SU831076A3 - Способ извлечени окиси этилена изгАзОВОгО пОТОКА - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к способам извлечени  окиси этилена из газового потока, получаемого в результате парофазного окислени  этилена молекул рным кислородом в присутствии сереб ра в качестве катализатора, конкретно к усовершенствованию десорбционнореабсорбционной системы, примен емой в этих цел х. При получении окиси этилена парофазным окислением этилена молекул рным кислородом в присутствии серебра в качестве катализатора образуетс  газовый реакционный поток. Известен способ извлечени  окиси этилена из газового потока. С учетом того, что указанный газовый поток сильно разбавлен относительно по лучаемой окиси этилена и обычно содержит 0,3-5 моль.% окиси этилена, и влечение окиси этилена из этого газо вого потока предусматривает противо точный контакт газового потока с вод ным промыв акнцим раствором с получением абсорбата, содержащего окись этилена, который отпаривают в отпарной зоне, содержащей несколько контактных стащий пар - жидкость, с получением содержащего окись этилена выход щего сверху отпарной колонны пара и реабсорбцией окиси этилена внутри зоны повторной абсорбции, содержащей несколько контактных элементов пар-жидкость, путем противоточного контакта пара с верха отпарной зоны с водой При такой последовательности основной функцией стадии абсорбции  вл етс  селективное поглощение окиси этилена из газового реакционного потока при данимальном сопутствующем поглощении других материалов, таких как исходные непрореагировавшие соединени , разбавители реакционной среды и вторичные продукты реакции, которые также содержатс  в реакционном потоке. Однако поскольку абсорбер работает при относительно высоком давлении, несколько ниже, чем давление в реакторе, то значительные количества таких соединений, присутствующих в реакционном потоке, как двуокись углерода, незначительные при меси альдегидов и вторичных продуктов кислотного типа/ образующихс  в результате реакции окислени , также поглощаютс  нар ду с окисью этилена. В отпарной зоне поглощенна  окись этилена в результате действи  пара испар етс , при этом испар ютс  зна чительные количества двуокиси углер да и примеси сшьдегидов, первоначал по поглощенные вместе с окисью этил на. Основным назначением реабсорбера  вл етс  разделение окиси этилен и двуокиси углерода, испар ющихс  в отпарной зоне. Таким образом,в реа Сорбере осуществл етс  противоточкый контакт выход щего из отпарной зоны потока с водой, в результате ч го в качестве кубовой жидкости обра зуетс  жидкий реабсорбат, состо щий главным образом, из огласи этилена и еоды, но содержащий также остаточны Количества двуокиси углерода, альйегидных и кислотных примесей. Аб-сорбер работает при относительно вы соком давлении, тогда как и отпард .а  зона и реабсорбер работают при дав тени х, близких к атмосферному, Такой перепад давлений облегчает ра делеике продуктов в десорбционнор-еабсорбционной системе, главным об разом, разделение окиси этилена и двуокиси углерода. Недостатки способа обусловлены необходимостью получени  продуктов более высокой степени чистоты при минимальных затратах. Температуры в отпарной зонз достаточно высоки, чтобы в результате термического гид ратирований часть окиси этилена пре ратилась в этиленгликоль, загр знен ный различйыми примес ми, который трудно очистить и использовать в об ласт х, где требуютс  продукты чрез вычайно высокой степени чистоты, например, при получении волокон, и в област х, где требовани  к чистот продуктов ниже, например, при получении антифризов. Попытки снизить давление в отпарной зоне и таким образом снизить температуру нецелесообразны , поскольку в результате этого также снижаетс  давление в реабсорбере, если между отпарной зоной и реабсорбером отсутствуют ус ройства дл  сжати  пара. Такие устройства достаточно дорогосто щие и трудные в управлении. Без дополнительного сжати , чем ниже давление в отпарной зоне, тем ниже давление в реабсорбере и тем большее количество воды требуетс  дл  поглощени  оКиси этилена в реабсорбере. Это означает, что -кубова  жидкость (реабсорбат - раствор окиси этилена в воде) в реабсорбере будет более разбавленной относительно окиси эти лена, соответственно, последующа  переработка дл  извлечени  из нее окиси этилена становитс более дорогосто щей и трудоемкой. Даже в том случае, если реабсорбат не подлежит переработке в цел х извлечени  из .него окиси этилена, а подвергаетс  термическому гидрирова дл  получени  из окиси этилена, растворенной в нем, непосредственно моно-этиленгликол  незначительное количество примесей, растворенных в реабсорбате, вли ет на качество гликол , кроме того, производство гликол  из реабсорбата более выгодно при использовании растворов с относительно высокой концентрацией растворенной окиси этилена, поскольку растворы из реабсорбера, содержгицие менее Э вес,% окиси этилена, использовать нецелесообраз но. Ввиду необходимости использовани  больших количеств двуокиси углерода,  вл ющейс  разбавителем реакции на стадии окислени , соответственно большее количество двуокиси углерода поглощаетс  в абсорбере, испар етс  в отпарной зоне и, таким образом, находитс  в газовом потоке, питающем реабсорбер, что в свою очередь, обусловливает необходимость использовани  значительных количеств воды в реабсорбере , и влечет образование реабсорбата , более разбавленного относительно окиси этилена. Наличие указанных недостатков существенно усложн ет технологию извлечени  окиси этилена из. газового потока. Таким образом, возникает необходимость разработки десорбционно-реабсорбционной системы, использующейс  в процессе извлечени  окиси этилена, которой можно было бы легко управл ть , в которой образовывалось бы минимальное количество гликол  и при которой осуществл лс  бы минимальный перенос примесей. Кроме того, така  система должна быть приспособлена дл  переработки материалов с более вывысоким содержанием двуокиси углерода , без образовани  разбавленных относительно окиси этилена водных реабсорбатов, Цель изобретени  - упрощение технологии процесса. Поставленна  цель достигаетс  тем, что извлечение окиси этилена из газового потока, получаемого при катализируемом серебром парофазном неполном окислении этилена молекул рным кислородом, провод т противоточного контакта газового потока с водным промывающим раствором с получением абсорбата, содержащего окись этилена, который отпаривают в отпарной зоне, содержащей несколько контактных стадий пар - жидкость, с получением содержащего окись этилена выходшцего сверху отпарной колонны пара и реабсорбцией окиси этилена внутри зоны повторной абсорбции, содержащей несколько контактных стадий пар - жидкость, путем противоточного контакта пара с верха отпарной зоны с водой, пар, выход щий сверху отпарной зоны, подвергают частичной конденсации таким образом, что , 50-99% воды и i-20% окиси этилена, содержаицихс  в паре, конденсируют и полученный конденсат в виде флегьвл подают в верхнюю часть отпарной зоны , несконденсированную часть пара с верха отпарной зоны ввод т в зону повторной абсорбции, охлаждаиот часть реабсорбата и охлажденный реабсорбат подвергают рециркул ции и ввод т в зону повторной абсорбции ме щу точ ками ввода несконденсированной части пара, отводимого сверху отпарной зон |и воды при весовом соотношении охлажденного реабсорбата к неохлажденному реабсорбату, равном 0,2-20:1. Процесс провод т при температуре охлажденного реабсорбата меньшей, че температура несконденсированной части пара, выход щего сверху отпарной зоны Процесс провод т при разнице между температурой введенного пара и температурой охлажденного реабсорбата , равной 2-50с, предпочтительне . Кроме того, между точкой, в которой несконденсированную часть пара, выход щего сверху отпарной зоны, вво д т в зону повторной абсорбции и точкой, в которой охлажденный реабсорбат ввод т в отпарную зону, имеетс  2-10 теоретических контактных ста дий пар-жидкость. В соответствии с предлагаемым способом предусматриваетс  использов .ание обычной десорбционно-реабсорб-циониой системы с двум  основными МО дификаци ми. Перва  из них заключает с  в том, что выход щий из отпарной зоны пар необходимо частично конденсировать , чтобы примерно 50% воды, но не более 204 окиси этилена, содержащейс  в нем, сконденсировалось, Этот конденсат в виде флегмы возвращаетс  в отпарную зону. Несканденсированный пар выводитс  и подаетс  в нижнюю часть реабсорбера, тогда как вода противотоком идет из верхней ег части. Таким образом, в реабсорбере осуществл ют контактирование выход .щего из верхней части отпарной зоны пара и воды, движs диxc  противотоком , в результате которого происходит предпочтительное поглощение окис этилена и образование требуемого реабсорбата. Втора  модификаци  предусматривает разделение реабсорбата на две час ти, перва  из которых охлаждаетс  и вновь подаетс  в реабсорбер в точке, расположенной между точками подачи выход щего из верхней части отпарной зоны пара и воды. Втора  часть реабсорбата выводитс  и подвергаетс  дал нейшей переработке дл  извлечени  ра воренной в ней окиси этилена, превра щени  растворенной в ней окиси этиле на в этиленгликоли, разделени  на дв части, одна из которых предназначена дл  извлечени  из нее окиси этилена, а друга  дл  получени  этиленгликолей . На фиг. 1 представлена схема известной десорбциокно-реабсорбционной систеглл; на фиг. 2 - схема предлагает мой десорбционно-реабсорбционной i системы; на фиг. 3 - схема - то же, вариант. По известному способу (фиг. 1) водный раствор (абсорбат) , образующийс  в результате поглощени , водой газового реакционного потока, полученно070 путем парофазного частичного окислени  этилена молекул рным кислородом в присутствии катализатора - серебра , по линии 1 ввод т в верхнюю часть отпарной зоны 2. По линии 3 в нижнюю часть отпарной зоны 2 подают пар. В результате противоточного движени  абсорб.ата и пара в отпарной зоне 2 из абсорбата испар етс  растворенна  в нем окийь этилена, и окись этилена в смеси с паром, содержаща  также значительное количество двуокиси углерода и следа) примесей, вывод т из верхней части отпарной зоны 2 по линии 4. Десорбированный абсорбат , не содержащий значительного количества растворенной окиси этилена , по линии 5 вывод т из куба отпарной зоны 2 и после охлаждени  по линии б возвращают в абсорбер дл  вторичного использовани  в процессе извлечени  окиси этилена. Дл  предотвращени  нерегулируемого накоплени  гликолей , образующихс  в отпарной зоне, и следов примесей часть десорбированного абсорбата может быть выведена из системы по линии 7 и направлена на дальнейшую переработку или выброшена . В известном процессе питающий отпарную зону поток сойержит 0,5-5 вес.% окиси этилена, а работа отпарной зоны регулируетс  так, что степень извлечени  окиси этилена из питающего отпарную зону потока (т.е. абсорбата} превьниает 90% (95%, 99%) . Дл  облегчени  процесса десорбции, протекающего в отпарной зоне 2, она обычно снабжаетс  насадочными приспособлени ми , обеслечивакнцими более эффективный контакт пара и жидкости (тарелки, кольца, насадка и т.д.) , эквивалентными, по крайней мере, примерно 3-м теоретическим ступен м контакта пар-жидкость, предпочтительно 5-и. таким ступен м, но не более 50 и теоретических ступеней контакта паржидкость , обычно - 5-40 (6-30, 7-20} . Эффективность проведени  процесса десорбции зависит от количества де-, с.орбирующего пара, подаваемого по линии 3, относи-Гвльно количества абсорбата , поступающего по линии 1 в отпарную зону 2, а также числа используелелх ступеней десорбции. По мол рному расчету отношение количества

