhì)如甲醛、高沸點(diǎn)雜質(zhì)如乙醛如乙酸的增加，環(huán)氧乙烷汽提塔11的塔底液體經(jīng)管道14和22從環(huán)氧乙烷汽提塔11的塔底排出并輸送到付產(chǎn)物乙二醇濃縮步驟。
與此同時(shí)，環(huán)氧乙烷汽提塔11塔頂?shù)玫降暮协h(huán)氧乙烷的蒸汽經(jīng)管道23輸送到冷凝器24，在冷凝器24中冷卻水經(jīng)管道25和26循環(huán)，然后，得到的冷凝液經(jīng)管道27返回到環(huán)氧乙烷汽提塔11的塔頂，而未冷凝的蒸汽經(jīng)管道28輸送到脫水塔29。
脫水塔的塔底液體或者由通過(guò)管道31的加熱介質(zhì)，如蒸汽或Dowtherm，通過(guò)附屬于脫水塔29的再沸器30加熱，或者向脫水塔29底部通入蒸汽進(jìn)行直接加熱?；旧喜缓h(huán)氧乙烷的水從脫水塔29的塔底經(jīng)管道32排出。
含有環(huán)氧乙烷的蒸汽從脫水塔29的塔頂經(jīng)管道33輸送到冷凝器34，在冷凝器中，冷卻水或鹽水經(jīng)管道35和36循環(huán)。然后，形成的冷凝液經(jīng)管道37返回到脫水塔29的塔頂。冷凝器34中未冷凝的蒸汽經(jīng)管道39輸送到環(huán)氧乙烷排出氣洗滌器(未標(biāo)出)。冷凝器34中殘余的部分冷凝液經(jīng)管道38輸送到輕餾分汽提塔40。
所加入的液體由通過(guò)管道42的加熱介質(zhì)，例如水蒸汽或Dowtherm，在附屬于輕餾分汽提塔40的加熱器41中加熱。含有易揮發(fā)組份的環(huán)氧乙烷蒸汽從輕餾分汽提塔塔頂經(jīng)管道43輸送到冷凝器44。然后，得到的冷凝液經(jīng)管道47返回輕餾分汽提塔40的塔頂。未冷凝蒸汽經(jīng)管道48輸送到環(huán)氧乙烷排出氣洗滌器(未標(biāo)出)，以回收環(huán)氧乙烷。
塔底液體從輕餾分汽提塔40塔底經(jīng)管道49輸送到環(huán)氧乙烷精餾塔50。
將壓力為0.5至3kg/cm2G的蒸汽由管道59輸送到附屬于環(huán)氧乙烷精餾塔50的加熱器58。然后，在環(huán)氧乙烷精餾塔50中進(jìn)行精餾，塔底溫度為35至85℃，塔底壓力為1.2至8.2kg/cm2G。塔頂溫度29°至80℃，塔頂壓力為1.0至8.0kg/cm2G的環(huán)氧乙烷蒸汽從環(huán)氧乙烷精餾塔塔頂排出，經(jīng)管道51輸送到冷凝器52，在冷凝器中冷凝。部分液化的環(huán)氧乙烷經(jīng)管道56作為回流液返回環(huán)氧乙烷精餾塔50的塔頂。液化的環(huán)氧乙烷的其余部分經(jīng)管道57作為環(huán)氧乙烷產(chǎn)物排出。
在環(huán)氧乙烷精餾塔50的冷凝器52中未冷凝的蒸汽經(jīng)管道55輸送到環(huán)氧乙烷排出氣洗滌器(未標(biāo)明)，以回收環(huán)氧乙烷。
如果需要分離重質(zhì)餾分高沸點(diǎn)雜質(zhì)，如乙醛、水、乙酸等等。環(huán)氧乙烷精餾塔50的塔底液體經(jīng)管道67排出。
然而，上文描述的環(huán)氧乙烷的精制方法，對(duì)于環(huán)氧乙烷洗提塔塔頂釋放的蒸汽冷凝熱量的回收和由環(huán)氧乙烷汽提塔塔底排出的液體所具有的熱能的回收來(lái)說(shuō)是不能令人滿(mǎn)意的。因此，該方法必然有大量的熱量從系統(tǒng)中浪費(fèi)地排放的缺點(diǎn)。傳統(tǒng)的方法采用將溫度為100至150℃的環(huán)氧乙烷汽提塔塔底液體與環(huán)氧乙烷的吸收塔的塔底液體進(jìn)行熱交換，從而回收熱量并冷卻塔底液體，回收冷卻的塔底液體用作環(huán)氧乙烷吸收塔的吸收液。此外，精制環(huán)氧乙烷的方法必然存在在環(huán)氧乙烷汽提塔，環(huán)氧乙烷精餾塔和輕餾分汽提塔中進(jìn)行加熱需消耗大量的加熱蒸汽的缺點(diǎn)。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種精制環(huán)氧乙烷的新穎方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供精制環(huán)氧乙烷的方法，其宗旨在于有效地利用環(huán)氧乙烷汽提塔的塔底液體的能量和有效地利用環(huán)氧乙烷汽提塔的塔頂滲出液的熱能。
本發(fā)明通過(guò)一種回收環(huán)氧乙烷的方法達(dá)到上述目的，該方法包括下述步驟將用含有分子氧氣體催化氣相氧化產(chǎn)生的含有環(huán)氧乙烷的氣體輸送到環(huán)氧乙烷吸收塔，使氣體在吸收塔中與吸收液逆流接觸;從吸收塔塔頂排出的部分氣體循環(huán)至乙烯氧化步驟;含有環(huán)氧乙烷的吸收塔塔底液體輸送到環(huán)氧乙烷汽提塔;環(huán)氧乙烷汽提塔從塔頂釋出環(huán)氧乙烷;將環(huán)氧乙烷汽提塔塔底排出的液體輸送到環(huán)氧乙烷吸收塔，在吸收塔中作為吸收液循環(huán)使用。該方法的特征在于將從環(huán)氧乙烷汽提塔塔底排出的液體經(jīng)沖洗處理從而將液體分離成蒸汽相部分和液相部分，將加壓狀態(tài)的蒸汽相部分輸送到環(huán)氧乙烷汽提塔的塔底，回收液相部分并在環(huán)氧乙烷吸收塔中用作吸收液。
在上述回收環(huán)氧乙烷過(guò)程中，通過(guò)一種精制環(huán)氧乙烷的方法進(jìn)一步達(dá)到上述目的，該方法包括將液相部分與吸收塔塔底液體通過(guò)熱交換器進(jìn)行熱交換，然后，用一個(gè)蒸汽泵回收吸收液中具有的熱能并產(chǎn)生蒸汽，進(jìn)一步冷凝已經(jīng)冷卻的吸收液，該吸收液用作吸收塔中的吸收液。
在上述回收環(huán)氧乙烷的過(guò)程中，通過(guò)回收液相部分并將其用作精餾塔熱源的精制環(huán)氧乙烷的方法也能達(dá)到上述目的。在上述回收環(huán)氧乙烷的過(guò)程中，通過(guò)回收液相部分并將其用作輕餾分汽提塔熱源的精制環(huán)氧乙烷的方法，也能達(dá)到上述目的。在上述回收環(huán)氧乙烷的過(guò)程中，通過(guò)回收液相部分并將其用作環(huán)氧乙烷精餾塔和輕餾分汽提塔的普通熱源的精制環(huán)氧乙烷的方法，也能達(dá)到上述目的。此外，在上述回收環(huán)氧乙烷的過(guò)程中，通過(guò)將液相部分用作環(huán)氧乙烷精餾塔的熱源，隨后再將上述液相部分用作輕餾分汽提塔熱源的精制環(huán)氧乙烷的方法，也能達(dá)到上述目的。
附圖1是說(shuō)明精制環(huán)氧乙烷的典型的傳統(tǒng)方法的流程圖，附圖2是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明精制環(huán)氧乙烷的典型方法的流程圖。
附圖3至7是本發(fā)明精制環(huán)氧乙烷方法其他實(shí)施方案的流程圖。
