回收环氧乙烷的方法技术

通过以下操作来进行环氧乙烷纯化：在将含气态环氧乙烷的流通入环氧乙烷吸收器以形成稀环氧乙烷和二氧化碳水溶液之前，急冷和洗涤环氧乙烷反应器流出物，然后在环氧乙烷汽提塔中汽提该溶液以产生含气态环氧乙烷和二氧化碳的塔顶蒸汽，然后将该塔顶蒸汽通入再吸收器，其中环氧乙烷和部分二氧化碳蒸汽被吸收以形成再被吸收物水溶液，将二氧化碳从其中去除以生成含环氧乙烷的溶液，通过以下操作来改进环氧乙烷纯化：将从急冷洗涤获得的含杂质的液体排出物流通入第二个小的急冷排出汽提塔，在所述汽提塔加入蒸汽和二氧化碳，并且来自该急冷排出汽提塔的气态塔顶馏出物被通入再吸收器，用于回收环氧乙烷和除去甲醛和其他杂质。用于回收环氧乙烷和除去甲醛和其他杂质。用于回收环氧乙烷和除去甲醛和其他杂质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】回收环氧乙烷的方法
[0001]说明书
[0002]本申请涉及一种回收作为高纯度被吸收物流的环氧乙烷的改进方法，尤其涉及一种将使其中甲醛杂质的浓度最小化的改进方法。


[0003]本专利技术涉及一种提高从环氧乙烷反应器的气态流出物中回收的环氧乙烷(EO)的纯度的方法。此类流出物可以用作例如环氧乙烷纯化塔和/或生产聚酯级乙二醇(EG)的一体化乙二醇装置的进料。更具体地，本专利技术涉及用于回收环氧乙烷的改进的急冷吸收/汽提系统。此类系统通常用于一体化环氧乙烷/乙二醇设备的环氧乙烷回收步骤，该设备将为高纯度环氧乙烷塔或乙二醇设备生产纯度更高的环氧乙烷
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水进料，同时大幅节约运行成本并简化设备操作。