ара, необходимого дл  обработки ввоимого количества абсорбата, обычно 0,03 (0,4, О ,-5) . Могут быть использована и более высокие отношени  парабсорбат , хот  преимущества, достиraeNp ie при использовании отношений,. прев лшаю1цих 0,2 моль пара на моль абсорбата , незначительные (используютс  0,03-0,20, 0,04-0,10, О.,04-0,08). Эти отношени  пар-абсорбат предусматривает использование определенных давений в отпарной зоне, как правило, 1,04-3,9 кг/см - абс., приемлемо 1Д3 ,0 и предпочтительно 1,2-2, 5кг/см абс. В некоторой степени указанные отношени  пар-абсорбат также завис т от числа теоретических ступеней контакта пар-жидкость в отпарной зоне, т.е. npi использовании большего числа таких ступеней снижаетс  расход пара, хот  приведеззныг отношени  сг рэ едлквы дл  десорберов, содержа1дих 3--20 (или ) теоретических ступеней : ;онтакта пар-жидкость. Испсльзозание большего числа таких ступеней в цел х сЕШжеии  расхода пара экоком ;ческп нецелесообразно, поскольку н результате повьииенного перепада дазле.чиз;; э отпарной зоне и, соответстненно , повьдиенных температур 3 кубе отпаркой зоны повышаетс  тер тический гидролиз окиси этилена и образование этиленгликолей.