在本發(fā)明中，供給環(huán)氧乙烷吸收塔的吸收液溫度為5℃至40℃，最好為10℃～35℃?？刂莆找旱腜H值為5至12，最好為6至11，乙二醇濃度按重量計(jì)為1%至40%，最好是按重量計(jì)為5%至30%，防沫劑濃度不少于0.1ppm，最好是1至100ppm，而水的濃度則構(gòu)成平衡。為使吸收液中乙二醇的濃度保持恒定，將通過(guò)環(huán)氧乙烷吸收塔和環(huán)氧乙烷汽提塔的部分循環(huán)的吸收液從環(huán)氧乙烷汽提塔的塔底抽出，並輸送到付產(chǎn)物乙二醇蒸發(fā)器，如果需要，可加入新鮮水調(diào)節(jié)。希望通過(guò)加入一種化合物調(diào)節(jié)吸收液的PH值，這種化合物為可溶于吸收液的堿金屬，例如鉀和鈉的氫氧化物或它們的碳酸鹽，特別希望這種添加物為氫氧化鉀或氫氧化鈉。
對(duì)于環(huán)氧乙烷和付產(chǎn)物乙二醇是惰性的并能使吸收液消泡的任何防沫劑都可用作本發(fā)明的防沫劑，防沫劑的典型例子是水溶性硅氧烷乳膠，使用此防沫劑是有益的，因?yàn)樗苄怨柩跬槿槟z在吸收液中有較好的分散性、稀釋穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。
關(guān)于環(huán)氧乙烷吸收塔的操作條件，氣體反應(yīng)產(chǎn)物中環(huán)氧乙烷的濃度按體積計(jì)為0.5%至5%，最好為1%至4%，環(huán)氧乙烷吸收塔的操作壓力為2至40kg/cm2G，最好為10至30kg/cm2G。關(guān)于環(huán)氧乙烷汽提塔的操作條件，環(huán)氧乙烷汽提塔的塔頂壓力為0.1至2kg/cm2G，最好為0.3至0.6kg/cm2G，環(huán)氧乙烷汽提塔的塔頂溫度為85～120℃，環(huán)氧乙烷汽提塔的塔底溫度為100至150℃，環(huán)氧乙烷汽提塔塔底環(huán)氧乙烷濃度不大于30ppm，最好不大于0.5ppm。
本發(fā)明的第一特征在于將由環(huán)氧乙烷汽提塔塔底排出的液體輸送到操作壓力低于環(huán)氧乙烷精餾塔塔底壓力的沖洗罐中，使該液體產(chǎn)生低壓蒸汽。由于蒸汽的產(chǎn)生是吸熱的，從而有效地降低液體溫度。然后，產(chǎn)生的蒸汽用電動(dòng)離心壓縮機(jī)、螺桿壓縮機(jī)或往復(fù)式壓縮機(jī)加壓。加壓后的蒸汽輸送到環(huán)氧乙烷汽提塔塔底的蒸汽相中，用作環(huán)氧乙烷汽提塔的部分熱源，有助于節(jié)省作為環(huán)氧乙烷汽提塔熱源的蒸汽消耗。產(chǎn)生低壓蒸汽后殘余的液體與環(huán)氧乙烷吸收塔塔底液體進(jìn)行熱交換以回收熱量。
同時(shí)，環(huán)氧乙烷吸收塔的塔底液體與產(chǎn)生低壓蒸汽后的環(huán)氧乙烷汽提塔的塔底殘余液體進(jìn)行熱交換后，在沖洗罐中分離易揮發(fā)氣體組分，然后將液體輸送到環(huán)氧乙烷汽提塔塔頂以得到環(huán)氧乙烷。本發(fā)明中環(huán)氧乙烷汽提塔塔頂排出的滲出液的主要成分是環(huán)氧乙烷和水，次要成份是二氧化碳和微量的氧氣、乙烯、惰性氣體(氮?dú)?、氬氣、甲烷和乙?、低沸點(diǎn)雜質(zhì)，例如甲醛，和高沸點(diǎn)雜質(zhì)，例如乙醛和乙酸。
本發(fā)明的第二特征在于回收從環(huán)氧乙烷汽提塔塔底排出的液體所具有的熱能，並有效地利用所回收的熱能。
為此，將從環(huán)氧乙烷汽提塔塔底排出的液體輸送到操作壓力低于環(huán)氧乙烷精餾塔塔底壓力的沖洗罐，在沖洗罐中液體能產(chǎn)生低壓蒸汽。由于蒸汽的形成是吸熱的，因此，有效地降低了液體溫度。然后，產(chǎn)生的蒸汽由電動(dòng)離心壓縮機(jī)、螺桿壓縮機(jī)或往復(fù)式壓縮機(jī)加壓。加壓蒸汽輸送到環(huán)氧乙烷汽提塔塔底的蒸汽相中，作為環(huán)氧乙烷汽提塔的部分熱源，節(jié)省了用作環(huán)氧乙烷汽提塔熱源的水蒸汽。此外，產(chǎn)生低壓蒸汽后殘余的液體與從環(huán)氧乙烷吸收塔塔底排出的液體進(jìn)行熱交換，以回收熱量。然后，從熱交換器排出的環(huán)氧乙烷汽提塔塔底液體仍保持可利用的熱能。該熱能由蒸汽泵回收，並用作環(huán)氧乙烷精制步驟的熱源，尤其是環(huán)氧乙烷精餾塔的熱源。因此，熱能的回收節(jié)省了環(huán)氧乙烷精餾塔中消耗的水蒸汽。
用作本發(fā)明中的蒸汽泵的操作液體的冷凍劑被循環(huán)使用，並在蒸汽泵的操作中交替地重復(fù)蒸發(fā)和冷凝。因此，在選擇冷凍劑時(shí)應(yīng)有適當(dāng)?shù)囊螅蠢鋬鰟?yīng)該是熱力學(xué)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和化學(xué)穩(wěn)定的，無(wú)氣味、無(wú)毒和無(wú)污染的?？闪信e下列物質(zhì)作為本發(fā)明冷凍劑的例子氟化烴，如R-11、R-12、R-22、R-113和R-114，和烴，如丙烷和戊烷。
關(guān)于本發(fā)明的蒸汽泵操作條件，從環(huán)氧乙烷汽提塔塔底排出的環(huán)氧乙烷汽提塔塔底液體在熱交換器中與環(huán)氧乙烷吸收塔的塔底液體進(jìn)行熱交換。隨后，基本上不含環(huán)氧乙烷的環(huán)氧乙烷汽提塔塔底液體進(jìn)入50°至60℃的冷凍劑蒸發(fā)器，蒸發(fā)在蒸發(fā)器中的冷凍劑，結(jié)果使環(huán)氧乙烷汽提塔的塔底液體溫度降低了5至20℃。然后，冷卻的塔底液體從冷凍劑蒸發(fā)器中排出，作為環(huán)氧乙烷的冷吸收液進(jìn)入環(huán)氧乙烷吸收塔。
在蒸發(fā)器中用環(huán)氧乙烷汽提塔塔底液體蒸發(fā)的冷凍劑經(jīng)離心壓縮機(jī)、螺桿壓縮機(jī)或往復(fù)式壓縮機(jī)加壓至一定壓力，在此壓力下使冷凍劑的飽和溫度下降到80-100℃。通過(guò)下文簡(jiǎn)述的兩個(gè)步驟中的任何一個(gè)步驟，使加壓的冷凍劑向外釋放熱量。然后，用泵將冷凍劑輸送到冷凍劑蒸發(fā)器中重新使用。
(1)冷凍劑的蒸汽直接輸送到另一個(gè)精餾塔，例如環(huán)氧乙烷精餾塔(塔底溫度35-85℃)的再沸器中冷凝，于是，冷凝的熱量供給精餾塔的塔底液體。
(2)冷凍劑的蒸汽輸送到冷凍劑冷凝器，結(jié)果，冷凝潛熱供給冷凍劑蒸發(fā)器中的液體，如水，而冷凍劑則被冷凝。
得到冷凍劑熱量的液體，例如水，隨后被加熱至低于冷凍劑溫度5至10℃，經(jīng)沖洗能產(chǎn)生回收使用的低壓蒸汽。
同時(shí)，使環(huán)氧乙烷吸收塔塔底液體與產(chǎn)生低壓蒸汽后殘余的液體進(jìn)行熱交換后在沖洗罐中排出易揮發(fā)氣體組份，液體輸送到環(huán)氧乙烷汽提塔塔頂，在那里得到環(huán)氧乙烷。從環(huán)氧乙烷汽提塔排出的滲出液的大部分由環(huán)氧乙烷和水組成，小部分由二氧化碳以及微量的氧氣、乙烯和惰性氣體(氮?dú)?、氬氣、甲烷和乙?、低沸點(diǎn)雜質(zhì)，如甲醛，和高沸點(diǎn)雜質(zhì)，如乙醛和乙酸組成。
