本发明专利技术类似地提供用于产生碳酸亚乙酯和/或乙二醇的方法和相关反应系统。具体来说，提供一种方法，所述方法包括：将从吸收塔中抽出的塔顶吸收塔流供应到汽液分离器中以产生含水塔底流和再循环气流；将包含一种或多种杂质的含水工艺流供应到蒸馏装置中以产生塔顶杂质流和纯化的含水工艺流；将所述纯化的含水工艺流的至少一部分和环氧乙烷产物流供应到所述吸收塔中；以及使所述环氧乙烷产物流与所述纯化的含水工艺流在所述吸收塔中在一种或多种羧化和水解催化剂存在下接触以产生包含碳酸亚乙酯和/或乙二醇的富吸收剂流。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于乙二醇的生产中工艺用水再循环的方法和系统
本专利技术涉及用于乙二醇的生产中工艺用水再循环的方法和系统。
技术介绍
乙二醇是一种颇有价值的工业化合物，它被广泛用作制造聚酯纤维和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)树脂的起始材料。它还适用于汽车防冻液和液压制动液、飞机除冰剂以及药物产品。乙二醇通常由环氧乙烷制备，环氧乙烷又通过乙烯的银催化氧化来制备。更具体来说，使乙烯和氧气在基于银的环氧化催化剂上，通常在10巴到30巴的压力和200℃到300℃的温度下通过，产生包含环氧乙烷、二氧化碳、乙烯、氧气和水的产物流。在一种众所周知的方法中，环氧乙烷接着与大量过量的水在非催化工艺中反应，产生一种二醇产物流，它包含接近90重量％的单乙二醇(MEG)，其余部分主要是二乙二醇(DEG)、一些三乙二醇(TEG)和少量的高级同系物。在另一种众所周知的方法中，环氧乙烷与二氧化碳在催化剂存在下反应，产生碳酸亚乙酯，随后使碳酸亚乙酯水解，得到乙二醇。经由碳酸亚乙酯进行的反应显著改进了环氧乙烷向单乙二醇转化的选择性。在过去几十年中，许多努力都致力于开发从烯烃生产烷二醇，特别是从乙烯生产乙二醇的简化方法和设备。举例来说，GB2107712描述了一种用于制备单乙二醇的方法，其中将来自环氧乙烷反应器的气体直接供应到反应器中，在所述反应器中，环氧乙烷被转化成碳酸亚乙酯或乙二醇与碳酸亚乙酯的混合物。EP0776890描述了一种方法，其中将来自环氧乙烷反应器的气体供应到吸收塔中，其中吸收溶液主要含有碳酸亚乙酯和乙二醇。将吸收溶液中的环氧乙烷供应到羧化反应器中并使其与二氧化碳在羧化催化剂存在下反应。随后伴随着水的添加，将吸收溶液中的碳酸亚乙酯供应到水解反应器中并在水解催化剂存在下进行水解。EP2178815描述一种用于制备单乙二醇的反应吸收方法，其中将来自环氧乙烷反应器的气体供应到反应吸收塔中并在一种或多种羧化和水解催化剂存在下使环氧乙烷与含水贫吸收剂接触，且其中大部分环氧乙烷在吸收塔中被转化成碳酸亚乙酯或乙二醇。在这些情况中的每种情况下都产生了相当大体积的工艺用水。从经济角度来看，常常期望将尽可能多的工艺用水再循环，例如通过将工艺用水再循环到环氧乙烷吸收塔或反应吸收塔中(例如用作贫吸收剂)。有利的是，所述再循环不仅降低了操作成本，因为它减少了向工艺中供应的新鲜水的必需量，而且它还能降低与工艺用水作为废水处理相关的成本。此外，期望重复使用，因为相当大体积的工艺用水的净化还会引起环境问题和/或处理问题。然而，工艺用水常常含有各种杂质，这常常是因为在环氧乙烷、碳酸亚乙酯和/或乙二醇的生产期间形成了副产物。举例来说，除水之外，从环氧乙烷吸收塔或反应吸收塔中抽出的塔顶流通常还包含烃杂质，例如甲醛、乙醛等。此外，在工艺用水中还会发现有机氯化物杂质，这是因为在环氧化反应中使用了有机氯化物缓和剂。如果不先去除这些杂质的至少一部分就将工艺用水再循环到环氧乙烷吸收塔或反应吸收塔中，那么随着时间的推移，杂质累积并对所得二醇产物的总体质量有害和/或引起催化剂降解。