В случае выполнени  отпарной зоны известной конструкции выход щий из его верхней части по линии 4 пар обычно содержит 10-40 (15-30, 1825 )мол,% окиси этилена. Первичным разбавителем этого парового потока  вл етс  вода, хот  до 15 (10, 7-8) мол.% этого потока составл ют неконденсирующиес  газы, в основном СО2, а также азот, аргон, кислород, этан, этилен и т.п.

Открытый пар изображен на фиг. 1 3 зйде инжектируемого в колонну, хот  это необ зате1ьно, так как кубовые фракции отпарной зоны выводимые по линии 5, содержат, главным образом, воду, а пар может быть регенерирован при наличии соот,ветству свдих обогревательных устройств, теплообменников и т.п.

Затем пары, выход щие из отпарной зоны 2 по линии 4, охлаждают в теплообменнике 8 до оптимальных с эконо1Йической точки зрени  температур , Обычно до 25-30С, предпочтительно ЗО-бО -с, в результате чего они частично кочценсируютс . Полученную таким образом смесь жидкости и пара затем подают в нижнюю часть реабсорбера 9 по линии 10, а воду по линии 11 - в верхнюю часть реабсорбера 9. В реабсорбере 9 движущиес  в противотоке выход щие из верхней части отпарной зоны пар и вода контактируют , в результате чего поглощаетс  максимально возможное количество окиси этилена, поступающей в реабсорбер по линии 10. Таким образом , обычно поглощают 90 и выше 95-99 мол,% окиси этилена. Образующийс  водный раствор окиси этилена вывод т из куба реабсорбера по линии 12, тогда как непоглощающие пары, содержащие в основном СО и поступающие в систему по линии 1 вместе с другими несконденсированными газами (например, этиленом , кислородом, азотом, аргоном и т.п.) вывод т иа верхней части реабсорбера по линии 13, и они могут быть выброшены или обработаны далее например, дл  извлечени  следов этилена или очищенного СО. Таким образом, раствор реабсорбата, выводимый из реабсорбера 9 по линии 12, содержит в основном окись этилена и воду и только следы растворенного СО2 и примесей и по линии 14 может быть введен в зону очистки 15. И, наоборот, весь или часть реабсорбата может быть непосредственно направлена на термический гидролиз по линии 16 в реактор 17, в этом случае растворенную в реабсорбате окись этилена.превращают в этиленгликоли при повышенной температуре и давлении ..