本發(fā)明的第三特征在于將從環(huán)氧乙烷汽提塔塔底排出的液體輸送到操作壓力低于環(huán)氧乙烷汽提塔塔底壓力的沖洗罐中，在那里產(chǎn)生低壓蒸汽。由于蒸汽的產(chǎn)生是吸熱的，因此，有效地降低了液體溫度。然后，產(chǎn)生的蒸汽用電動(dòng)離心壓縮機(jī)、螺桿壓縮機(jī)或往復(fù)式壓縮機(jī)加壓。加壓后的蒸汽輸送到環(huán)氧乙烷汽提塔塔底蒸汽相中，構(gòu)成環(huán)氧乙烷汽提塔的部分熱源，節(jié)省了用作環(huán)氧乙烷汽提塔熱源的水蒸汽。產(chǎn)生低壓蒸汽后的殘余液體與從環(huán)氧乙烷吸收塔塔底排出的液體進(jìn)行熱交換，回收熱量。
由于經(jīng)回收熱量后的環(huán)氧乙烷汽提塔的塔底液體仍保持一定的熱能，此液體被用作環(huán)氧乙烷精餾塔的熱源，以節(jié)省用作環(huán)氧乙烷精餾塔熱源的水蒸汽。此外，由于從環(huán)氧乙烷汽提塔塔頂排出的滲出液具有熱能，此滲出液可用作環(huán)氧乙烷精餾塔的熱源，以節(jié)省用作環(huán)氧乙烷精餾塔熱源消耗的蒸汽。
環(huán)氧乙烷吸收塔的塔底液體與產(chǎn)生低壓蒸汽后殘余的環(huán)氧乙烷汽提塔的塔底液體進(jìn)行熱交換，然后在沖洗罐中汽提易揮發(fā)氣體組分，隨后導(dǎo)入汽提塔塔頂，在那里通過(guò)滲出釋放環(huán)氧乙烷。從汽提塔排出的滲出液的主要部分由環(huán)氧乙烷和水組成，次要部分由二氧化碳以及微量的氧氣、乙烯、惰性氣體(氮?dú)?、氬氣、甲烷和乙?、低沸點(diǎn)雜質(zhì)，如甲醛，和高沸點(diǎn)雜質(zhì)，如乙醛和乙酸組成。
在本發(fā)明中導(dǎo)入環(huán)氧乙烷脫水塔的蒸汽溫度保持在5℃至60℃，最好10℃至50℃，蒸汽中環(huán)氧乙烷濃度按重量計(jì)為80%至98%。
關(guān)于環(huán)氧乙烷脫水塔操作條件，脫水塔塔頂壓力為0至2kg/cm2G，最好為0.3至0.6kg/cm2G，脫水塔塔頂溫度為10℃至40℃，脫水塔塔底溫度為100℃至130℃。脫水塔塔底液體中環(huán)氧乙烷濃度不大于100ppm，最好不大于10ppm。
在本發(fā)明中，導(dǎo)入輕餾分汽提塔的液體溫度為0°至50℃，最好為5°至30℃。因此，除了水之外，導(dǎo)入液體的主要成份為環(huán)氧乙烷，并含有微量的甲醛和其他醛。
關(guān)于輕餾分汽提塔的操作條件，汽提塔的塔頂壓力為1至10kg/cm2G，最好為3至7kg/cm2G，汽提塔塔頂溫度為30°至90℃，塔底溫度為30°至90℃。
輕餾分汽提塔塔底液體中環(huán)氧乙烷濃度按重量計(jì)不小于99.5%，最好不小于99.95%。
在本發(fā)明中環(huán)氧乙烷精餾塔或者是板式塔，或者是填料塔。在板式蒸餾塔的情況下，塔板形式的例子包括泡罩塔板、單流式泡罩塔板，非溢流型柵板塔板、唇形(Lip)塔板、Flexy塔板、篩板和重疊式塔板。對(duì)于填料蒸餾塔來(lái)說(shuō)，填料的例子包括臘希圈、鮑爾環(huán)、鞍形環(huán)、螺旋環(huán)、MacMahon填料、矩鞍形金屬填料和編織重疊金屬網(wǎng)，填料材料每理論級(jí)填料的壓力降不大于10mmHg。
在本發(fā)明中，對(duì)于環(huán)氧乙烷精餾塔和輕餾分汽提塔來(lái)說(shuō)，希望每理論級(jí)壓力降不大于20mmHg，最好不大于15mmHg的板式塔，或者是每理論級(jí)壓力降不大于10mmHg，最好不大于8mmHg的填料塔。
在本發(fā)明中引入環(huán)氧乙烷精餾塔的液體溫度是30°至90℃，最好50°至70℃。控制導(dǎo)入的液體以使環(huán)氧乙烷的濃度按重量計(jì)不小于99.5%，最好不小于99.95%。
關(guān)于環(huán)氧乙烷精餾塔的操作條件，精餾塔的塔頂壓力為1.0至8.0kg/cm2G，最好為1.2至5.0kg/cm2G，精餾塔塔頂溫度為29°至81℃，精餾塔塔底溫度為35°至85℃，精餾塔塔底環(huán)氧乙烷濃度按重量計(jì)為30%至90%，最好是40%至80%。
在本發(fā)明中，環(huán)氧乙烷精餾塔塔底液體是由高沸點(diǎn)雜質(zhì)，如乙醛、水和乙酸等組成的重組分。
本發(fā)明的方法包括下述步驟在銀催化劑存在下，將用含有分子氧氣體催化氣相氧化乙烯產(chǎn)生的含有環(huán)氧乙烷的氣體輸送到環(huán)氧乙烷吸收塔，在吸收塔中與吸收液逆流接觸;從環(huán)氧乙烷吸收塔塔頂排出的部分氣體循環(huán)到乙烯氧化步驟;含有環(huán)氧乙烷的環(huán)氧乙烷吸收塔塔底液體導(dǎo)入環(huán)氧乙烷汽提塔;塔底液體經(jīng)滲出從環(huán)氧乙烷汽提塔塔頂逸出環(huán)氧乙烷;從環(huán)氧乙烷汽提塔塔底排出的部分液體與環(huán)氧乙烷吸收塔塔底液體在熱交換器中進(jìn)行熱交換;然后用冷卻器冷卻液體，將冷卻的液體導(dǎo)入環(huán)氧乙烷吸收塔用作循環(huán)吸收液;將其余部分液體輸送到付產(chǎn)物乙二醇蒸發(fā)器，以濃縮液體中所含有的乙二醇。在本發(fā)明的方法中，前文提到的特征在于通過(guò)汽提從環(huán)氧乙烷汽提塔塔頂?shù)玫降恼羝哂械臒崮?，并有效地利用回收的熱能。為此，采用下述的方法，其包括環(huán)氧乙烷汽提塔排出的蒸汽送到環(huán)氧乙烷精餾塔的再沸器中，通過(guò)熱交換冷凝出滲出液，得到的冷凝液返回到環(huán)氧乙烷汽提塔，未冷凝的蒸汽輸入脫水器。此外，將環(huán)氧乙烷汽提塔塔底排出的液體導(dǎo)入操作壓力低于環(huán)氧乙烷汽提塔塔底壓力的沖洗罐，在沖洗罐中能產(chǎn)生低壓蒸汽。低壓蒸汽用電動(dòng)離心壓縮機(jī)加壓后，輸入環(huán)氧乙烷汽提塔塔底蒸汽相中，構(gòu)成環(huán)氧乙烷汽提塔的部分熱源，節(jié)省環(huán)氧乙烷汽提塔中用作熱源的蒸汽。環(huán)氧乙烷汽提塔塔底液體與環(huán)氧乙烷吸收塔塔底液體進(jìn)行熱交換以回收熱能。然后，環(huán)氧乙烷汽提塔塔底液體導(dǎo)入環(huán)氧乙烷精餾塔的再沸器，用作環(huán)氧乙烷精餾塔的部分熱源。然后，環(huán)氧乙烷汽提塔塔底液體用冷卻水冷卻后導(dǎo)入環(huán)氧乙烷吸收塔。
同時(shí)，環(huán)氧乙烷吸收塔塔底液體與環(huán)氧乙烷汽提塔的熱液體進(jìn)行熱交換后，在氣液分離罐中汽提易揮發(fā)氣體組分，然后將其導(dǎo)入環(huán)氧乙烷汽提塔塔頂，經(jīng)汽提釋放出環(huán)氧乙烷。在本發(fā)明中，從環(huán)氧乙烷汽提塔排出的滲出液的主要部分由環(huán)氧乙烷和水組成，次要部分由二氧化碳以及微量的氧氣、乙烯、惰性氣體(氮?dú)狻鍤?、甲烷和乙?、低沸點(diǎn)雜質(zhì)，如甲醛，和高沸點(diǎn)雜質(zhì)，如乙醛和乙酸組成。