技术介绍

[0004]当通过分子氧气相部分氧化银催化的乙烯生产环氧乙烷时，获得热的气态反应器流出物。环氧乙烷的含量很低，并且从废气中回收环氧乙烷的常规做法涉及在热交换器链中冷却反应进料和析出气体，并在工艺水中吸收，从而产生非常稀的环氧乙烷溶液，该溶液还含有各种被吸收的杂质。然后在汽提塔中从该稀溶液中汽提环氧乙烷，这导致大量与环氧乙烷混合的杂质(诸如甲醛)，这对于给许多应用可能是个问题，包括在制备用于聚酯纤维(纤维级环氧乙烷)生产的一定纯度的乙二醇时。因此，来自氧化反应器的环氧乙烷通常需要在吸收/汽提处理之前或之后进行额外处理，以提高其纯度，这具体取决于其预期最终用途。
[0005]在我的美国专利7569710中，环氧乙烷反应器流出物被送入环氧乙烷吸收器，该吸收器在吸收器塔的下部含有急冷区，在那里用再循环的冷却的碱性水流对其进行洗涤，以吸收和中和酸性化合物(诸如乙酸和甲酸)，并吸收几乎所有的痕量副产物甲醛。由于反应气体含有CO2，碱性急冷水流主要由用溶解的CO2(作为碳酸)缓冲的碳酸氢钠组成，并且具有7.1至8.0范围内的pH值。然后使用急冷排出物去除环氧乙烷反应副产物水，在急冷期间，该副产物水基本上完全冷凝。来自碱性急冷的经处理的气态反应物流通过除雾器，并送入水洗段，在该水洗段中用新鲜的工艺水对其进行洗涤，以除去任何夹带的急冷液体并吸收任何残留的甲醛蒸汽，再通过液体去夹带装置，并送入环氧乙烷吸收器的底部，在那里用再循环的无环氧乙烷的工艺水对其进行逆流洗涤，以吸收环氧乙烷并产生高纯度的含环氧乙烷被吸收物。急冷排出物(通常含有0.5至3.0重量％的环氧乙烷和相当浓度的乙二醇和钠盐以及低浓度的甲醛(如亚甲基乙二醇))被送入急冷排出物汽提塔，在那里环氧乙烷被汽提出来并回收。然后，无环氧乙烷的急冷汽提塔塔底产物可以作为废物流处理，或者单独处理，以回收其中含有的少量工业级乙二醇。
[0006]再循环急冷冷凝物流的碱度通常由碳酸氢钠和碳酸盐提供，它们是由注入的苛性碱溶液与环氧乙烷反应器排出气体中的一小部分CO2反应形成的。氢氧化钾或碳酸钾也可
以用来代替苛性碱，但由于它们比苛性碱更贵，这会显著增加化学成本。用于反应气体中有机酸的完全中和的急冷液中碱性盐的设计浓度范围通常为0.1至5.0重量％。现代高性能环氧乙烷反应催化剂目前要求的低CO2浓度将进入急冷洗涤的反应循环气体中的CO2浓度限制在0.4至3.0％v，其相当于大约0.07至0.6巴范围内的CO2分压。
[0007]已发表的技术文献显示，即使再循环急冷溶液中具有5.0重量％的碳酸氢钠和碳酸盐，并且CO2分压仅为0.1巴，碳酸氢盐与碳酸盐的平衡摩尔比也将高于100:1。由于急冷溶液中的纯碳酸氢钠具有8.0至8.5范围内的pH，而纯碳酸钠的pH范围为9.0至11.2，因此急冷溶液中富含纯碳酸氢盐的碱性混合物的初始pH将在约8.2至9.0的范围内。然而，由于急冷溶液还将含有被吸收的CO2，其形成碳酸，碳酸作为缓冲剂并将pH值降低至少1个单位，急冷塔中的所得pH值将在7.3至8.0的范围内，这有利于有机酸的完全中和以及从反应气体中吸收甲醛(如实际商业操作所证实的)。
[0008]如美国专利7569710中所述，急冷排出汽提塔是一个小型塔，该小型塔在接近大气压的压力下与主环氧乙烷汽提塔平行运行，并使用蒸汽汽提吸收的环氧乙烷。为避免来自小型吹扫汽提塔的甲醛和夹带的酸盐污染主环氧乙烷汽提塔产物蒸汽，来自急冷排出汽提塔的塔顶富环氧乙烷蒸汽可能需要部分冷凝，并且受污染的冷凝物将作为回流返回排出汽提塔。离开急冷排出汽提塔的无环氧乙烷塔底产物应含有几乎所有的甲醛和重醛杂质以及环氧乙烷反应系统中产生的所有(中和的)酸，并可作为废物流处理或单独处理，以回收所含的少量工业级乙二醇。
[0009]在实际商业操作中，当急冷排出汽提塔底部的汽提蒸汽仅是直接注入或在再沸器内部生成的蒸汽时，汽提段的pH值会上升，直至其在9.0至10的范围内，这是因为汽提了碳酸，并且由于汽提蒸汽中没有CO2，大部分碳酸氢钠转化为碳酸钠。出人意料的是，文献表明，在高于8.0的pH值下，亚甲基二醇的分解速率将呈指数级增加。因此，排出汽提塔进料中的大部分亚甲基二醇在热汽提段分解，从而产生主要被汽提的甲醛，因此汽提塔塔底产物吹扫物仅含有汽提塔进料中存在的一小部分醛。急冷排出汽提塔塔顶蒸汽中的甲醛随后被吸收到再吸收器底部产物流中，并显著降低了环氧乙烷提纯和/或乙二醇设备的浓缩环氧乙烷
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水进料的纯度。
[0010]通过将汽提段的pH值降低至8.0以下，可以增加和最大化急冷排出汽提塔塔底产物吹扫的甲醛量，这从根本上降低了汽提段的亚甲基二醇分解速率。这可以通过注射稀酸
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水溶液(诸如乙酸或硫酸)来完成，以在急冷塔底产物排出物流被送入急冷排出汽提塔之前中和急冷塔底产物渗出液流中过量的碳酸钠和碳酸氢钠。然而，酸储存、稀释、注射和pH控制设施的必要增加将增大投资和化学成本，并使急冷排出汽提塔的操作显著复杂化。
[0011]本专利技术通过向汽提蒸汽中注入足够的副产物CO2蒸汽以提供最小0.07巴的CO2分压，提供了一种同样有效、成本低得多且简单得多的设计替代方案，用于注射酸溶液以将急冷汽提塔中的pH值降低至8.0以下。