Как и отпарна  зона 2, реабсорбер 9 снабжен насадочными устройствами дл  повышени  площади контакта паржидкость и повышени  эффективности контакта .противотоков движущихс  воды, вводимой в реабсорбер 9 по линии 11, и выводимого из верхней части отпарной зоны пара, вводимого в реабсорбер 9 по линии 10. Число таки насадочных устройств в реабсорбере 9 эквивалентно 5 (7, 10 теоретическим ступен м контакта пар-жидкость, причем это не максимальное число ступеней , лимитируемых экономическими соображени ми . Исход  из таких экономических соображений, число таких теоретических ступеней контакта пар-жидкосТь в реабсорбере составл ет менее 50 (10, 30). Количество воды, необходимое дл  достижени  требуемой степени поглощени  в реабсорбере, зависит от давлени  в реабсорбере и числ молей пара, проход щего через реабсорбер . Обозначим число молей проход щего пара (обозначенного Y) как среднее арифметическое молей пара, вход щего в реабсорбер по линии 10, и числа молей пара, выход щего из реабсорбера по линии 13, тогда количество молей воды, подаваемой по линии 11 (обозначенное L) должно быть Каково, чтобы отношение L/Y составл ло 5-50 V8-40 , а предпочтительно Ю-ЗО) .