按照上述第一特征的方法，本發(fā)明的第四特征在于將經(jīng)沖洗處理后的液相部分與含環(huán)氧乙烷的環(huán)氧乙烷吸收塔塔底液體進(jìn)行熱交換，然后，將得到的液體用作環(huán)氧乙烷精餾塔的熱源，隨后該液體用作輕餾分汽提塔的熱源，液體經(jīng)冷卻后導(dǎo)入環(huán)氧乙烷吸收塔，在吸收塔中重新用作吸收液。
按著上述第一特征的方法，本發(fā)明的第五特征在于將經(jīng)沖洗處理后的液相部分與含環(huán)氧乙烷的環(huán)氧乙烷吸收塔塔底液體進(jìn)行熱交換，然后，將得到的液體用作輕餾分汽提塔的熱源，該液體經(jīng)冷卻后導(dǎo)入環(huán)氧乙烷吸收塔，在吸收塔中用作循環(huán)吸收液。
按照上述第一特征的方法，本發(fā)明的第六特征在于將經(jīng)沖洗處理后的液相部分與含有環(huán)氧乙烷的環(huán)氧乙烷吸收塔塔底液體進(jìn)行熱交換，然后，將得到的液體用作精餾塔的熱源和輕餾分汽提塔的熱源，該液體經(jīng)冷卻后導(dǎo)入環(huán)氧乙烷吸收塔，在吸收塔中用作循環(huán)吸收液。
現(xiàn)在，參考下列附圖對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的描述。
如附圖2所示，在銀催化劑存在下將乙烯用含分子氧氣體氣相催化氧化得到的氣體經(jīng)管道101送入填料型或塔板型環(huán)氧乙烷吸收塔102的下部。溫度為40℃以下，PH值大于6并含有1.0%～20%(重量百分比)的1，2-亞乙基二醇，1～50ppm的消泡劑(水溶性的有機(jī)硅樹(shù)脂乳化液)，及平衡水的吸收液經(jīng)管道103進(jìn)入吸收塔102與氣體逆流接觸吸收生成氣體中所含環(huán)氧乙烷。在此，可回收含在反應(yīng)產(chǎn)物氣體中的99%(重量百分比)的環(huán)氧乙烷。未被吸收的乙烯、氧氣、二氧化碳、惰性氣體(氮?dú)?、氬氣、甲烷和乙?、乙醛及氧化物質(zhì)從吸收塔102的頂部經(jīng)管道104進(jìn)入二氧化碳?xì)怏w吸收步驟和/或氧化步驟。
在環(huán)氧乙烷的吸收步驟中，不但是環(huán)氧乙烷，而且乙烯、氧氣、二氧化碳和惰性氣體(氮?dú)?、氬氣、甲烷和乙?以及象甲醛這樣的低沸點(diǎn)物質(zhì)、象乙醛這樣的高沸點(diǎn)物質(zhì)和乙酸(在乙烯氧化步驟中形成)都按它們的實(shí)際比率立即被吸收。
吸收塔102的塔底液經(jīng)管道105流入熱交換器106和汽提塔的塔底液經(jīng)熱交換加熱到溫度70～100℃，然后經(jīng)管道107流入氣液分離缶108，結(jié)果使含有環(huán)氧乙烷的惰性氣體的易揮發(fā)組份和水由管道109部分地分離。經(jīng)管道105a導(dǎo)入來(lái)自環(huán)氧乙烷排出氣洗滌器的液體，經(jīng)沖洗已除去易揮發(fā)氣體組分的剩余的吸收液通過(guò)管道110流入環(huán)氧乙烷汽提塔111的上部并把壓力保持在0.1～2kg/cm2G，溫度保持在90°～120℃，并通過(guò)導(dǎo)入加熱介質(zhì)如蒸汽或熱介質(zhì)(以“Dowtherm”商標(biāo)市售的道氏化學(xué)公司的產(chǎn)品)進(jìn)行加熱，這些熱介質(zhì)是通過(guò)環(huán)氧乙烷汽提塔111的再沸器112內(nèi)的管道113導(dǎo)入的或?qū)⒄羝苯油ㄈ肫崴乃?。溫度?00℃～150℃的，基本上不含有環(huán)氧乙烷的環(huán)氧乙烷汽提塔的一部分塔底液經(jīng)管道114和115流入壓力低于環(huán)氧乙烷精餾塔塔底壓力(例如，范圍為0～-0.8kg/cm2G，最好是0～-0.5kg/cm2G)的清洗缶185，以產(chǎn)生低壓蒸汽和引起液體溫度降低。在清洗缶185中產(chǎn)生的低壓蒸汽經(jīng)管道186進(jìn)入蒸汽壓縮機(jī)187并壓縮到壓力略高于0.5～2.4kg/cm2G(例如，0.6～2.5kg/cm2G)的汽提塔111的塔底壓力。該壓縮蒸氣經(jīng)管道186a流入環(huán)氧乙烷汽提塔111底部的蒸汽相部分。經(jīng)清洗缶185沖洗過(guò)的剩余液經(jīng)管道116流入熱交換器106和冷卻器117。水可經(jīng)管103a導(dǎo)入，氫氧化鉀水溶液可經(jīng)管道103b，消泡劑(水溶性的有機(jī)硅樹(shù)脂乳化液)經(jīng)管道103c再共同地經(jīng)管道103導(dǎo)入環(huán)氧乙烷吸收塔。
汽提塔111塔底的剩余液經(jīng)管道114流出經(jīng)管道122流入副產(chǎn)物1，2-亞乙基二醇汽化器。
圖3表示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，以相似于附圖2的方法，把在清洗缶285中沖洗過(guò)的剩余液經(jīng)管道216送入熱交換器206中，并與環(huán)氧乙烷吸收塔的塔底液進(jìn)行熱交換。熱交換器206中分離出來(lái)的環(huán)氧乙烷汽提塔塔底液流經(jīng)熱泵的冷凍劑氣化器289，然后再經(jīng)冷卻器217。水可經(jīng)管道203a，氫氧化鉀水溶液可經(jīng)管道203b，消泡劑(水溶性有機(jī)硅樹(shù)脂乳化液)可經(jīng)管道203c并共同地通過(guò)管道203進(jìn)入環(huán)氧乙烷吸收塔。
在這同時(shí)，經(jīng)管道214來(lái)自環(huán)氧乙烷汽提塔211塔底的環(huán)氧乙烷汽提塔剩余塔底液可經(jīng)管道222流入副產(chǎn)物1，2-亞乙基二醇?xì)饣髦小?br>在冷凍劑氣化器289中，經(jīng)與環(huán)氧乙烷汽提塔塔底液熱交換后的已氣化的冷凍劑經(jīng)管道290流入冷卻壓縮機(jī)291并在那里被壓縮，然后經(jīng)管道292流入冷凍劑冷凝器293中，并通過(guò)將熱轉(zhuǎn)移到外部流體而冷凝。冷凝后的冷凍液經(jīng)管道294再一次流入冷凍劑氣化器289中。
管道299能通過(guò)將水經(jīng)管道295循環(huán)流入缶297，并經(jīng)管道296流入冷凍劑冷凝器293回收蒸汽。所說(shuō)的水經(jīng)管道298送入缶297中的。這樣回收的蒸汽可在生成環(huán)氧乙烷的步驟中有效地用作熱源，這些蒸汽尤其可用在環(huán)氧乙烷精餾塔內(nèi)。在附圖3中有關(guān)編號(hào)是將附圖2中的每個(gè)編號(hào)加上100的和，用以表示相似的各部件。