技术实现思路

[0012]因此，本专利技术提供了一种纯化环氧乙烷的方法，所述方法包含通过与再循环的、冷却的碱性水流接触来急冷和洗涤环氧乙烷反应器流出物，将从所述急冷洗涤获得的含气态环氧乙烷的流通入环氧乙烷吸收器，其中所述环氧乙烷被吸收在不含环氧乙烷的单程工艺
水中，以形成含环氧乙烷和二氧化碳的稀被吸收物水溶液，然后在环氧乙烷汽提塔中汽提所述稀被吸收物溶液以产生含环氧乙烷和二氧化碳的塔顶蒸汽，然后将所述塔顶蒸汽通入再吸收器，其中所述环氧乙烷和部分二氧化碳蒸汽被吸收以形成再被吸收物水溶液，然后将所述溶液通入二氧化碳汽提塔，以除去溶解的二氧化碳，回收不含轻馏分的含环氧乙烷溶液，以供用作环氧乙烷蒸馏系统或FG MEG反应器的高纯度进料；以及
[0013]将从所述急冷洗涤获得的含杂质的液体排出物流通入第二个小的急冷排出汽提塔，将蒸汽和二氧化碳引入所述第二个汽提塔中，将来自所述急冷排出汽提塔的所述气态塔顶馏出物送入所述再吸收器以回收环氧乙烷，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种纯化环氧乙烷的方法，所述方法包含：通过与碱水溶液接触急冷和洗涤环氧乙烷反应器流出物，将从所述急冷/洗涤获得的含气态环氧乙烷的流通入环氧乙烷吸收器，其中所述环氧乙烷被水吸收以形成含环氧乙烷和二氧化碳的稀水溶液，然后在环氧乙烷汽提塔中汽提所述稀溶液以产生含气态环氧乙烷和二氧化碳的塔顶蒸汽，然后将所述塔顶蒸汽通入再吸收器，其中环氧乙烷和二氧化碳被吸收以形成浓水溶液，然后将所述再被吸收物通入二氧化碳和轻馏分汽提塔以释放气态二氧化碳，并且回收所述含环氧乙烷的溶液以供使用或进一步处理；以及将从所述急冷/洗涤获得的含杂质的液体流通入诸如吹扫汽提塔或急冷排出汽提塔之类的第二汽提塔，将蒸汽和二氧化碳引入所述第二汽提塔中，将来自所述急冷排出汽提塔的所述气态塔顶馏出物送入所述再吸收器，并且从所述急冷排出汽提塔中除去所述含杂质的塔底产物。2.根据权利要求1所述的方法，其中送入所述第二汽提塔的所述二氧化碳是从所述残余吸收器下游点获得的循环二氧化碳。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中在向所述第二汽提塔中送入二氧化碳后，所述第二汽提塔中的pH值低于8.0。4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中将CO2蒸汽送入所述汽提蒸汽中，以提供最小0.07巴的CO2分压。5.根据任一前述权利要求所述的方法，其中将从所述吸收器获得的10％至90％，更优选地20％至80％，最常见地25％至30％的所述稀环氧乙烷溶液直接通入所述再吸收器，而不经过所述汽提塔。6.根据任一前述权利要求所述的方法，其中提供单独的急冷塔(或吸收器的底段)以用再循环的、冷却的稀碱性溶液(通常为1％至30％，优选地1％至15％的碱性氢氧化物溶液)彻底洗涤环氧乙烷反应器排出气体，以中和有机酸并吸收最大量的(约90％至98％)的甲醛和其他重(水中的)醛类杂质。7.根据权利要求6所述的方法，其中来自所...

【专利技术属性】
技术研发人员：布莱恩，
申请(专利权)人：布莱恩，
类型：发明
国别省市：