Приведенные величины отношений L/Y предполагают такЬй режим работы реабсорбера, когда давление в верхней части 1,0-3,8 (1,05-3,о), а предпочтительно 1/1-2,.О кг/см абс. , при этом давление в верхней части реабсо бера немного ниже, чем давление в от парной зоне. Таким образом, реабсорбаты, полученные в соответствии с известными системс1ми, содержат 5-25 вес.% окиси этилена, а остальное - вода и небольшие количества, менее 1 вес.%, примеси, в основном растворенной дву киси углерода и этиленгликол . Вообще реабсорбат содержит 7-20, а предпочтительнее 8-15 вес.% окиси этилена . Известный способ позвол ет получать реабсорбаты сравнимых составов, которые можно получать предлагаемым способом из выход щих из абсорбера п токов, состав которых мен етс  значи тельно шире, чем у получаемых по известному способу абсорбатов. При рассмотрении десорбционнореабсорбционной системы по известному способу (фиг. l) видно, что некоторые характеристические параметры процесса очень важны. Так, пар, вы .ход щий из отпарной зоны 2, должен находитьс  при достаточно высоком да лении, чтобы под действием градиента давлений пройти не только через теплообменник 8, но также через весь реабсорбер 9, а также сохранить давл ние, достаточное дл  прохождени  его по линии 13. Таким образом, самое ни кое давление в системе (фиг. 1) долж но быть на линии 13, и отличатьс  от атмосферного, если система не предусматривает использовани  дополнительной компрессии. Чтобы создать такой градиент давлений, давление 8отпарной зоне 9 должно быть значительно выше атмосферного, даже если в цел х Нсшболее экономически., целесообразного процесса десорбции (но с минимальным гидролизом окиси этилена ) давление в отпарной зоне должно быть возможно более низким, так как чем выше давление в отпарной зоне , тем в нем выше температура. Поэт му в конечном счете разница давлений в отпарной зоне и реабсорбере не более 0,5 кг/см, как правило, не выше 0,3-0,2 кг/см. Однако, чтобы размер св зьшакнцих трубопроводов был минимальным, и чтобы можно было установить необходимые приборы и контрольные устройства между давлением в верхней части отпарной зоны и давлением в кубе реабсорбера должна существовать разница, обычно составгл юща  0,01 кг/см. В результате повышени  расхода воды по линии 11 (т.е. при повышении L/Y в реабсорбере 9) перепад давлений в реабсорбере 9повышаетс , повышаетс  температура в отпарной зоне, и в результате этого образуютс  более разбавленные реабсорбаты, проход щие по линии 12. Например, количество неконденсирую;П5ихс  газов в верхней части отпарной зоны 2, а соответственно, давление в системе либо количество воды, поступающее по линии 11, или оба этих параметра существенно повышгиотс , поскольку количество таких неконденсирук дихс  газов, как двуокись углерода , резко возрастает. Это видно также при образовании реакционного потока с меньшим содержанием COj. Чтобы получить реабсорбат со сравнимым содержанием окиси этилена из обогащенного , газового реакционного потока, повышают количество питающей реабсорбер воды на 5%, а также давление-в верхней части реабсорбера на 23%, соответственно, содержание гликол  (соответствующее уменьшение , выхода) повышаетс  на 8-10%, а также повьлшаетс  расход пара в отНарной зоне. Конструкци  и рабочие характеристики отпарной зоны на фиг. 2 те же, что и на фиг. 1. Однако, выход щий из верхней части отпарной зоны пар, проход щий по линии 4, обрабатывают иначе . Этот пар частично конденсируют в теплообменнике 18, из которого парожидкостной поток по линии 19 отвод т В резервуар 20. В резервуаре 20 происходит разделение паровой и жидкостной фаз. Жидкую фазу отвод т из резервуара 20 по линии -21, а затем через нагнетательный насос 22 по линии 23 подают в верхнюю часть отпарно а зоны 2 в виде флегмы, предпочтительно в ту часть отпарной зоны 2, где вводитс  абсорбат. Однако на фиг. 2 абсолютное количество пара, подаваекгое в отпарную .зону по линии 3 (или регенерируемого ) , несколько больше, чем в схеме на фиг. 1. И если отношени  числа молей пара, подаваемого в отпарную зону , на мольпрдаваемого абсорбата остаютс  неизменными, то в варианте на фиг. 2 эти отношени  относ тс  к сумме молей вход щего абсорбата плюс число молей флегмы, возвращенной в отпарную зону по линии 23. Поскольку количество флегмы в расчете на число молей невелико TIO сравнению с количеством абсорбата, то такое повышение расхода пара с экономичес:кой точки зрени  практически никак не сказываетс . j Теплообменник 8 на фиг. 1 и теплообменник 18 на фиг. 2 работают по-разному. В варианте на фиг. 1 степен протеканвдей конденсации не  вл етс  важным фактором:, чем ниже температура на выходе теплообменника 8, тем меньше нагрузка на реабсорбер 9, но на работу отпарной зо-;. {ш это не вли ет. Таким образом, температура потока,протекающего по линии 10 (температура, до которой охлаждаютс  выход щие из верхней части отпарной зоны пары в теплообменнике 8), может быть равной минимальной с экономической .точки зрени  величине без иопользсвани  холодильников , хот  в случае необхЬдимости может быть И9пользовано и охлаждение за счет хладагента в теплообменни-ке 8 либо за счет дополнительного хо лодильника (не показанного). При таком способе охла одени  до температуры меньше, чем минимально требуема  температура, не вредит и приводи к дальнейшему снижению расхода пара в реабсорбере 9.- Однако в варианте, изображенном на фиг. 2, температура потока, протекающего по линии 19-, обычно выше, чем температура потока протекающего по линии 10 на фиг.- 1, т.е. степень конденсации в теплообме вике 18  вл етс  весьма важным факто ром, поскольку если она мала, то количество питающего реабсорбер пара возрастает и пар оказываетс  очень (Разбавленным относительно окиси эти-лена , а если степень конденсации велик:а , то количество сконденсированной н возвра1денной в реакционный цик в отпарную зону окиси этилена становитс  слишком большим, и, соответственно , увеличиваетс  количество об разующегос  в отпарной зоне гликол  Недостатки, св занные с избыточной рециркул цией окиси этилена в отпарной зоне, можно -устранить без установки дополнительного оборудовани  путем введени  дополнительных ступеней контакта пар-жидкость в отпариой зоне выше точки, в,которой в отпарную зону подают абсорбат по линии 1 (эти дополнительные ступени представл ют, таким образом, ректифи кационную зону), но такие дополнительные ступени резко повышают капиталовложени  и полностью не предотвращают некоторого снижени  выхода вследствие повььаени  давлени , а, следовательно и повышени  температуры (в нижней части отпарной зоны ) , Поэтому важно, чтобы примерно 50-5 (бО, 80) воды, протекающей по линии 4, и не более примерно 20% (Ю, 7) окиси этилена, протекающей по линии 4, конденсировалось в, теплообменнике 18. Регулирование степени конденсации в теплообменнике 19 осуществл ют, например, путем регули ровани  расхода хладагента в теп- лообменнике 18. Если предположить, что о парна зона работает при давлени  Jc,- лежащих в нормальной области давлений примерно 1,04-3,8 кг/см абс, тогда необходимую степень конденсации достигают путем охлаждени  выход щих из верхней части отпарной зоны паров до температуры, примерно 30-80°С (35-70°С, 40 65С), это будет температура смеси жидкости и пара, протекающей по линии 19. Нескрнденсированный пар, остаток ;или частично сконденсированный пар, выход щий из верхней части отпарной зоны по линии 24 вывод т из резервуара 20 и подают в нижнюю часть реабсорбера. В реабсорбер 9 воду подают в верхнюю часть по линии 11, несконденсированные газы отвод т по линии 13 из верхней части реабсорбера а реабсорбат вывод т из куба реабсорбера по линии 12. На фиг. 2 реабсорбат , протекгиощий по линии 12, проходит через нагнетательный насос 25, где повышают его давление (соответствующий насос на фиг. 1 не показан), а затем протекает по линии 26 и раздел етс  на две части.. Та часть котора  протекает по линии 27, соответствует реабсорбату, получаемому известным способом, т.е. по линии 14 она поступает на стадию очистки и/или на стадию термического гидролиза по линии 16. Ту часть реабсорбата, который протекает по линии 28, охлаждают . в теплообменнике 29 и по линии 30 возвращают в виде жидкости в реабсорбер 9. Количество реабсорбата, протекающего по линии 30, св зано с количеством продукта, протекающего по линии 27, и должно быть таким, чтобы , по крайней мере 0,2 вес.ч. реабсорбата на весовую часть реабсорбата , протекающего по линии 27, возвращалось в реакционный цикл (по линии 30) . Весовое отношение рециркул ционного реабсорбата к реабсорбату , поступающему на дальнейшую пеpepa6oTKyj больше 0,2:1 (0,1:1, 0,5:l) Работа системы возможна при отношении 20:1, но использование отношений, превышающих примерно 10:1 нежелательно , а высоких экономических показателей удаетс  достичь при отношени х меньше 8:1 (б:1) . Оптимальное отношение рециркул ционного реабсорбата к абсорбату, поступающему на дсшьнейшую переработку 0,5:1-2,0:1. В теплообменнике 29 отвод т такое количество тепла, чтобы тепловой баланс в реабсорбере соответствовал заранее рассчитанной требуемой концентрации реабсорбата, и оно зависит от количества и температуры .орошающей воды, подаваемой по линии 11, и температуры частично конденсированного пара, выход щего из верхней части отпарной зоны и проход щего по лийии 24, а также количества окиси этилена, содержащейс  в частично конденсированном паре, выход щем из верхней части отпарной зоны и подлежащей извлечению в реабсорбере (обычно свыше 99 мол.% окиси этилена извлекаетс ) . Таким образом, нецелесообразно регулировать все услови  в зависимости от температуры жидкого рециркул ционного реабсорбата. Однако на практике температура, до которой в теплообменнике 29 охлаждают рециркул ционный реабсорбат, меньше температуры частично сконденсированного, выход щего из верхней части отпарной