Zo-ChunJen的美国专利第6,184,423号公开了一种用于在乙二醇工厂中从工艺用水中去除酸杂质的方法，所述方法是通过利用阴离子树脂从工艺用水中吸附甲酸和乙酸。然而，从成本观点来看，在不使用这种树脂的情况下从工艺用水流中去除杂质将是有利的。此外，使用这种树脂只能去除酸性杂质。因此，本专利技术人试图提供用于生产碳酸亚乙酯和/或乙二醇的改进的方法和系统。具体来说，本专利技术人试图提供能减少含水工艺流中的杂质的量以使其可在碳酸亚乙酯和/或乙二醇的生产中再循环的方法和系统，并且进一步试图减少与这种再循环相关的能量消耗。
技术实现思路
因此，在一个方面中，提供一种用于产生碳酸亚乙酯和/或乙二醇的方法，所述方法包括：a)将从吸收塔中抽出的塔顶吸收塔流供应到汽液分离器中以产生含水塔底流和再循环气流；b)将包含一种或多种杂质的含水工艺流供应到蒸馏装置中以产生塔顶杂质流和纯化的含水工艺流；c)将纯化的含水工艺流的至少一部分和环氧乙烷产物流供应到吸收塔中；以及d)使环氧乙烷产物流与纯化的含水工艺流在吸收塔中在一种或多种羧化和水解催化剂存在下接触以产生包含碳酸亚乙酯和/或乙二醇的富吸收剂流。此外，根据另一方面，提供一种用于产生碳酸亚乙酯和/或乙二醇的反应系统，所述反应系统包括：吸收塔，其包括一种或多种羧化和水解催化剂、至少两个入口和至少两个出口，其中吸收塔的第一入口流体连接到环氧乙烷反应器的出口；汽液分离器，其包括入口和出口，其中汽液分离器的入口流体连接到吸收塔的第一出口；以及蒸馏装置，其包括入口和出口，其中蒸馏装置的入口流体连接到汽液分离器的出口并且蒸馏装置的出口流体连接到吸收塔的第二入口。附图说明图1和图2是展示本公开的示范性而非限制性实施例的示意图。具体实施方式本文描述用于产生碳酸亚乙酯和/或乙二醇的方法和系统。通过使用本文所公开的方法和系统，有可能减少含水工艺流中存在的杂质的量，从而允许重复使用在乙二醇的生产中产生的所有或基本上所有的工艺用水。更具体来说，当将包含一种或多种杂质的含水工艺流供应到根据本公开的蒸馏装置中时，蒸馏装置将含水工艺流中存在的大部分杂质蒸馏到塔顶并从工艺中蒸馏出去，而水和有价值的二醇产物作为纯化的含水工艺流返回到工艺中。因此，本文所公开的系统和方法提供以下优势：在碳酸亚乙酯和/或乙二醇的生产中产生的废水的体积会减小，此外，杂质不会在工艺中累积而对所得二醇产物的质量造成有害影响。此外，通过在乙二醇制造厂中进行这些方法，有可能显著减少所需新鲜水的量、减少所产生的废水的量并减少催化剂降解，所有这些全部降低了操作成本。通过乙烯的环氧化和环氧乙烷的反应吸收来产生乙二醇和/或碳酸亚乙酯的方法已尤其详细描述于WO2009021830、WO2009140318、WO2009140319中，这些文献的公开内容以引用的方式并入本文中。通常，环氧化工艺包括在环氧乙烷反应器中，使乙烯与氧气在环氧化催化剂存在下反应以形成环氧乙烷。在所述反应中，可将氧气以氧气或空气的形式供应，但优选以氧气的形式供应。通常供应平衡气(ballastgas)，例如甲烷或氮气，以允许在高氧含量下操作而不产生易燃混合物。可供应缓和剂，例如单氯乙烷(乙基氯)、氯乙烯或二氯乙烷，以用于环氧乙烷催化剂性能控制。环氧乙烷反应器通常是多管固定床反应器。环氧化催化剂优选包含沉积在例如氧化铝的载体材料上的银和任选的促进剂金属。环氧化反应优选在大于1MPa且小于3Mpa的压力和大于200℃且低于300℃的温度下进行。优选将从环氧乙烷反应器中抽出的环氧乙烷产物流在一个或多个冷却器中冷却，优选在一个或多个温度水平下产生蒸汽的情况下进行。接着将来自环氧乙烷反应器的通常包含环氧乙烷、未反应的反应物(即乙烯和氧气)、二氧化碳和水的环氧乙烷产物流通到吸收塔中，在吸收塔中，环氧乙烷产物流与贫吸收剂紧密接触。