圖4表示了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案。同于附圖2中表示的方法，把來(lái)自環(huán)氧乙烷汽提塔311塔底的，溫度為100℃～150℃的基本上不含環(huán)氧乙烷的汽提塔塔底液經(jīng)314管道和315管道送入清洗缶385中，在那兒將其降壓到大氣壓力，減壓后的壓力足以產(chǎn)生低壓蒸汽和低溫溶液，在清洗缶385中產(chǎn)生的低壓蒸汽經(jīng)管道386進(jìn)入蒸汽壓縮機(jī)387，在那里壓縮到壓力略高于0.5～2.4kg/cm2G的環(huán)氧乙烷汽提塔311的塔底壓力。該壓縮蒸汽經(jīng)管道386a流入環(huán)氧乙烷汽提塔311塔底中的蒸汽相部分。在清洗缶385中沖洗過(guò)的剩余液經(jīng)管道316a進(jìn)入熱交換器306，與含環(huán)氧乙烷的環(huán)氧乙烷吸收塔塔底液發(fā)生熱交換，結(jié)果得到的液體經(jīng)管道316b進(jìn)入環(huán)氧乙烷精餾塔350的再沸器358中作為熱源使用。然后該液體經(jīng)管道316c流入冷卻器317。經(jīng)管道321，可以加入水，氫氧化鉀水溶液和消泡劑(水溶性有機(jī)硅樹(shù)脂乳化液)并經(jīng)管道303加入到環(huán)氧乙烷吸收塔302中。
同時(shí)，為了避免在乙烯與分子氧氧化步驟和環(huán)氧乙烷汽提步驟1，2-亞乙基二醇(吸收液中的環(huán)氧乙烷與水發(fā)生水介產(chǎn)生)，低沸點(diǎn)雜質(zhì)甲醛、高沸點(diǎn)雜質(zhì)乙醛和乙酸等付產(chǎn)物增加，經(jīng)管道314自環(huán)氧乙烷汽提塔311塔底流出的剩余吸收液再經(jīng)管道322送入副產(chǎn)物1，2-亞乙基二醇的氣化器中。
而經(jīng)過(guò)汽提后從環(huán)氧乙烷汽提塔311塔頂排出的含環(huán)氧乙烷的蒸汽經(jīng)管道323流入環(huán)氧乙烷精餾塔350的再沸器360中作為熱源使用。然后把得到的冷凝液和未冷凝的蒸汽經(jīng)管道361送入具有冷卻水的冷凝器364中，其中的冷卻水經(jīng)管道362和管道363進(jìn)行循環(huán)，所得的冷凝液經(jīng)管道327回到環(huán)氧乙烷汽提塔311的頂部。未冷凝的蒸汽經(jīng)管道328進(jìn)入脫水塔329。
脫水塔的塔底液用充在脫水塔329的再沸器330中的道氏蒸汽熱載體(道氏化學(xué)公司的產(chǎn)品)的加熱管道331來(lái)進(jìn)行加熱或?qū)⒄羝苯訉?dǎo)入脫水塔329的下部來(lái)進(jìn)行加熱。來(lái)自脫水塔329底部的基本上不含有環(huán)氧乙烷的水經(jīng)管道332排出。
來(lái)自脫水塔329塔頂?shù)暮协h(huán)氧乙烷的蒸汽經(jīng)管道333流入具有冷卻水或具有經(jīng)管道335和管道336循環(huán)的循環(huán)鹽水的冷凝器中，得到的冷凝液一部份經(jīng)管道337回到脫水塔329的塔頂。在冷凝器334中未冷凝的蒸汽經(jīng)管道339進(jìn)入環(huán)氧乙烷排出氣洗滌器(圖中未畫(huà)出)，另一部分冷凝液經(jīng)管道338流入輕餾份汽提塔340。從輕餾份汽提塔340的頂部含有易揮發(fā)組份氣體的環(huán)氧乙烷蒸汽經(jīng)管道343流入冷凝器344。得到的冷凝液經(jīng)管道347回到輕餾分汽提塔340的頂部，未冷凝的蒸汽經(jīng)管道348送入環(huán)氧乙烷排出氣洗滌器(圖中未畫(huà)出)以回收環(huán)氧乙烷。
輕餾份汽提塔340的塔底液經(jīng)管道349進(jìn)入精餾塔350。
自環(huán)氧乙烷汽提塔311頂部發(fā)散出的滲出液送入環(huán)氧乙烷精餾塔350的再沸器360中，并通過(guò)管道316b導(dǎo)入環(huán)氧乙烷吸收液到精餾塔350的再沸器358進(jìn)行加熱。精餾是在環(huán)氧乙烷精餾塔350的塔底溫度控制在35℃～85℃，環(huán)氧乙烷精餾塔350的塔底壓力控制在1.2～8.2kg/cm2G的條件下進(jìn)行的。從環(huán)氧乙烷精餾塔塔頂，溫度為29℃～81℃壓力為1～8kg/cm2G的環(huán)氧乙烷蒸汽經(jīng)管道351送入環(huán)氧乙烷冷凝器352中，以使環(huán)氧乙烷冷凝。一部分冷凝后的環(huán)氧乙烷經(jīng)管道356回到環(huán)氧乙烷精餾塔350的頂部而另一部分作為環(huán)氧乙烷產(chǎn)物經(jīng)管道357排出。
當(dāng)環(huán)氧乙烷精餾塔350的塔底液必須將其中的重組分高沸點(diǎn)雜質(zhì)乙醛和乙酸分離時(shí)應(yīng)將其由管道367排出。附圖4中，有關(guān)編號(hào)是附圖2中的數(shù)字加上200所得的和，用以表示各相似部件。
附圖5說(shuō)明了本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方案。以附圖4相同的方法，把來(lái)自清洗缶485的環(huán)氧乙烷汽提塔的塔底液導(dǎo)入精餾塔的再沸器458中用作熱源，并經(jīng)管道442a送入輕餾份汽提塔440的再沸器441中作為輕餾份汽提塔的熱源，然后經(jīng)管道442b回到冷卻器417中。附圖5中在其它所有方面都與附圖4的方法相同，附圖4中的各有關(guān)編號(hào)加上100用于表示附圖5中的各相似部件編號(hào)。
附圖6說(shuō)明了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案。以相同于附圖4中的方法，把在清洗缶585中經(jīng)清洗得到的液體送入熱交換器506中然后用作為輕餾份汽提塔540的熱源。例如，該液體經(jīng)管道516b進(jìn)入再沸器541，在那里使用后，經(jīng)管道516c送入冷卻器517，附圖6中的有關(guān)編號(hào)是將附圖4中的編號(hào)加上200，用于表示相似的各個(gè)部件。
圖7說(shuō)明本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，用與圖4相同的方法，于清洗缶685中清洗過(guò)的液體通過(guò)熱交換器606，然后作為環(huán)氧乙烷精餾塔650和輕餾份汽提塔640的共同熱源。例如，該液經(jīng)管道616c充入再沸器658，并通過(guò)管道642a入再沸器641然后不改變地經(jīng)管道616e流入冷凝器617，圖7中，各有關(guān)編號(hào)系圖4中編號(hào)分別加上300的和，用以表示相似部件。