зоны пара, вход щего в реабсорбер по линии 24, котора , пренебрега  потер ми тепла в окружающую среду, по величине така  же, как и температура потока, протекающего по линии 19. Между двум  потоками необ зательна  больша  температурна  разница. Обычно достаточно, чтобы между двум  потоками , протекающими по линии 30 и 24, разница температур составл ла пор дка . Однако дл  облегчени  . управлени  процессом используют несколько большую температурную разницу в пределах 5-15°С, она может быть и больше, но не превышать 40-50с. Однако во всех случа х охлажденный реабсорбат, поступающий на рециркул цию, должен быть жидким .

При наличии указанных температурных разниц предполагают, что частично конденсированный пар, выход щи из верхней части отпарной зоны и поступан ций .в теплообменник 18, имеет практически ту же температуру, что и поток, вход щий в реабсорбер 9 по линии 24. Дл  более глубокого охлаждени  потоков, протекающих по линии 24 перед их введением в реабсорбер, используют дополнительный теплообменник (на схеме не показан). В этом случае указанной выше температурной разницы больше не будет, а температура рециркул ционного реабсорбера может быть той же и даже более высокой ч.ем температура частично сконденсированного пара, выход щего из верхне части отпарной зоны; основным требованием остаетс  необходимость сохранни  теплового баланса.

Пpeдлaгae ый реабсорбер работает при том же числе теоретических ступней контакта пар-жидкость и тех же значени х отношений L/Y, что и известные реабсорберы. Однако точ1са введени  жидкого рециркул ционного реабсорбата в реабсорбер должна быть выше точки, в которой подаетс  в реабсорбер частично сконденсированный пар, выход щий из верхней части отпарной зоны, чтобы между ними была расположена, по крайней мере, одна, а предпочтительно две теоретические ступени контакта пара-жидкость, т.е. точка, в которой осуществл ют подачу в реабсорбер рециркул ционного реабсорбата, расположена, по крайней мере, на одну теоретическую ступень контакта пар-жидкость выше точки , в которой осуществл ют подачу в реабсорбер частично сконденсированного пара, выход щего из верхней части отпарной зоны. Если между точкама , в которых осуществл ют подачу частично сконденсированного пара, выход щего из отпарной зоны и рециркул ционного реабсорбата, существуют такие ступени контактов, то это позвол ет снизить давление в реабсорбере , снизить отношение количества ре-циркул ционного реабсорбата к сырому реабсорбату, подвергающемус  дальнейшей переработке, или получить реабсорбат с более высокой концентрацией окиси этилена. Поэтому предпочтительно использовать между этими двум  точками большее количество ступеней контакта, например, до 20 таких ступеней (предпочтительно 2-10, 3-8) между точками подачи частично сконO денсированного пара, выход щего из отпарной зоны,и рециркул ционного реабсорбата .

Степень конденсации в теплообменнике 18 и количество рециркул ционного

5 реабсорбата взаимосв заны: чем выше степень конденсировани  в теплообменнике 18, тем меньшее количество рециркул ционного абсорбата и наоборот .