通常，贫吸收剂包含至少20重量％的水，并且优选包含20重量％到80重量％的水。贫吸收剂还可以包含乙二醇。在吸收塔中，环氧乙烷产物流与贫吸收剂在一种或多种羧化和水解催化剂存在下紧密接触。如果这一步在仅一种催化剂存在下进行，那么催化剂必须促进羧化和水解。如果这一步在两种或多于两种催化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于产生碳酸亚乙酯和/或乙二醇的方法，其包括：a)将从吸收塔(6)中抽出的塔顶吸收塔流(10)供应到汽液分离器(12)中以产生含水塔底流(15)和再循环气流(13)；b)将包含一种或多种杂质的含水工艺流(17)供应到蒸馏装置(19)中以产生塔顶杂质流(22)和纯化的含水工艺流(21)；c)将所述纯化的含水工艺流(21)的至少一部分和环氧乙烷产物流(4)供应到所述吸收塔中；以及d)使所述环氧乙烷产物流(4)与所述纯化的含水工艺流(21)在所述吸收塔中在一种或多种羧化和水解催化剂存在下接触以产生包含碳酸亚乙酯和/或乙二醇的富吸收剂流(8)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.12 EP 16164825.81.一种用于产生碳酸亚乙酯和/或乙二醇的方法，其包括：a)将从吸收塔(6)中抽出的塔顶吸收塔流(10)供应到汽液分离器(12)中以产生含水塔底流(15)和再循环气流(13)；b)将包含一种或多种杂质的含水工艺流(17)供应到蒸馏装置(19)中以产生塔顶杂质流(22)和纯化的含水工艺流(21)；c)将所述纯化的含水工艺流(21)的至少一部分和环氧乙烷产物流(4)供应到所述吸收塔中；以及d)使所述环氧乙烷产物流(4)与所述纯化的含水工艺流(21)在所述吸收塔中在一种或多种羧化和水解催化剂存在下接触以产生包含碳酸亚乙酯和/或乙二醇的富吸收剂流(8)。2.根据权利要求1所述的方法，其中供应到所述蒸馏装置(19)中的所述含水工艺流(17)包含选自由以下组成的组的一个或多个流的至少一部分：从所述汽液分离器(12)中抽出的所述含水塔底流(15)、从脱水器(30)中抽出的塔顶脱水器流(33)和其组合。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述一种或多种杂质选自由以下组成的组：甲醛、乙醛、2,3-环氧-1,4-二噁烷、1,3-二氧杂环戊烷、1,4-二噁烷、2-甲基-1,3-二氧杂环戊烷、2-甲氧基乙醇、2,2'-双-1,3-二氧杂环戊烷、2-氯-甲基-1,3-二氧杂环戊烷、2-氯乙醇以及其组合。4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其进一步包括：在将所述含水工艺流(17)供应到所述蒸馏装置(19)中之前，将所述含水工艺流(17)供应到预热器(36)和闪蒸容器(37)中。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述预热器(36)经由与从分离器(39)中抽出的热工艺流(43)进行热集成来加热。6.根据权利要求1到5中任一项所述的方法，其中使用再沸器(44...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·G·H·L·巴斯廷格斯，J·R·布莱克，A·莫里纳，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL
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