現(xiàn)在，運(yùn)用以下有關(guān)的操作實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的描述。但是應(yīng)注意本發(fā)明并不限于這些操作實(shí)施例。
實(shí)施例1在附圖2的設(shè)備中，把在銀催化劑存在下乙烯與含分子氧氣體氣相催化氧化得到的含有環(huán)氧乙烷的氣體經(jīng)管道101送入塔板型的環(huán)氧乙烷吸收塔102下部。并把溫度為29.6℃，pH值為6，含有9%(重量百分比)1，2-亞乙基二醇，3ppm消泡劑(水溶性有機(jī)硅樹(shù)脂乳化液)和平衡水的吸收液經(jīng)管道103送入吸收塔102的上部并與上述的氣體逆流接觸，從而由吸收液把氣體中的環(huán)氧乙烷吸收，在此回收99%以上(重量百分比)含在氣體中的環(huán)氧乙烷。未被吸收的乙烯、氧氣、二氧化碳、惰性氣體(氮?dú)?、氬氣、甲烷和乙?乙醛及酸性物質(zhì)，自吸收塔102塔頂經(jīng)管道104循環(huán)到吸收二氧化碳?xì)怏w的吸收步驟和/或氧化步驟中去。
把環(huán)氧乙烷吸收塔102的塔底液經(jīng)管道105，熱交換器106和經(jīng)管道107送入氣液分離缶108中，含有環(huán)氧乙烷的易揮發(fā)組分氣體和水由管道109分離。清洗以后分離易揮發(fā)組份氣體以后的剩余吸收液經(jīng)管道110進(jìn)入環(huán)氧乙烷汽提塔111的上部，并由經(jīng)管道113通到汽提塔111的再沸器112中的蒸汽加熱。因此，基本上不含環(huán)氧乙烷的汽提塔的塔底液自環(huán)氧乙烷汽提塔111塔底經(jīng)管道114排出。液體中的一部分經(jīng)管道115進(jìn)入清洗缶185，使壓力降到大氣壓，溶液的溫度下降。在清洗缶185中產(chǎn)生的低壓蒸汽經(jīng)管道186進(jìn)入蒸汽壓縮機(jī)187壓縮，使其壓力比汽提塔111的塔底壓力0.5kg/cm2G高0.1kg/cm2G。該壓縮蒸汽經(jīng)管道186a流入汽提塔塔底的蒸汽相部分。在清洗缶185中經(jīng)清洗處理后的剩余液經(jīng)管道116送入熱交換器106和冷卻器117中，與經(jīng)管道103a導(dǎo)入的水，經(jīng)管道103b導(dǎo)入的氫氧化鉀水溶液，經(jīng)管道103c導(dǎo)入的消泡劑(水溶性的有機(jī)硅樹(shù)脂乳化液)相混合并一同經(jīng)管道103進(jìn)入吸收塔102。
同時(shí)，經(jīng)管道114從環(huán)氧乙烷汽提塔111塔底排出的剩余吸收液，經(jīng)管道122進(jìn)入副產(chǎn)物1，2-亞乙基二醇?xì)饣?。?集中地列出了該方法的操作條件。
實(shí)施例2如附圖3所示，以相同于實(shí)施例1的方法，把在清洗缶285中清洗后所得的液體的一部分經(jīng)管道216送入熱交換器206中與環(huán)氧乙烷吸收塔的塔底液進(jìn)行熱交換并經(jīng)管道216a進(jìn)入冷凍劑氣化器289中。環(huán)氧乙烷汽提塔塔底液將冷凍劑氣化器289中的冷凍劑氣化后經(jīng)管道290進(jìn)入冷凍劑壓縮機(jī)291中進(jìn)行壓縮。壓縮后的冷凍液經(jīng)管道292進(jìn)入冷凍冷凝器293中，通過(guò)把熱傳給外部流體而得到冷凝。冷凝后的冷凍液經(jīng)管道294再一次送入冷凍劑氣化器289中。
在管道299中回收蒸汽是通過(guò)使水經(jīng)管道296進(jìn)入冷凍劑冷凝器293，經(jīng)管道295進(jìn)入罐297循環(huán)來(lái)進(jìn)行的。所說(shuō)的水是經(jīng)管道298送入罐297中的?；厥盏恼羝凰腿氕h(huán)氧乙烷精餾塔的再沸器里用作為熱源。
表2集中地列出本方法的連續(xù)操作的條件。
實(shí)施例3如附圖4所示，在銀催化劑存在下乙烯和含分子氧氣體進(jìn)行氣相催化氧化而生成的含有環(huán)氧乙烷的氣體經(jīng)管道301導(dǎo)入塔板型環(huán)氧乙烷吸收塔302的下部，將溫度為29.6℃，pH值為6并含有9.0%(重量百分比)1，2-亞乙基二醇，3ppm消泡劑(水溶性有機(jī)硅樹(shù)脂乳化液)和平衡水的吸收液經(jīng)管道303進(jìn)入環(huán)氧乙烷吸收塔302的上部并與反應(yīng)產(chǎn)物氣體進(jìn)行逆流接觸以使含在產(chǎn)物氣體中的環(huán)氧乙烷被吸收液所吸收。在這里有99%(重量百分比)以上含在產(chǎn)物氣體中的環(huán)氧乙烷被回收，未被吸收的乙烯、氧氣、二氧化碳、惰性氣體(氮?dú)?、氬氣、甲烷、乙?和乙醛雜質(zhì)以及酸性物質(zhì)自環(huán)氧乙烷吸收塔302塔頂經(jīng)管道304循環(huán)進(jìn)入二氧化碳吸收步驟和/或氧化步驟。
在吸收步驟中，不但是環(huán)氧乙烷，而且在乙烯氧化步驟中生成的低沸點(diǎn)雜質(zhì)甲醛、高沸點(diǎn)雜質(zhì)乙醛和乙酸，以及乙烯、氧氣、二氧化碳、惰性氣體(氮?dú)?、氬氣、甲烷和乙?都按它們的實(shí)際比率被立即吸收。
環(huán)氧乙烷吸收塔302的塔底液經(jīng)管道305進(jìn)入熱交換器306與環(huán)氧乙烷汽提塔的塔底液進(jìn)行熱交換并使其溫度上升到82.7℃。該熱液體經(jīng)管道307進(jìn)入氣液分離罐308中，使得含有環(huán)氧乙烷的易揮發(fā)組份氣體與水相分離。經(jīng)清洗分離了易揮發(fā)組份氣體以后的剩余吸收液經(jīng)管道310進(jìn)入塔頂壓力為0.4kg/cm2G，溫度為87℃的環(huán)氧乙烷汽提塔311的上部，將蒸汽經(jīng)管道313送入環(huán)氧乙烷汽提塔311的再沸器312中加熱，從而在環(huán)氧乙烷汽提塔的塔頂?shù)玫搅谁h(huán)氧乙烷。
同時(shí)，經(jīng)管道314自環(huán)氧乙烷汽提塔塔底排出的剩余吸收液經(jīng)管道322進(jìn)入副產(chǎn)物1，2-亞乙基二醇?xì)饣鳌?br>自環(huán)氧乙烷汽提塔311塔底將基本上不含環(huán)氧乙烷的塔底液經(jīng)管道314排出。一部分排出的塔底液經(jīng)管道315送入清洗罐385中使產(chǎn)生低壓蒸汽，將壓力降低到-0.35kg/cm2G引起溶液溫度降低。在清洗罐385中產(chǎn)生的低壓蒸汽經(jīng)管道386進(jìn)入蒸汽壓縮機(jī)387中并壓縮使壓力達(dá)到比環(huán)氧乙烷汽提塔311的塔底壓力0.5kg/cm2G高0.6kg/cm2G，該壓縮蒸汽經(jīng)管道386a進(jìn)入環(huán)氧乙烷汽提塔311塔底的氣相部分。在清洗罐385中經(jīng)清洗處理后的剩余液經(jīng)管道316a進(jìn)入熱交換器306與含有環(huán)氧乙烷的環(huán)氧乙烷吸收塔的塔底液進(jìn)行熱交換，經(jīng)管道316b把它送入環(huán)氧乙烷精餾塔的再沸器358用作環(huán)氧乙烷精餾塔的熱源，然后再經(jīng)管道316c把它送入冷卻器317中，與經(jīng)管道321導(dǎo)入的水，氫氧化鉀水溶液，消泡劑(水溶性有機(jī)硅樹(shù)脂乳化液)相混合后，再經(jīng)管道303把它送入環(huán)氧乙烷吸收塔302中。