На фиг. 3 представлена аналогична 

0 изображенной на фиг. 2 десорбционнореабсорбционна  система, но сконструированна  так, что резервуар 20, насос 22 и провод 23 необ зательны |Ввиду расположени  теплообменника

5 18 вьнме отпарной зоны 2. Таким образом , трубопровод 4 соединен с теплообменником 18, в котором протекает частична  конденсаци . Конденсат под действием собственного веса падает

0 пр мо в верхнюю часть отпарной зоны 2 по линии 31. Несконденсированный пар вывод т из теплообменника 18 по линии 32, а затем подают в нижнюю часть реабсорбера таким же образом, как и

5 пар, протекающий по линии 24 на фиг. 2. Следует отметить, что трубопроводы 4 и 31 могут быть опущены в схеме, если теплообменник 18 непосредственно соединен с отпарной зоной 2. Практи0 чески это легко осуществить путем введени  охлаждгисвдего змеевика непосредственно в верхнюю часть отпарной зоны 2, в точке выше которой в отпарную зону по линии 1 поступает абсорбат.

5

В данных системах возможны различные модификации. Например, поток, протекающий по линии 24 на фиг. 2 или по линии 32 на фиг. 3, может быть подвергнут более глубокому охлажде0 нию в дополнительном теплообменнике , в результате чего снижаетс  количество требуемого рециркул ционного реабсорбата и/или количество тепла, отводимого от рециркул ционного реаб5 сорбата в теплообменнике 29.

Вода, подаваема  в верхнюю часть реабсорбера 9 не об зательно должна быть чистой, можно использовать воду, утилизуемую с различных стадий про-

0 цесса, содержащую значительное количество примесей, например, до 1520 вес.% окиси этилена.

Пример. Провод т непрерывное парофазное окисление этилена мо5 лекул рным кислородом в присутствии катализатора на основе серебра. Этот реакционный поток охлаждают и промывают водой, в результате чего полу чают абсорбат, содержащий окись эти лена, а также двуокись углерода, эти ленгликоль (образующийс  в незначительных количествах в процессе абсорбции и последующих стадий десорб ции , меньшее количество растворенных неконденсирующихс  газов (этилен , кислород, азот, аргон, метан, этан) и незначительное количество органических примесей (альдегиды, кислоты),. Абсорбат непрерывно проходит через десорбционно-реабсорбционную сис тему, изображенную на фиг. 1. Исполь зуема  отпарна  зона содержит 8 теоретических ступеней контакта пар-жид кость, тогда как реабсорбер содержит 15 теоретических ступеней контакта пар-жидкость. Рециркул ционный реаб сорбат подают, в реабсорбер в точке, расположенной выше точки подачи частично сконденсированного пара, выход щего из верхней части отпарной зоны и между этими двум  точками расположены 5 теоретических ступеней контак та пар-жидкость. Температуры, давлени , расходы и составы реакционных потоков представлены в табл. li Следует отметить, что поскольку абсорбци  протекает при высоком давлении , а десорбци  - при низком, то небольша  часть абсорбата испар етс  при введении в отпарную зону, так что реальный абсорбат, поступающий в отпарную зону, содержит примерно 2 вес.% пара. При рассмотрении приведенных выше данных видно, что свыше 98% окиси этилена, поступающей в систему, извлексют абсорбатом и менее 2% окиси этилена превращают в этиленгликоль. Количество высококип щих примесей (альдегиды-и кислоты ) в реабсорбате составл ет приблизительно 1/20 от количества их в абсорбате. В итоге выход щий из системы пар находитс  под давлением, величина которого достаточно высока , чтобы обеспечить его выброс или его подачу на последующую обработку без применени  дополнительной компрессии .: Пример 2.( сравнительный Реакционный поток по примеру 1 обрабатывают дл  получени  абсорбата, по композиции ансшогичного абсорбату примера 1. Однако переработку, этого абсорбата осуществл ют в десорбционно-реабсорбционной системе, аналогичной системе, изобраикенной на фиг. 1. Параметры процесса выбирают таким образом, чтобы обеспечить образование реабсорбата по композиции аналогичного реабсорбату примера 1. Дл  этого повышают давление как в (отпарной зоне, так и в реабсорбере. в этом примере, как ив примере 1, отпарна  зона состоит из 8 теоретических ступеней контакта пар-жидкость , а реабсорбер из 15 таких ступеней . Температура, давление, расход и состав потоков приведены в табл. 2 При сравнении указанных данных с данными примерами 1 (табл. l) видно, что из отпарной зоны в реабсорбер поступает ц 20 раз больше примесей, о чем свидетельствует значительно более высокое содержание примесей в реабсорбате. Кроме того, дл  получени  реабсорбата с той же концентрацией окиси этилена требуетс  система , работающа  при более высоком давлении, и потери окиси этилена в результате термического гидролиза и образовани  этиленгликолей в отпарной зоне несколько-Btaue. Пример 3. Процесс провод т по известной десорбционно-реабсорбционной схеме (фиг. l). Как ив предшествующих примерах,, используют отпарную зону с 8 теоретическими ступен ми контакта пар-жидкость и реабсорбер, состо щий из 15 таких ступеней. Однако давление в отпарной зоне и реабсорбере поддерживают на том же уровне, ;что и давление в примере 1, в цей х минимизации количества окиси этилена , тер 1сгцейс  в результате гидролиза. it - . В таблице 3 приведены значени  температуры , давлени , расхода и состава потоков.. Содержание окиси этилена в кубовом остатке реабсорбера которое ниже, чем концентраци  окиси этилена в кубовом остатке реабсорбера в примере 1 или 2. Затраты на извлечение окиси этилена из такого реабсорбата значительно выше, а сам процесс сложнее, чем в случае извлечени  окиси этилена из реабсорбата по примеру 1 или 2. Пример 4. Дл  получени  реакционнсРго потока, содержащего обычное количество СО (менее 15 мол.%) провод т непрерыв.ное окисление эгилена молекул рным кислородом в присутствии катализатора на основе серебра в газовой фазе. Этот реакционный поток охлаждают и пpo ивaют водой, в результате чего получают абсорбат, содержащий окись этилена, а также двуокись углерода (в меньшем количестве , по сравнению с примерами 1-3), этиленгликоли и более иизкое количество растворенных неконденсирующихс  газрв (этилен, кислород, азот, аргон, метан, этан), а также незначительное количество органических примесей (альдегиды и кислотьО . Этот абсорбат непрерывно подают .в дрсорбционно-реабсорбционную систему , аналогично тому, как это показано на фиг. 3, причем отпарна  зона состоит из 8 теоретических ступеней контакта пар-жидкость, а реабсорбер из 15 теоретических ступеней контакта пар-жидкость. ..Рециркул ционный реабсорбат падают в реабсорбер в точке , расположенной выше точйи подачи частично сконденсированного пара, выход щего из-верхней части отпарной зоны, и между этими двум  точками расположено S теоретических ступеней контакта пар-жидкость. Значени  температуры, Дсшлени , расхода и состава потоков приведены в табл. 4.

/ Примеры 5-7. Процесс провод т аналогично примеру 4. Параметры ведени  процесса и полученные результаты приведены в табл. 5-7.

Приведенные данные свидетельствуют о преимуществах использовани  данного способа дл  переработки обычных реакционных потоков с низким содержанием СО, а также реакционных потоков с вьюоким содержанием . Дгике если давлени  в отпарной зоне и реабсорбере остаютс  практически теми же, в реабсорбере образуютс , кубовые жидкости , содержащие большее количество окиси этилена по сравнению с содержанием окиси этилена в реабсорбатах примера 1, что сказываетс  на экономических показател х процесса. Кроме того, эффективность работы предлагаемого реабсорбера выше.

Таблица 2

Цифрами в скобках обозначены линии.

и

Выражены в ч./млн по весу.

Температура , °С

119 114

97,4 99,6 Состав, Окись этилена Низкокип щие примеси и неконденсирующи с  газы Высококип щие примеси (как уксусна  кислота), ч./млн по весу

Цифрами в скобках обозначены линии.

к « Выражены в ч./млн по весу.

Таблица 3

48,3 38

38

38 1,411,381,38 5 24,019,80,6 4 200-91,9 91,4699,82,2 0,20;2 -5,9

ю а

EH

Claims (5)

1. Способ извлечени  окиси этилена из газового потока, получаемого при катализируемом серебром парофазном неполном окислении этилена молекул рным кислородом, путем противоточного контакта газового потока с водным промывающим раствором с получением абсорбата, содержащего окись этилена, .который отпаривают в отпарной зоне, содержащей несколько контактных стадий пар-жидкость, с получением содержащего окись этилена выход щего сверху отпарной зоны пара и реабсорбцией окиси этилена внутри зоны повторной абсорбции, содержащей несколько контактных стадий пар-жидкость , путем противоточного контакта пара с верха отпарной зоны с водой, Ьтличающийс  тем, что, с целью упрощени  технологии процесса, пар, выход щий сверху отпарной зоны, подвергают частичной конденсации таким образом, что от 50 до 99% во .ды и от 1 до 20% окиси этилена, содержащихс  в паре, конденсируют и полученный конденсат з виде флегмы подают в верхнюю часть отпарной зоны, несконденсированную часть пара с верха отпарной зоны ввод т в зону повтоной абсорбции, охлаждают часть реабсррбата и охлажденный реабсорбат подверггиот рециркул ции и ввод т в зону повторной абсорбции между точками

ввода несконденсированной части пара , отводимого сверху отпарной зоны и воды при весовом соотношении охлажденного реабсорбата к неохлажденному реабсорбату, равном 0,2-20:1.

2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что процесс провод т при температуре охлажденного реабсорбата меньшей, чем температура несконденсированной части пара, выход щего сверху отпарной зоны.

3.Способ по п, 1, отличающийс  тем, что процесс провод т при разнице между температурой введенного пара и температурой охлажденного реабсорбата, равной 2-50,

5

4.Способ по п.-3,0 т л и ч а ю щ и. и с   тем, что процесс провод т при разнице между температурой введенного пара и температурой охлажденного реабсорбата, равной .

0

5.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что между точкой, в которой несконденсированную часть пара, выход щего сверху отпарной зоны , ввод т в зону повторной абсорб5 ции и точкой, в которой охлажденный реабсорбат ввод т в отпарную зону , имеетс  2-10 теоретических контактных стадий пар-жидкость.

Источники информации,

0 прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент США 3418338, кл. С 07 О 301/08, 1976 (прототип).