從環(huán)氧乙烷汽提塔311塔頂滲出的含環(huán)氧乙烷的蒸汽經(jīng)管道323送入環(huán)氧乙烷精餾塔350的再沸器360中作為熱源使用。經(jīng)冷凝和未冷凝的蒸汽經(jīng)過(guò)管道361送入具有經(jīng)管道362和363循環(huán)的冷卻水的冷凝器364中。所得到的冷凝液經(jīng)管道327回到環(huán)氧乙烷汽提塔311的塔頂。未冷凝的蒸汽經(jīng)管道328送入脫水塔329。
把蒸汽經(jīng)管道331通入脫水塔329的再沸器330來(lái)加熱脫水塔的塔底液，基本上不含環(huán)氧乙烷的水自脫水塔329的塔底經(jīng)管道332排出。
含有環(huán)氧乙烷的蒸汽自脫水塔329塔頂經(jīng)管道333送入具有經(jīng)管道335和管道336循環(huán)的鹽水的冷凝器334中，一部分冷凝液經(jīng)管道337送回脫水塔329的塔頂。在冷凝器334中，未冷凝的蒸汽經(jīng)管道339送入環(huán)氧乙烷排出氣洗滌器(圖中未畫(huà)出)中，另一部分冷凝液經(jīng)管道338送入輕餾份汽提塔340中，該塔是鮑爾環(huán)填充的填料塔，每一理論級(jí)壓降不大于5mmHg。
含有易揮發(fā)組份氣體的環(huán)氧乙烷蒸汽自輕餾份汽提塔340塔頂經(jīng)管道343進(jìn)入冷凝器344。冷凝液經(jīng)管道347送回輕餾份汽提塔340的塔頂，未冷凝蒸汽經(jīng)管道348送入環(huán)氧乙烷排出氣洗滌器(圖中未畫(huà)出)以回收環(huán)氧乙烷。輕餾份汽提塔340的塔底液經(jīng)管道349送入環(huán)氧乙烷精餾塔350中，該塔是用鮑爾環(huán)填充的每理論級(jí)的壓降不大于5mmHg的填料塔。該塔用來(lái)自環(huán)氧乙烷汽提塔311塔頂滲出液充入環(huán)氧乙烷精餾塔350的再沸器360來(lái)加熱，以及將吸收環(huán)氧乙烷的吸收液經(jīng)管道316b送入精餾塔350的再沸器358中來(lái)加熱，在環(huán)氧乙烷精餾塔350的塔底溫度為45℃，塔底壓力2.0kg/cm2G的條件下進(jìn)行精餾。來(lái)自環(huán)氧乙烷精餾塔塔頂?shù)臏囟葹?9℃，頂壓為1.8kg/cm2G的環(huán)氧乙烷蒸汽經(jīng)管道351送入環(huán)氧乙烷冷凝器352將環(huán)氧乙烷冷凝。一部分環(huán)氧乙烷冷凝液經(jīng)管道356送入環(huán)氧乙烷精餾塔350的塔頂，另一部分作為產(chǎn)物從管道357排出。
在環(huán)氧乙烷冷凝器352中未冷凝的蒸汽經(jīng)管道355送入環(huán)氧乙烷排出氣洗滌器(圖中未畫(huà)出)以回收環(huán)氧乙烷。
環(huán)氧乙烷精餾塔350的塔底液經(jīng)管道367排出以分離高沸點(diǎn)重組份雜質(zhì)乙醛和乙酸。
表3集中地列出了該過(guò)程連續(xù)操作的條件。
實(shí)施例4如附圖5所示，以相同于實(shí)施例3的方法，使用輕餾份汽提塔和裝有重盤(pán)塔板，每理論級(jí)的壓降不大于10mmHg的塔板型環(huán)氧乙烷精餾塔，從環(huán)氧乙烷汽提塔流出的塔底液進(jìn)入熱交換器406與來(lái)自環(huán)氧乙烷吸收塔402的液體進(jìn)行熱交換，得到的液體經(jīng)管道416b和416c送入環(huán)氧乙烷精餾塔450的再沸器458中用來(lái)加熱精餾塔450中的液體，然后將該液體經(jīng)管道442a送入輕餾份汽提塔440的加熱器441中以加熱輕餾份汽提塔中的液體，然后再經(jīng)管道442b送入冷卻器417中冷卻。冷卻液被循環(huán)到環(huán)氧乙烷吸收塔402中，本方法在其它各方面都與實(shí)施例3中的方法相同，表4集中列出了本過(guò)程連續(xù)操作的條件。
實(shí)施例5如附圖6所示，以相同于實(shí)施例3的方法把環(huán)氧乙烷汽提塔的塔底液送入熱交換器506與來(lái)自環(huán)氧乙烷吸收塔502的液體進(jìn)行熱交換。所得的液體經(jīng)管道516b送入輕餾份汽提塔540的再沸器541中作為加熱熱源。該液體經(jīng)管道516c送入冷卻器517中冷卻，冷卻液經(jīng)管道520和管道503再送入環(huán)氧乙烷吸收塔502中循環(huán)。本方法在其他各方面都與實(shí)施例3的方法相同。
表5集中列出了本過(guò)程連續(xù)操作的條件。
實(shí)施例6～11如圖7所示，以相同于實(shí)施例3的方法，在清洗罐685中清洗環(huán)氧乙烷汽提塔塔底液，然后送入熱交換器606中與來(lái)自環(huán)氧乙烷吸收塔602的液體進(jìn)行熱交換。所得的液體分別經(jīng)并聯(lián)管道616c和642a送入環(huán)氧乙烷精餾塔650的再沸器658和輕餾份汽提塔640的再沸器641中用作熱源，然后經(jīng)管道616d和管道642b再經(jīng)管道616e進(jìn)入冷卻器617中冷卻。并經(jīng)管道620和603循環(huán)到環(huán)氧乙烷吸收塔602。本方法在其他各方面都與實(shí)施例3中方法相同，在附圖7的裝置中進(jìn)行的程序與前面所述的相同，只是一部分操作條件有所改變。
表6～11集中列出了這些過(guò)程連續(xù)操作的條件。
對(duì)比例如附圖1所示，用相似于實(shí)施例3的方法，環(huán)氧乙烷汽提塔11的塔底液不經(jīng)清洗就部分送入熱交換器6與來(lái)自環(huán)氧乙烷吸收塔2塔底的液體進(jìn)行熱交換，然后用冷卻器17冷卻，繼而循環(huán)到環(huán)氧乙烷吸收塔中作為吸收液。本方法在其他方面都與實(shí)施例3中方法相似。
表12集中列出了本過(guò)程連續(xù)操作的條件。(見(jiàn)表1-12)用本發(fā)明的方法，因?yàn)閷⑶逑喘h(huán)氧乙烷汽提塔的塔底液產(chǎn)生的蒸汽從清洗筒中分離出來(lái)，用壓縮手段使其壓力略高于環(huán)氧乙烷汽提塔的塔底壓力并把它送入環(huán)氧乙烷汽提塔塔底的蒸汽相部分。使加熱環(huán)氧乙烷汽提塔所需的熱量大幅度降低。并且運(yùn)用熱泵從環(huán)氧乙烷汽提塔的液體中回收熱量，把回收到的熱量作為環(huán)氧乙烷精餾塔的熱源使用，同時(shí)節(jié)省了環(huán)氧乙烷精餾塔的能耗。另外把環(huán)氧乙烷汽提塔的塔底液經(jīng)清洗處理后的剩余液作為環(huán)氧乙烷精餾塔和輕餾份汽提塔的熱源使用，也節(jié)省了環(huán)氧乙烷精餾塔和輕餾份汽提塔的能耗。另外通過(guò)本發(fā)明方法的實(shí)施表明，本發(fā)明的方法能使用于冷卻進(jìn)入環(huán)氧乙烷吸收塔的吸收液和冷凝環(huán)氧乙烷汽提塔塔頂蒸汽的冷卻水的熱負(fù)荷降低。
權(quán)利要求
1.回收環(huán)氧乙烷的方法，包括如下步驟；把乙烯與含分子氧的氣體催化氣相氧化得到的含有環(huán)氧乙烷的氣體導(dǎo)入環(huán)氧乙烷吸收塔，并使該氣體與吸收液體逆流接觸，把從該吸收塔頂部流出的部分氣體循環(huán)到乙烯氧化步驟，把該吸收塔底部含有環(huán)氧乙烷的液體導(dǎo)入環(huán)氧乙烷汽提塔，通過(guò)擴(kuò)散經(jīng)過(guò)汽提塔頂部放出環(huán)氧乙烷，把從該汽提塔底部排出的液體送到上述吸收塔，在此再用作吸收液體，其特征是使汽提塔底部排出的液體經(jīng)過(guò)洗滌處理以使該液體分離為汽相部分和液相部分，把壓縮態(tài)的汽相部分導(dǎo)入汽提塔底部，把液相部分回收作為該吸收塔的吸收液體。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的方法，使該液相部分通過(guò)一個(gè)熱交換器與該吸收塔底部液體進(jìn)行熱交換，而后用一個(gè)熱泵使該吸收液體放出熱能和產(chǎn)生蒸氣，將用熱泵冷卻過(guò)的吸收液體進(jìn)一步冷卻，然后循環(huán)到吸收塔。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2的方法，控制熱泵以便當(dāng)與該吸收液體熱交換放出熱后的環(huán)氧乙烷汽提塔底部液體于溫度50-60℃進(jìn)入冷凍劑蒸發(fā)器時(shí)，通過(guò)冷凍劑蒸發(fā)作用使底部液體溫度降低5℃到20℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1的方法，使該液相部分與吸收了環(huán)氧乙烷的含環(huán)氧乙烷吸收液進(jìn)行熱交換，用作環(huán)氧乙烷精餾塔的熱源，經(jīng)冷卻器里冷卻，并將之循環(huán)到上述環(huán)氧乙烷吸收塔作為吸收液體使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4的方法，該環(huán)氧乙烷精餾塔是每理論級(jí)壓降不多于20mmHg的塔板型蒸餾塔。
6.根據(jù)權(quán)利要求
4的方法，該環(huán)氧乙烷精餾塔是每理論級(jí)壓降不多多于10mmHg的填充型蒸餾塔。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1的方法，使該液相部分與吸收了環(huán)氧乙烷的含環(huán)氧乙烷吸收液進(jìn)行熱交換，而后用作環(huán)氧乙烷精餾塔的熱源，隨后用作輕餾份汽提塔熱源，在冷卻器里冷卻，循環(huán)到環(huán)氧乙烷吸收塔用作吸收液體。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7的方法，該環(huán)氧乙烷精餾塔是每理論級(jí)壓降不多于20mmHg的塔板型蒸餾塔。
9.根據(jù)權(quán)利要求
7的方法，該環(huán)氧乙烷精餾塔是每理論級(jí)壓降不多于10mmHg的填充型蒸餾塔。
10.根據(jù)權(quán)利要求
7的方法，該輕餾份洗提塔是每理論級(jí)壓降不多于20mmHg的塔板型分離塔。
11.根據(jù)權(quán)利要求
7的方法，該輕餾份洗提塔是每理論級(jí)壓降不多于10mmHg的填充型分離塔。
12.根據(jù)權(quán)利要求
7的方法，經(jīng)該環(huán)氧乙烷汽提塔頂部釋放的滲出液用作該環(huán)氧乙烷精餾塔的熱源。
13.根據(jù)權(quán)利要求
1的方法，使該液相部分與吸收了環(huán)氧乙烷的含環(huán)氧乙烷吸收液進(jìn)行熱交換，用作該輕餾份洗提塔的熱源，隨后用作吸收液體循環(huán)到環(huán)氧乙烷吸收塔。
14.根據(jù)權(quán)利要求
13的方法，該輕餾份汽提塔，是每理論級(jí)壓降不多于20mmHg的塔板型分離塔。
15.根據(jù)權(quán)利要求
13的方法，該輕餾份汽提塔是每理論級(jí)壓降不多于10mmHg的填充型分離塔。
16.根據(jù)權(quán)利要求
1的方法，使該液相部分與吸收了環(huán)氧乙烷的含環(huán)氧乙烷吸收液進(jìn)行熱交換，而后用作環(huán)氧乙烷精餾塔和輕餾份汽提塔的共同熱源，接著再用作吸收液體導(dǎo)入環(huán)氧乙烷吸收塔。
17.根據(jù)權(quán)利要求
16的方法，該環(huán)氧乙烷精餾塔是每理論級(jí)壓降不多于20mmHg的塔板型蒸餾塔;
18.根據(jù)權(quán)利要求
16的方法，該環(huán)氧乙烷精餾塔是每理論級(jí)壓降不多于10mmHg的填充型蒸餾塔。
19.根據(jù)權(quán)利要求
16的方法，該輕餾份汽提塔是每理論級(jí)壓降不多于20mmHg的塔板型分離塔。
20.根據(jù)權(quán)利要求
16的方法，該輕餾份汽提塔是每理論級(jí)壓降不多于10mmHg的填充型分離塔。
21.根據(jù)權(quán)利要求
16的方法，使用該環(huán)氧乙烷汽提塔頂部釋放的滲出液體作為該環(huán)氧乙烷精餾塔的熱源。
專(zhuān)利摘要
從乙烯與含分子氧氣體催化氣相氧化得到的并含有環(huán)氧乙烷的氣體中回收環(huán)氧乙烷的一種方法，包括使環(huán)氧乙烷氣提塔底部的液體經(jīng)洗滌處理，把液體分為氣相部分和液相部分，壓縮態(tài)的氣相部分引進(jìn)環(huán)氧乙烷氣提塔底部，液相部分循環(huán)到吸收塔。與環(huán)氧乙烷吸收塔底部交換熱以后，通過(guò)熱泵使液相放出熱能并產(chǎn)生蒸氣。此外用液相部分作為環(huán)氧乙烷精餾塔和/或輕餾分氣提塔的熱源。另外環(huán)氧乙烷氣提塔頂部的氣體能用作環(huán)氧乙烷精餾塔的熱源。
文檔編號(hào)C07D301/32GK86104909SQ86104909
公開(kāi)日1987年2月25日 申請(qǐng)日期1986年6月27日
發(fā)明者柿本行彥, 沢田雅行, 梶本宣明, 木口勇 申請(qǐng)人:日本觸媒化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社, 阿托化學(xué)公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan