Способ рекуперации этиленоксида (ЕО) из обогащенного абсорбента (FA), который включает обеспечение подачи FA, имеющего повышенную температуру, в десорбер ЕО, обеспечение подачи десорбирующего газа и контактирование при повышенной температуре с подачей FA, имеющей повышенную температуру, получение десорбированного обедненного абсорбента (LA) и газа, содержащего ЕО, и обеспечение одной или больше подач внешних потоков процесса в десорбер ЕО в месте выше подачи FA, имеющей повышенную температуру, и при более низкой температуре относительно подачи FA, имеющей повышенную температуру, таким образом, концентрируя ЕО в газе, содержащем ЕО, и (или) включает одну или больше ступеней удаления примесей в форме одного или больше боковых выпусков из десорбера ЕО или концентратора десорбера ЕО, и аппарат для этого способа.

 

(57) Реферат / Формула:
рекуперации этиленоксида (ЕО) из обогащенного абсорбента (FA), который включает обеспечение подачи FA, имеющего повышенную температуру, в десорбер ЕО, обеспечение подачи десорбирующего газа и контактирование при повышенной температуре с подачей FA, имеющей повышенную температуру, получение десорбированного обедненного абсорбента (LA) и газа, содержащего ЕО, и обеспечение одной или больше подач внешних потоков процесса в десорбер ЕО в месте выше подачи FA, имеющей повышенную температуру, и при более низкой температуре относительно подачи FA, имеющей повышенную температуру, таким образом, концентрируя ЕО в газе, содержащем ЕО, и (или) включает одну или больше ступеней удаления примесей в форме одного или больше боковых выпусков из десорбера ЕО или концентратора десорбера ЕО, и аппарат для этого способа.

 

---

2420-14763SEA/091 НОВАЯ КОНФИГУРАЦИЯ ДЕСОРБЕРА В СПОСОБЕ ПОЛУЧЕНИЯ ЭТИЛЕНОКСИДА
ОПИСАНИЕ
Настоящее изобретение относится к способу получения этиленоксида, наиболее подходящего в объединенном способе получения этиленоксида/этиленгликолей.
Этиленоксид (ЕО) - это полупродукт для получения большого количества производных, самыми важными производными в единицах объема являются этиленгликоли (EG). Другие производные включают этаноламины, простые гликолевые эфиры, этоксилированные моющие средства, многоатомные спирты (полиолы) и другие. EG получают реакцией ЕО с водой с получением моноэтиленгликоля (MEG) в качестве главного продукта с диэтиленгликолем (DEG) и триэтиленгликолем (TEG) в качестве побочных продуктов.
Главным образом, MEG применяют для производства полиэфирных волокон, полиэтилентерефталата (PET) и, в меньшей степени, в системах охлаждения автомашин, где он служит антифризом. DEG также применяют в волоконной промышленности и как увлажнитель табака. DEG и TEG применяют для сушки газа. TEG также применяют в производстве целлофана для упаковки пищевых продуктов.
Производство этиленоксида описано в Энциклопедии Химической Технологии Керка-Отмера (Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 3-rd edition, Volume 9, 1980, pp. 443447). Производство этиленгликолей описано в Энциклопедии Промышленной Химии Уллманна, (Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5-th edition, Volume A 10, 1987, pp. 104 and 105).
ЕО часто производят в комбинированном ' процессе E0/EG, который имеет преимущества, в том, что в ЕО проце;ссе в действительности образуется некоторое количество гликолей, которое требует переработки, и что комбинированный процесс обеспечивает очень эффективное использование теплоты. Интегрированный процесс обычно разделяется на четыре секции: реакция и регенерация ЕО; удаление легких фракций (LE) и очистка ЕО; реакция гликолей и обезвоживание; и очистка
гликолей.
Настоящее изобретение имеет применение в первой секции, реакция и рекуперация ЕО, которая включает реактор ЕО, в котором ЕО производят каталитическим газофазным окислением этилена газом, содержащим молекулярный кислород, контур рециркуляции для рециркуляции непрореагировавших реагентов и удаления продуктов (ЕО, воды и С02) и подачи свежего сырья, в абсорбер и десорбер ЕО для рекуперации ЕО из абсорбента поглощением водой и концентрированием и секции удаления С02.
Общие условия процесса, которые применяют в секции рекуперации ЕО в предшествующей технологии и также в настоящем изобретении, - это подходящие повышенные температура и давление. Здесь повышенная температура указывается как температура выше окружающей. Аналогично, повышенное давление указывается как давление выше атмосферного давления. Секция рекуперации может, однако, функционировать при температуре от окружающей, например, 20°С до 150°С и давлении от 100 до 1000 кПа, например, от 200 до 400 кПа. Десорбер ЕО будет функционировать с перепадом температуры и давления от верха до низа.
В предшествующей системе технологии, показанной на Фиг.1, контур рециркуляции газа (не показана) из реактора ЕО входит в нижнюю часть абсорбера (1) ЕО. Газ движется вверх и промывается обедненным абсорбентом (LA), который существенно не содержит ЕО. Верхний газ, почти свободный от ЕО (не показан), рециркулируют назад в систему реактора ЕО. В абсорбере ЕО абсорбируют обедненным абсорбентом (LA) и выпускают как обогащенный абсорбент (FA) (11). Обогащенный абсорбент (FA) (12) из абсорбера (2) остаточного газа (RA) добавляют к этому потоку. Холодный обогащенный абсорбент (FA) (11, 12) проходит через теплообменники (3) LA/FA и нагревается.
Нагретый обогащенный абсорбент (FA) (13) поступает на верх десорбера (4) ЕО. Смесь ЕО/вода покидает десорбер ЕО через верх (14). В нижней части десорбера ЕО теплота обеспечивается острым паром или ребойлером. Здесь также некоторое количество обедненного абсорбента (LA) удаляется как слив гликоля и
гликоль, удаленный из обедненного абсорбента (LA) . Водный баланс системы регулируется острым паром или конденсированным потоком (15) конденсата в десорбер (4) ЕО. Горячий обедненный абсорбент (LA) покидает десорбер (4) ЕО через куб (16). В теплообменниках (3) LA/FA горячий обедненный абсорбент (LA) охлаждается. Чтобы получить нужную температуру для поглощения обедненный абсорбент (LA) далее охлаждают в других теплообменниках (5). Обедненный абсорбент (LA) затем пригоден для повторного использования в абсорбере (1) ЕО через линию 17 и в абсорбере RA (2) через линию 18.
Анализ секции рекуперации на одном заводе показал, что в десорбере ЕО используется приблизительно 30 МВт теплоты, тогда как для испарения ЕО требуется только 7 МВт. Объяснение того, что много больше теплоты требуется на заводе в том, что приблизительно 17,5 МВт используются, чтобы нагреть обедненный абсорбент (LA), и 7 МВт используются, чтобы испарить воду с верха десорбера ЕО. Кроме того, некоторое количество примесей присутствует в верхнем потоке десорбера ЕО, которые отрицательно воздействуют на нисходящий поток процесса EG.
Соответственно, имеется потребность сохранить энергию, которая в настоящее время потребляется на испарение значительного количества воды и удаление ее в виде пара, и которая оказывается ненужной для целей разделения. Кроме того, имеется потребность удалить примеси, происходящие из процесса ЕО.
Патент США 4875909 (NSKK) раскрывает способ рекуперации ЕО из такого процесса, чтобы уменьшить тепловую энергию десорбера ЕО. В этой публикации раскрыт прежний способ, в котором уменьшение воды в верхнем потоке десорбера ЕО достигается ректификацией в десорбере ЕО с орошением (частично) конденсированным верхним продуктом. Этот материал орошения должен однако быть испарен снова с затратой энергии. В этом способе горячий обогащенный абсорбент FA подают в верхнюю' часть десорбера ЕО и (частично) конденсированный верхний пар десорбера ЕО возвращают на верх десорбера ЕО.
Патент США 4875909 раскрывает далее способы рекуперировать
больше теплоты верхнего пара десорбера ЕО и рекуперировать теплоту куба десорбера ЕО, используя следующие методы:
испаряют кубовый лоток и применяют рекомпрессию испаренного пара и используют этот пар в десорбере ЕО;
используют кубовый поток далее как тепловую среду в системе холодильника;
используют кубовый поток (после использования в других возможностях рекуперации тепла) в качестве источника теплоты в рафинере ЕО, расположенном в кубовом потоке десорбера ЕО или в колонне легких фракций (LE).
В этой публикации третья характеристика аппарата и метода относится к теплосодержанию диффузата с верха десорбера ЕО. Более низкое теплосодержание достигается более низкими концентрациями воды наверху десорбера ЕО. Это снова достигается орошением частично конденсированными верхними парами десорбера ЕО (в ребойлере колонны LE). С меньшим количеством воды, идущей через верх, также должно испаряться меньше воды.
Чтобы использовать теплосодержание верха десорбера ЕО этой публикации, даже в условиях, когда он содержит намного меньше воды, давление может быть увеличено, таким образом увеличивая точку росы. Теплосодержание может тогда использоваться в качестве источника теплоты для рафинера ЕО.
К удивлению найдено, что обеспечением дополнительной подачи обогащенного абсорбента (FA), который не нагрет, в десорбер ЕО обеспечивается ступень концентратора десорбера ЕО, имеющая особые преимущества теплового режима в смысле получения концентрированного верхнего потока, имеющего пониженное содержание воды. Дальнейшие преимущественные варианты конструкции привели к дальнейшему ниже по потоку варианту комбинирования десорбера ЕО и абсорбера остаточного газа (RA) в одном аппарате.
Соответственно в первом аспекте изобретения обеспечивается способ рекуперации этиленоксида (ЕО) из обогащенного абсорбента (FA), который включает обеспечение подачи FA с повышенной температурой в десорбер ЕО, обеспечение подачи десорбирующего газа и его контктирование при повышенной температуре с подачей
обогащенного абсорбента (FA), имеющей повышенную температуру, с получением десорбированного обедненного абсорбента (LA) и газа, содержащего ЕО, и обеспечение одной или больше подач внешних потоков процесса в десорбер ЕО, локализованных выше подачи FA, имеющей повышенную температуру, и при более низкой температуре относительно подачи обогащенного абсорбента (FA) с повышенной температурой, тем самым, концентрируя ЕО в газе, содержащем ЕО. Настоящее изобретение также обеспечивает аппарат для выполнения процесса по изобретению, который включает аппарат для рекуперации этиленоксида (ЕО) из обогащенного абсорбента (FA), который включает десорбер ЕО, имеющий впуск FA, впуск десорбирующего газа, выпуски десорбированного обедненного абсорбента (LA) и ЕО; и один или больше впусков, расположенных выше входа FA, для одного или больше внешних потоков процесса.
Соответственно, обеспечивается аппарат для рекуперации ЕО из обогащенного абсорбента (FA), включающий десорбер ЕО, имеющий впуск FA с повышенной температурой, впуск десорбирующего газа для контактирования при повышенной температуре с FA, имеющим повышенную температуру, и Еыпуски десорбированного обедненного абсорбента (LA) и ЕО, характеризующийся тем, что десорбер ЕО является концентратором десорбера ЕО для концентрирования ЕО в выпуске ЕО, имеющий один или больше впусков, расположенных выше впуска FA, имеющего повышенную температуру, для одного или больше внешних потоков процесса при более низкой температуре относительно FA с повышенной температурой.
Здесь "десорбер ЕО" и "концентратор десорбера ЕО" используют попеременно, описывая адаптированный десорбер ЕО по настоящему изобретению.
В особом варианте изобретения один или больше внешних потоков процесса вызывают увеличение концентрации ЕО и уменьшение концентрации воды в верхнем выпуске концентратора десорбера ЕО. Один или больше внешних потоков процесса конденсируют воду, движущуюся вверх в концентраторе десорбера ЕО, но ЕО остается газообразным. Это снижает нагрузку на ребойлер.
Орошение по определению выполняют введением (частично) конденсированного верхнего продукта на верх колонны, следовательно, настоящее изобретение обеспечивает концентратор, который отличается от предшествующей техники и от известных орошений введением внешнего потока процесса на верх концентратора десорбера ЕО.
Что касается здесь внешнего потока процесса, то им является поток, который получен извне в отдельной установке процесса, сообщающейся с десорбером ЕО, и/или который не является потоком орошения, в особенности не является потоком орошения из десорбера ЕО или полученным из верхнего материала десорбера ЕО, но более конкретно является потоком концентратора для внутренних элементов верха десорбера ЕО. Предпочтительно внешний поток процесса получают извне в отдельной установке процесса непосредственно без охлаждения или косвенно, но только с частичным охлаждением. Это имеет конкретное преимущество в том, что экономия энергии по изобретению не уменьшается за счет энергии, используемой для охлаждения потока концентратора.
Предпочтительно, впуск обогащенного абсорбента (FA), имеющего повышенную температуру, расположен в верхней части десорбера ЕО, а впуск(и) одного или больше внешних потоков процесса расположены в верхней части десорбера ЕО выше впуска FA, имеющего повышенную температуру.
Соответственно, в настоящем изобретении для понижения содержания воды наверху, ректификация в десорбере ЕО не достигается с орошением верхним продуктом, но достигается с использованием внешнего потока процесса, как определено выше.
Предпочтительно аппаратом является аппарат для рекуперации ЕО и включает абсорбер ЕО, который подает обогащенный абсорбент (FA), имеющий повышенную температуру, на впуск концентратора десорбера ЕО, как определено выше, причем указанный абсорбер ЕО имеет впуск газового потока ЕО и впуск обедненного абсорбента (LA) и выпуск обогащенного абсорбента (FA) для его нагревания и подачи в концентратор десорбера ЕО. LA и FA выбирают соответственно из любого водного абсорбента для поглощения ЕО из газового потока, содержащего ЕО. Предпочтительно LA и FA
являются водным абсорбентом, соответственно, обедненным или обогащенным ЕО. Абсорбентом является обычно вода, возможно, с любыми добавками и захваченными или накопленными компонентами процесса.
Соответственно, десорбирующим газом является любой газ, который подходит для десорбции ЕО из обогащенного абсорбента (FA), как определено выше, и предпочтительно выбирается из пара и т.д.
Предпочтительно, FA с повышенной температурой, подаваемый на впуск, находится при температуре от 60 до 150"С, предпочтительно от 100 до 140°С, а температура внешнего потока процесса, подаваемого на впуск, как выше определено, находится в интервале от 10 до 80°С, предпочтительно от 15 до 60°С. Предпочтительно внешний поток процесса имеет температуру выше точки кипения ЕО.
Предпочтительно аппарат по изобретению включает впуски для подачи одного или больше внешних потоков процесса в десорбер ЕО в отношении 1-50 вес. % внешнего потока процесса, выраженного как процент от полных внешних потоков процесса, предпочтительно относительно обогащенного абсорбента (FA) с повышенной температурой, к 50-99 вес. % FA с повышенной температурой, предпочтительно в интервале 5-35 вес. % внешних потоков процесса к 65-95 вес. % FA с повышенной температурой.
Внешний поток процесса соответственно выбирают из водного или газового потоков, предпочтительно потока FA, водного потока, потока ЕО и т.д., и их комбинации. Потоком обогащенного абсорбента (FA) является соответственно любой подходящий поток FA, который находится при температуре более низкой, чем температура FA, имеющего повышенную температуру. Водный поток может быть любым подходящим водным потоком, и может быть пополнен водным балансом или может компенсироваться в другом месте, чтобы восстановить водный баланс в концентраторе десорбера ЕО или иметь отношение к этому.
Внешний поток процесса, включающий воду, может пополнять часть водного баланса вместо десорбирующего газа, обычно в форме пара или конденсата, который обычно добавляется в куб
десорбера ЕО. Добавлением воды в качестве внешнего потока процесса, как определено выше, на верх концентратора десорбера ЕО может быть достигнуто то же самое влияние на водный баланс.
Внешний поток процесса, включающий ЕО, может включать ЕО из другого места установки или из хранения. Другие внешние потоки процесса, использующие доступное сырье, могут быть предусмотрены.
Один или больше впусков внешних потоков процесса, включающих впуски FA, могут быть поставлены из Еыпуска обогащенного абсорбента (FA) из абсорбера ЕО, где FA образуется контактированием газа и паров, содержащих ЕО, с водным жидкофазным обедненным абсорбентом (LA), из выпуска FA из абсорбера RA, где FA образуется контактированием остаточных легких фракций (LE) , содержащих ЕО, с водным жидкофазным LA, или их комбинацией.
В том случае, когда впуски внешних потоков процесса, включающие впуски FA, питают от обоих источников, один или больше объединенных впусков для внешнего потока FA процесса могут получать питание из абсорбера ЕО и абсорбера RA или один или больше отдельных впусков внешних потоков FA процесса могут получать питание из абсорбера ЕО и абсорбера RA, соответственно.
Один или больше внешних потоков процесса, включающих обогащенный абсорбент (FA), рекуперируемый из абсорбера ЕО, обычно проходят через теплообменник LA/FA с горячим обедненным абсорбентом (LA), с другой стороны даваемым из выпуска в куб десорбера ЕО и питающим впуск абсорбера ЕО. Аппарат может включать абсорбер RA в соединении с абсорбером ЕО и концентратором десорбера ЕО, имеющим впуск LA из десорбера ЕО и впуск рекуперируемых легких фракций (LE) для проведения дальнейшей, остаточной абсорбции LE и имеющий выпуски FA и очищенных LE для рециркулирования. Следовательно, альтернативно или дополнительно, один или больше внешних потоков процесса могут включать обогащенный абсорбент (FA), рекуперируемый из абсорбера RA, который обычно проходит через теплообменник LA/FA с горячим LA, с другой стороны даваемым из выпуска в куб
десорбера ЕО и питающим впуск в абсорбер RA.
Один или больше впусков внешних потоков процесса, включающих впуски FA, могут питаться от одного из выпусков абсорберов RA или ЕО, или их комбинации, как транзитный поток из выпусков FA, который обходит или частично обходит теплообменник LA/FA. Теплообменник может соответственно быть уменьшен, оставаться существенно того же самого размера или может иметь увеличенную площадь поверхности. В специфическом варианте изобретения, внешний поток обогащенного абсорбента (FA) должен, так или иначе, быть нагрет для десорбции и это происходит обычно в теплообменнике LA/FA. Есть экономия энергии добавлением FA в десорбер ЕО выше впуска FA повышенной температуры, посредством чего внешний поток FA процесса обменивается теплотой с содержимым десорбера, тем самым концентрируя верхний поток.
В дальнейшем варианте конденсацией части воды наверху десорбера ЕО рядом с FA может быть получено объединение избыточной тепловой энергии, которая будет в состоянии снизить полный расход пара в интегрированном процессе EO/EG.
В этом случае аппарат и способ по изобретению предусматривают выигрыш в энергии вследствие конденсации воды наверху десорбера ЕО, таким образом, нагревая холодный FA, что приводит к более низкому потреблению энергии ребойлером десорбера ЕО. Малая потеря энергии в десорбере ЕО вследствие менее эффективной рекуперации энергии в теплообменнике LA/FA может быть компенсирована малой выгодой в энергии вследствие более высокой температуры FA, проходящего через теплообменник LA/FA, в зависимости от размера теплообменника.
В специфическом варианте изобретения введения внешнего потока FA процесса из абсорбера RA обогащенный абсорбент (FA) из куба абсорбера RA полезен для абсорбции паров ЕО наверху десорбера ЕО, тем самым уменьшая полную циркуляцию обедненного абсорбента (LA). Например, в абсорбере RA циркулирует 20% FA, и это может привести к 5% снижению полной циркуляции LA. Это далее снижает затраты энергии.
Абсорбер RA может быть снабжен объединенным трубопроводом
для LE, содержащих ЕО из десорбера, и LE, содержащих ЕО из выпуска верхнего газа из колонны LE, которые текут через цепь охладитель, холодильник, выпуск из отделителя жидкости из LE, которые конденсируют ЕО и воду, и последующие охладители; или может быть поставлен непосредственно легкими фракциями (LE) , содержащими остаточный ЕО, из выпуска газа верхнего потока из колонны легких фракций (LE) в обход охладителя, холодильника, отделителя жидкости из LE и последующих охладителей; или их комбинации. При прямой подаче LE, содержащие ЕО, поставляются без конденсации ЕО и воды. Это представляет оптимизацию установки и может представлять изменение в полном потреблении энергии.
Аппарат по изобретению может далее включать вход в абсорбер RA, соответственно в его кубовой части, для внешнего потока FA процесса. Внешний поток FA процесса поставляется из абсорбера ЕО для абсорбции ЕО в абсорбере остаточных газов (RA). FA еще имеет некоторую емкость, чтобы абсорбировать ЕО из потоков, очень богатых ЕО, в то время как LA требуется, чтобы абсорбировать ЕО из потоков, обедненных ЕО. Следовательно, этот вариант представляет выгодное применение подходящего абсорбента.
Аппарат по изобретению может эксплуатироваться при желательном давлении, посредством чего изменения вышеупомянутых особенностей могут обеспечить дополнительные преимущества. В частности, может быть введен охладитель для LE в выпускной трубе из охладителя LE на вход абсорбера RA для LE, содержащих ЕО, посредством чего давление может быть уменьшено или абсорбер RA уменьшен в размере или наоборот.
В дальнейшей оптимизации абсорбер RA снабжается непосредственно легкими фракциями (LE), содержащими остаточный ЕО, из выпуска верхнего газа из колонны LE, необязательно через конденсатор, а охладитель и накопитель могут быть пропущены в верхней фракции, подаваемой из концентратора десорбера ЕО в колонну LE.
В аппарате по изобретению, предпочтительно в оптимизированной форме как выше определено, абсорбер RA может
быть расположен непосредственно выше десорбера ЕО как отдельная установка или в пределах общего корпуса, образуя единственный колоночный концентратор как объединенную установку. Необязательно, дополнительно колонна LE может быть включена в объединенную линию или корпус десорбера ЕО или абсорбера RA или она может быть пропущена.
Предпочтительно корпус включает "верхний поток" между участком десорбера ЕО и участком абсорбера RA, чтобы удалить ЕО. Это гарантирует, что ЕО не весь идет в абсорбер RA. В этом варианте конструкции верхний поток ЕО может пойти прямо в колонну LE, а верхний поток LE подается в абсорбер RA.
Предпочтительно внутренний конденсатор, такой как конденсатор с холодной водой, устраивают наверху концентратора десорбера ЕО, который генерирует орошение и дальнейшее концентрирование верхнего потока. В этом случае колонна LE может быть пропущена в зависимости от намеченного использования потока продукта.
Абсорбер RA может быть уменьшен в размере вследствие увеличения концентрации ЕО в верхнем потоке и уменьшения концентрации ЕО в обедненном абсорбенте (LA).
В дальнейшей оптимизации абсорбер RA может даже быть удален. В специфическом варианте изобретения улучшенная компоновка имеет следствием то, что при удалении абсорбера RA не возникает никаких избыточных потоков и нет никакой нужды переключать потоки. Снова колонна LE может быть пропущена в зависимости от намеченного использования потока продукта.
Абсорбер RA и десорбер ЕО, объединенные в общем корпусе, могут быть в открытом соединении или могут включать внутреннее разделение, посредством чего каждый может эксплуатироваться как отдельная установка с независимыми эксплуатационными условиями, такие как давления и т.д.
Комбинации предшествующих аппаратных особенностей и компоновок могут быть предусмотрены специалистами в технике.
В дальнейшем аспекте изобретения.обеспечен способ удаления примеси в способе рекуперации этиленоксида (ЕО) из обогащенного абсорбента (FA) в десорбере ЕО, который включает обеспечение
повышенной температуры подаваемого FA, обеспечение подачи десорбирующего газа и его контактирование с FA при повышенной температуре в десорбере ЕО, получение верхнего потока ЕО и кубового потока обедненного абсорбента (LA) и удаление примесей как один или больше боковых потоков из десорбера ЕО. Настоящее изобретение также обеспечивает аппарат для удаления примеси в способе рекуперации из FA, включающий десорбер ЕО, имеющий вход для FA с повышенной температурой, вход для десорбирующего газа для контактирования при повышенной температуре с FA, имеющего повышенную температуру, характеризующийся тем, что десорбер ЕО включает одну или больше стадий удаления примесей в форме одного или больше боковых выпусков из промежуточного звена десорбера ЕО между верхним потоком и кубовыми выпусками для удаления примесей.
Предпочтительно аппарат для удаления примеси является аппаратом для рекуперации ЕО из газа, содержащего ЕО, как описано выше.
Соответственно, аппарат удаляет углеводородные и хлоруглеводородные примеси, такие как альдегиды, спирты, кислоты, ацетали, циклические ацетали, простые эфиры, циклические простые эфиры и сложные эфиры, например, формальдегид, 1,4-диоксан, 1,4,7-триоксан, 1,3-диоксолан, 2-метил-1,3-диоксолан, 2-хлорметил-1,3-диоксолан, 2-хлорэтанол, глиоксаль, щавелевая кислота, гликолевая кислота, глиоксиловая кислота, молочная кислота, уксусная кислота, муравьиная кислота и их сложные эфиры.
Предпочтительно боковой выпуск ведет к боковому десорберу, имеющему выпуск десорбированной газовой фазы очищенных газов, или ведет к конвертеру для превращения ЕО и (или) примесей, или к сливу, или их комбинации.
Боковой десорбер или конвертер может включать выпуск потока сточных вод или потока, обогащенного примесями.
Поток сточных вод или обогащенный примесями поток могут быть отделены из бокового десорбера как кубовый поток сточных вод или как боковой поток, обогащенный примесями, выше очищенного потока кубовой воды.
Боковой отвод может быть из любого одного или большего количества мест в десорбере ЕО и может быть из газа или жидкой фазы или их комбинации; предпочтительно он состоит из жидкой фазы или из объединенных газовой и жидкой фаз. Предпочтительно боковой выпуск включает много точек отвода на разных уровнях или высотах десорбера ЕО. Это обеспечивает повышенную стабильность к колебаниям концентраций ЕО и примесей в верхнем потоке и кубе и предотвращает накопление примесей. Кроме того, это обеспечивает отвод различных примесей.
Предпочтительно обогащенный примесью поток столь концентрирован по примеси, что сточные воды отсутствуют, и обогащенный поток, поэтому, может быть выгружен или повторно использован в пределах системы, например как балласт или как часть водного баланса.
Альтернативно, боковой выпуск или обогащенный примесью поток ведет к конвертеру, который превращает ЕО или примеси в продукт, пригодный для использования или для выбрасывания, например, преобразование ЕО в MEG, сложных эфиров в некоррозийную форму и т.д.
Предпочтительно аппарат по изобретению предназначен для удаления примесей, которые имеют относительную летучесть между летучестями ЕО и воды. В специфическом варианте изобретения мы нашли, что некоторые примеси, такие как хлорированные циклические ацетали имеют точку кипения больше, чем ЕО и вода, например 200°С, в соответствии с чем, можно было бы ожидать, что они будут находиться в потоке сточных вод, но то, что они имеют относительную летучесть между летучестями ЕО и воды, они, к удивлению, могут быть отделены от кубового и верхнего потоков через боковой отвод по изобретению.
Соответственно, аппарат для удаления примеси функционирует согласно единственному техническому условию, что верхний поток не включает в основном никакой примеси, и что примесь накапливается в десорбере ЕО. Предпочтительно аппарат обеспечивает верхнюю концентрацию ЕО больше или равную 8 0 вес. %, более предпочтительно 8 8 вес. %, еще более предпочтительно 95 вес. %, наиболее предпочтительно больше чем или равную 98
вес. %, особенно больше чем или равную 99 вес. % или 99,5 вес. %. Таким образом, верхний поток является существенно не содержащим некоторых или большинства примесей.
Предпочтительно' аппарат для удаления примесей включает устройство для концентрирования верхнего потока из десорбера ЕО. Таким образом, в специфическом варианте изобретения, в основном, все примеси концентрируются в десорбере ЕО и не идут с верхним потоком, посредством чего получают существенно чистый верхний поток. Десорбер ЕО может включать орошение наверху десорбера ЕО или в верхнем потоке. Это концентрирует верхний поток, например, дает приблизительно 80 вес. % ЕО или более предпочтительно 8 8 вес. % ЕО в верхнем потоке.
Альтернативно или дополнительно аппарат для удаления примесей присутствует в концентраторе десорбера ЕО по первому аспекту изобретения, включающему устройство для
концентрирования верхнего потока, как описано выше. В специфическом варианте изобретения в аппарате, включающем жидкий боковой выпуск, любые остаточные примеси выше бокового выпуска конденсируются в концентраторе десорбера ЕО, как определено выше, посредством впусков внешних потоков процесса, как определено выше. Таким образом, верхний поток далее концентрируется и, например, включает приблизительно 90 вес. % ЕО. Более предпочтительно аппарат для удаления примесей присутствует в концентраторе десорбера ЕО, включающем дополнительно орошение наверху концентратора десорбера ЕО или в верхнем потоке. Таким образом, верхний поток далее концентрируется и, например, включает приблизительно 99 вес. % или больше ЕО. Мы нашли, что это удаление примесей имеет превосходный эффект, вследствие высокой концентрации вегрхнего потока.
В специфическом преимуществе дальнейшего варианта конструкции изобретения, включающего боковой десорбер (до десорбера ЕО), удаление примесей снижает проблемы ниже по потоку, такие как коррозия, качество продукта, образование отходов и т.д.
Предпочтительно, аппарат по настоящему изобретению
является частью установки EO/EG для конверсии этилена в этиленоксид (ЕО) и затем в EG, или очищенный до высокой чистоты ЕО, включающий абсорбер ЕО, имеющий впуск газа реакции и впуск абсорбента и выпуск FA, содержащего ЕО, и включающий десорбер ЕО, имеющий впуск FA с повышенной температурой и выпуски десорбированного FA и ЕО, причем аппарат включает дополнительно один или больше входов в концентратор десорбера ЕО для внешних потоков процесса для концентрирования выпускаемого потока, и (или) включает одну или больше стадий удаления примеси в форме одного или больше боковых выпусков из десорбера ЕО или концентратора десорбера ЕО, как определено выше.
Как описано выше, в одном аспекте изобретения предложен способ рекуперации ЕО из FA, включающий обеспечение подачи FA с повышенной температурой в десорбер ЕО, обеспечивающий подачу десорбирующего газа и контактирование при повышенной температуре с подачей FA, имеющей повышенную температуру, и получение десорбированного обедненного абсорбента (LA) и газа, содержащего ЕО, и характеризующийся наличием одной или больше подач внешних потоков процесса в десорбер ЕО в месте выше подачи FA, имеющего повышенную температуру, таким образом обеспечивая концентратор десорбера ЕО для концентрирования ЕО в газ, содержащий ЕО, и при более низкой температуре относительно подачи FA, имеющего повышенную температуру.
Процесс по изобретению дает очищенный поток продукта ЕО из верхнего потока концентратора десорбера ЕО, который более концентрирован по ЕО и менее концентрирован по парам воды и примесям, чем в соответствующем способе без подачи внешнего потока процесса. Одна или больше подач внешних потоков процесса конденсируют воду, переходящую в десорбер ЕО, но ЕО остается газообразным.
Предпочтительно содержание воды в верхнем потоке десорбера ЕО в способе по изобретению находится в интервале от чистого ЕО до 30 вес. % воды. Предпочтительно способ обеспечивает верхний поток десорбера ЕО, включающий более высокую концентрацию ЕО, по сравнению с предшествующим способом. Это приводит к экономии мощности десорбера и экономии пара низкого давления.
Настоящее изобретение является новым способом снизить содержание воды в верхах десорбера ЕО, например, использованием подачи FA, частично обходя кубовый теплообменник подачи Е'А, или использованием подач внешних потоков процесса, как выше определено в другом месте. При наличии подачи внешнего потока процесса при более низкой температуре, чем подача FA, наверху десорбера вода конденсируется внешним потоком FA процесса, таким образом, снижая нагрузку на ребойлер и обеспечивая более энергетически эффективный процесс. Другие модификации способа также становятся возможными, приводя к более простой эксплуатации и более низкому энергопотреблению.
Способ по изобретению характеризуется дальнейшими преимуществами, соответствующими преимуществам, заявленным выше для вышеопределенного аппарата.
Предпочтительно способ включает обеспечение подачи FA с повышенной температурой в зоне десорбированных паров в верхней части концентратора десорбера ЕО и обеспечение одной или больше подач одного или более внешних потоков процесса в верхней части концентратора десорбера ЕО выше подачи FA с повышенной температурой.
Предпочтительно способ является способом рекуперации ЕО и включает абсорбцию ЕО обедненным абсорбентом (LA) и получение FA для нагревания до повышенной температуры и поставку подачи FA с повышенной температурой в концентратор десорбера ЕЮ, как определено выше.
Предпочтительно повышенная температура подачи FA, как определено выше, является температурой в интервале от 60 до 150°С, предпочтительно от 100 до 140°С, а температура внешнего потока процесса находится в интервале от 10 до 80°С, предпочтительно от 15 до 60°С. Предпочтительно внешний поток процесса имеет температуру выше точки кипения ЕО.
Процесс может включать обеспечение подач одного или больше внешних потоков процесса в десорбер ЕО в отношении от 1-50 вес. % внешнего потока процесса, выраженных как процент от полных внешних потоков процесса, предпочтительно относительно FA, имеющего повышенную температуру, к 50-99 вес. % FA с повышенной
температурой, предпочтительно в интервале от 5-35 вес. % внешних потоков процесса к 65-95 вес. % FA с повышенной температурой. Пока по существу нет никакого ограничения на количество вводимого внешнего потока FA процесса, и ввод в десорбер ЕО мог бы включать до 100% внешнего потока FA без необходимости вводить дополнительный пар, причем особенно значительный эффект концентрации получают с внешними потоками процесса при соотношениях, описанных выше.
Применяют такие предпочтительные подачи внешних потоков процесса, как описаны выше. Выбирая природу подачи внешнего потока процесса, можно влиять на концентрацию ЕО в верхнем потоке десорбера ЕО, чтобы способствовать достижению нужной.
Одна или больше подач внешних потоков процесса, включающих FA, могут включать FA из абсорбера ЕО для формирования FA контактированием газа, содержащего ЕО, и паров с водным жидкофазным обедненным абсорбентом (LA), или могут включать обогащенный абсорбент (FA) из абсорбера остаточных газов (RA) для формирования FA, контактированием LA, содержащего остаточный ЕО, с LA, или их комбинацию.
В случае, когда подачи внешних потоков процесса включают FA из обоих источников, одна или больше объединенных подач для подачи внешнего потока FA процесса могут получать питание из абсорберов ЕО и RA или одна или больше разделенных подач внешних потоков процесса могут получать питание из абсорбера ЕО и абсорбера RA, соответственно.
Одна или больше подач внешних потоков процесса, включающих подачу FA из абсорбера ЕО, обычно проходят через теплообменник LA/FA с горячим LA с другой стороны, даваемым из куба десорбера ЕО, в качестве подачи в абсорбер ЕО. Способ может включать обеспечение подачи LA из десорбера ЕО в абсорбер RA в соединении с абсорбером ЕО и концентратором десорбера ЕО, контактирование с рекуперированной подачей легких фракций (LE) для проведения дальнейшей, остаточной абсорбции LE и получение FA и очищенных LE для рециркуляции. Следовательно, альтернативно или дополнительно, одна или больше подач внешнего потока процесса могут включать FA, рекуперированный из
абсорбера RA, который обычно проходит через теплообменник LA/FA с горячим LA с другой стороны, полученным из куба десорбера ЕО, в качестве подачи в абсорбер RA.
Одна или больше подач внешних потоков процесса, включающих FA, могут быть получены из одного из абсорберов RA или ЕО, или их комбинации, как транзитный поток из потоков FA, который обходит или частично обходит теплообменник LA/FA. Нагрузка теплообмена может соответственно быть снижена, оставаться существенно той же самой или может быть увеличена.
Способ может включать снабжение абсорбера RA из подачи LE, содержащей объединенный ЕО, из десорбера и подачи LE, содержащей остаточный ЕО, из верхнего потока колонны LE через последовательно ступень охлаждающего теплообменника, ступень холодильника, удаление из отделителя жидкости, в котором конденсируется ЕО и вода, и дополнительную ступень охлаждения; или поставку непосредственно подачи LE, содержащей остаточный ЕО, из верхнего потока колонны LE в обход ступени охлаждающего теплообменника, ступени холодильника, конденсации и дополнительной ступени охлаждения; или их комбинации. В способе с прямой поставкой подачу LE, содержащую ЕО, поставляют, не конденсируя ЕО и воду. Это представляет оптимизацию способа и может означать изменение в полной затрате энергии.
Способ может далее включать поставку внешнего потока FA процесса в абсорбер RA, предпочтительно в его кубовую часть. Внешний поток FA процесса подают из абсорбера ЕО, чтобы абсорбировать ЕО в абсорбере RA.
Способ по изобретению может эксплуатироваться при желательном давлении, предпочтительно от выше атмосферного давления до 4 бар (400 кПа) , в соответствии с чем, изменения в вышеупомянутых особенностях могут обеспечить дополнительные преимущества. В частности может быть введена стадия охлаждения легких фракций (LE), содержащих остаточный ЕО и удаляемых из отделителя жидкости, и их подачи в абсорбер RA, посредством чего давление может быть уменьшено, или объем абсорбера RA может быть уменьшен, или наоборот.
В дальнейшем варианте конструкции, способ включает
снабжение абсорбера RA непосредственно LE, содержащими остаточный ЕО, из верхнего потока колонны LE необязательно через ступень холодильника и минуя ступень отделения и накопления в подаче верхнего потока из концентратора десорбера ЕО в колонну LE.
В способе по изобретению, предпочтительно оптимизированном как выше описано, ступень абсорбера RA может быть проведена непосредственно выше ступени концентратора десорбера ЕО в отдельных стадиях процесса или в пределах общего корпуса, образуя единственный колоночный концентратор в качестве объединенной стадии процесса. Необязательно может быть включена дополнительно стадия отделения LE в ступенях десорбера ЕО и абсорбера RA или составлять с ними одно целое.
Предпочтительно корпус включает "верхний поток" между участком Десорбера ЕО и участком абсорбера RA, чтобы удалить ЕО. Это гарантирует, что не весь ЕО идет в абсорбер RA. В этом варианте конструкции верхний поток ЕО может идти прямо как подача в колонну LE, а верхний поток LE подается в абсорбер RA.
Предпочтительно орошение, такое как орошение холодной водой, например, генерируемой внутренним холодильником, обеспечивается с верха концентратора десорбера ЕО, который далее концентрирует верхний поток. В этом случае стадия отделения в колонне LE может быть пропущена в зависимости от предназначенного использования потока продукта.
Ступень абсорбера RA может быть уменьшена в размере вследствие увеличения концентрации ЕО в верхнем потоке и уменьшения концентрации ЕО в обедненном абсорбенте (LA).
В дальнейшей оптимизации может даже быть удалена ступень абсорбера RA. Снова стадия отделения в колонне LE может быть пропущена в зависимости от предназначенного использования потока продукта.
Абсорбер RA и десорбер ЕО, объединенные в общем корпусе, могут составлять одно целое или могут эксплуатироваться как отдельные процессы с независимыми эксплуатационными условиями, такими как давление и т.д.
Комбинации предшествующих особенностей процесса могут быть
предусмотрены специалистами в технике.
Как выше описано, в дальнейшем аспекте изобретения обеспечивается способ удаления примесей в процессе рекуперации ЕО из FA в десорбере ЕО, включающий контактирование подачи FA, имеющей повышенную температуру, с десорбирующим газом при повышенной температуре, и получение верхнего потока ЕО и кубового потока LA, характеризующийся тем, что десорбер ЕО включает одну или больше стадий удаления примесей в форме одного или больше боковых выпусков из десорбера ЕО для удаления промежуточных примесей между верхним потоком и боковыми потоками.
Предпочтительным способом удаления примесей является способ рекуперации ЕО из газа, содержащего ЕО.
Соответственно способ удаляет углеводородные и хлоруглеводородные примеси, такие как альдегиды, спирты, кислоты, ацетали, циклические ацетали, простые эфиры, циклические простые эфиры и сложные эфиры, например, формальдегид, 1,4-диоксан, 1,4,7-триоксан, 1,3-диоксолан, 2-метил-1,3-диоксолан, 2-хлорметил-1,3-диоксолан, 2-хлорэтанол, глиоксаль, щавелевая кислота, гликолевая кислота, глиоксиловая кислота, молочная кислота, уксусная кислота, муравьиная кислота и их сложные эфиры.
Предпочтительно боковой выпуск питает боковой десорбер, имеющий выпуск десорбированной газовой фазы очищенных газов, или питает конвертер для превращения ЕО и (или) питает слив или их комбинацию.
Ступень бокового десорбера или конвертера может производить поток сточных вод или обогащенный примесями поток. Поток сточных вод или обогащенный примесями поток могут быть отделены из бокового десорбера как поток кубовых сточных вод или как боковой обогащенный примесями поток выше потока очищенных кубовых вод.
Боковой выпуск может быть из любого одного или большего количества мест в десорбере ЕО и может быть из газа или жидкой фазы или их комбинации, предпочтительно - из жидкой фазы или комбинированной газовой и жидкой фаз. Предпочтительно боковой
выпуск включает множество точек выпуска на разных уровнях или высотах в десорбере ЕО. Это обеспечивает повышенную стабильность к колебаниям концентрации ЕО и концентраций примесей в верхнем потоке и кубе и препятствует накоплению примесей. Кроме того, это предусматривает, выпуск различных примесей.
Предпочтительно обогащенный примесью поток столь концентрирован по примеси, что нет никаких сточных вод, и способ включает выбрасывание обогащенного потока или его повторное использование в пределах системы, например как балласт или как часть водного баланса.
Альтернативно способ включает обеспечение бокового выпуска или обогащенного примесью потока в конвертер и превращение ЕО или примесей в продукт, пригодный для использования, или в отходы, например, превращение ЕО в MEG, сложных эфиров в некоррозийные формы, и т.д.
Предпочтительно способ по изобретению предназначен для удаления примесей, которые имеют относительную летучесть между летучестями ЕО и воды. В специфическом варианте мы нашли, что мало примесей, таких как хлорированные циклические ацетали, имеют точку кипения больше, чем ЕО и вода, например, 200°С, в соответствии с чем, как можно было бы ожидать, они могли бы находиться в потоке сточных вод, но то, что они имеют относительную летучесть между летучестями ЕО и воды, они могут, к удивлению, быть отделены от кубового и верхового потоков через боковые выпуски по изобретению. Соответственно способ эксплуатируется согласно единственной спецификации, в которой верхний поток существенно не включает никакой примеси, и что примесь накапливается в десорбере ЕО. Предпочтительно способ обеспечивает концентрацию ЕО в верхнем потоке больше чем или равную 8 0 вес. %, более предпочтительно 8 8 вес. %, еще более предпочтительно 95 вес. %, наиболее предпочтительно больше чем или равную 98 вес. %, и особенно предпочтительно больше чем или равную 99 вес. % или 99,5 вес. %. Таким образом, верхний поток в основном не содержит некоторых или большинства примесей.
Предпочтительно способ включает обеспечение бокового
выпуска в газовой и (или) жидкой фазе десорбера ЕО, предпочтительно в точке самой большой концентрации примесей, обычно от верхней до средней ступени дистилляции в десорбере ЕО, такой как третья, четвертая или пятая тарелка концентратора в приблизительно 20-ступенчатой колонне десорбера ЕО. Любые примеси, оставляющие десорбер ЕО через куб, приведут к накоплению примесей в цепи LA/FA, которые затем выпускаются через боковой выпуск десорбера ЕО.
Предпочтительно способ включает концентрирование верхнего потока из десорбера ЕО. Тем самым, в особенном варианте существенно все примеси концентрируются в десорбере ЕО, а не покидают его через верхний поток, посредством чего получают существенно чистый верхний поток. Способ может включать эксплуатацию орошения наверху десорбера ЕО или в верхнем потоке. Это концентрирует верхний поток, например, дает приблизительно 80 вес. % или более предпочтительно 88 вес. % ЕО в верхнем потоке.
Альтернативно или дополнительно способ удаления примесей присутствует в способе концентратора десорбера ЕО первого аспекта изобретения, включающего устройство для
концентрирования верхнего потока, как выше описано. В специальном варианте способа, включающем обеспечение жидкого бокового выпуска любые остаточные примеси выше бокового выпуска конденсируются в конденсаторе десорбера ЕО, как определено выше, посредством впусков внешних потоков процесса, как определено выше. Таким образом, верхний поток далее концентрируется, например, включает приблизительно 90 вес. % ЕО. Более предпочтительно, способ удаления примесей присутствует в способе концентратора десорбера ЕО, как определено выше, включающем дополнительное орошение наверху концентратора десорбера ЕО или в верхнем потоке. Таким образом, верхний поток далее концентрируется, например, включает приблизительно 99 вес. % или больше ЕО. Мы нашли, что это удаление примесей имеет превосходный эффект вследствие высококонцентрированного верхнего потока.
В дальнейшем варианте способ концентратора внешнего потока
процесса по изобретению вызывает конденсацию тяжелых загрязняющих примесей выше реле (flasher) десорбера ЕО и позволяет избежать загрязняющих примесей, уходящих с верхним потоком десорбера ЕО. В особенности это полезно для тяжелых загрязняющих примесей, таких как хлорированные углеводороды, включая спирты, органические кислоты, альдегиды, ацетали и сложные эфиры.
Предпочтительно способ по изобретению - это часть способа EO/EG для превращения этилена в ЕО с образованием побочных продуктов, воды и С02, и последующим превращением в EG, или очистки до ЕО высокой чистоты, включающей рекуперацию ЕО введением в абсорбер ЕО и контактированием с абсорбентом с образованием FA и введением FA, имеющего повышенную температуру, в десорбер ЕО, чтобы отделить абсорбент от продуктового ЕО, причем способ включает дополнительное введение одной или больше подач внешнего потока процесса в концентратор десорбера ЕО способом, как описано выше, и (или) включает одну или больше ступеней удаления примесей в форме одного или больше боковых выпусков в десорбер ЕО или концентратор десорбера ЕО, как определено выше.
Изобретение теперь иллюстрируется неограничивающим образом следующими Примерами и Фигурами, в которых Фиг.1 показывает способ EO/EG и аппарат согласно предшествующему уровню техники;
Фиг.2-11 показывают аппарат и способ концентратора десорбера ЕО по изобретению.
Фиг.10 и 11 показывают аппарат и способ удаления примеси Десорбера ЕО по изобретению.
На Фиг.1 верхний продукт (14) десорбера ЕО (4) частично конденсируют в охлаждающем теплообменнике и (или) холодильниках (7) и посылают (19) в колонну LE (6) для удаления легких компонентов. Верхний пар (20) колонны LE посылают назад в отделитель жидкости (8) колонны LE. Газовый поток легких компонентов удаляют из отделителя жидкости колонны LE, пропускают через абсорбер остаточных газов (RA) (2) по линии 22, чтобы рекуперировать ЕО и посылают назад в рецикловый газ (23) посредством компрессора остаточного газа (не показан).
RA (2) эксплуатируется с холодным обедненным абсор> бентом (LA) (18) как промывной средой, а кубовый поток (12) объединяют с обогащенным абсорбентом (11) из абсорбера ЕО (1) и посылают назад в десорбер ЕО (4) по линии 13 для рекуперации ЕО.
Кубовый поток (24) из колонны легких фракций (LE) (6), по существу смесь вода/ЕО, подают или в колонну (9) очистки для рекуперации ЕО высокой чистоты и (или) подают прямо в реактор гликоля (не показан).
В способе предшествующего уровня техники на Фиг.1, если давление в десорбере ЕО (4) понижено, может присутствовать необязательный охлаждающий теплообменник (10) в газовом потоке LE (21) из отделителя жидкости (8) колонны LE.
На Фиг. 2 FA (11) из куба абсорбера ЕО (1) объединяют с кубовым потоком (12) из RA (2), как на Фиг.1, и часть этой смеси вводят в качестве подачи (25) внешнего потока процесса
(25) в концентратор десорбера ЕО (4), выше подачи (13) FA, имеющей повышенную температуру, и при более низкой температуре.
Альтернативно или дополнительно необязательные подачи внешних потоков (26) процесса в концентратор (4) десорбера ЕО поставляются из другого внешнего источника. Такой внешний поток
(26) процесса может необязательно также присутствовать в аппарате и способе, показанных на следующих Фиг.3-11 (не показан).
На Фиг.З отсутствует объединение FA из куба (11) абсорбера ЕО (1) с кубовым потоком (12) из абсорбера RA (2), как на Фиг.2, и они поставляются отдельно (25, 27) в десорбер ЕО. Часть холодного FA (11) из абсорбера ЕО и кубовый поток абсорбера RA (12) применяют в качестве подачи внешнего потока (25, 27) процесса в концентратор (4) десорбера ЕО, чтобы получить тот же самый эффект, как на Фиг.2.
На Фиг. 4 верховой газ (20) из колонны LE (6) больше не конденсируется охлаждающей водой и охлаждающим теплообменником, как на Фиг.1-3, но вместо этого поглощается (28) в абсорбере RA (2) .
На Фиг.5 компоновку абсорбера RA (2) оптимизируют: малую часть холодного потока FA (11) по Фиг.1-4 применяют (29), чтобы
абсорбировать ЕО в кубе абсорбера RA (2), тогда как LA (18) применяют в верхней части.
Фиг.6 показывает систему по Фиг.4, в которой функция накопителя между холодильникми (7) десорбера RA и колонной LE (6) в первоначальном выпуске избыточна, и эти аппараты могут быть удалены. Необязательный охлаждающий теплообменник (30) может быть включен в верхний поток (20) из колонны LE (6) на вход в абсорбер RA (2) .
Фиг.7 и 8 показывают ту же самую функциональную систему по Фиг.6, но с абсорбером RA (2), расположенным наверху десорбера ЕО (4) или объединенным с десорбером ЕО (4) в одном корпусе (31). Объединенный единый корпус (31) может иметь разные диаметры. В объединенной конфигурации корпуса (31), показанной на Фиг.8, может отсутствовать колонна LE.
Фиг. 8 показывает систему по Фиг.2-9 с объединенным корпусом (31) и устройством конденсации верхнего потока десорбера ЕО орошением (32) с получением верхнего потока (14), имеющего 99 вес. % ЕО или больше. Эта компоновка предусматривает очень высокую концентрацию ЕО в верхнем потоке десорбера ЕО такую, что верхний поток может идти прямо на очистку ЕО, и обходится без колонны LE. Остаточные LE, например, С02, являются приемлемыми в исходном сырье для процессов ниже по потоку, таком как способ EG. Если желательно удаление LE, в верхний поток может быть включен десорбер (не показан).
Фиг. 9 показывает систему по Фиг.8 с полностью удаленным абсорбером RA. Колонна LE может присутствовать, если желательно, в зависимости от назначенного использования продуктового потока (14).
Фиг.10 показывает боковой выпуск (33) для удаления примеси с устройством для конденсации в форме верхнего орошения (32) по Фиг. 8 и 9 и возможно дополнительно с концентратором (25, 27) внешнего потока процесса по Фиг.2-8.
Фиг.11 показывает систему по Фиг.10, приводящую к боковому десорберу (34) с возвратом очищенного ЕО (35) в десорбер ЕО (4) и удалением примесей в поток сточных вод или поток
концентрированных примесей (36). В этой компоновке, например, десорбер ЕО (4) может включать 2 0 теоретических ступеней с подачей FA (13) с повышенной температурой в колонну, предпочтительно в ступени 6-9, например, ступень 9, с подачей FA (25) с любой более низкой температурой выше, предпочтительно в ступени 5-7, например, ступень 6, и с боковым выпуском, предпочтительно в ступенях 3-5, например, в ступени 4, в боковой десорбер (34), имеющий приблизительно 5 теоретических ступеней.
В качестве альтернативы теоретическим ступеням или тарелкам, обеспечиваемым насадкой, одна или обе колонны десорбции могут функционировать с физическими тарелками.
Пример 1
В системе по Фиг.2 с 20%-ым байпасом обогащенного абсорбента (FA) мы получаем 5,8% воды в верхнем потоке десорбера ЕО.
Энергия, необходимая чтобы испарить ЕО - 4941 кВт.
Энергия, необходимая чтобы нагреть FA в колонне - 30159
кВт.
Энергия, необходимая, чтобы испарить воду - 112 93 кЕ;т. Для байпаса 0-20% холодного FA получены следующие результаты:
Таблица 1
% обхода
Снижение воды наверху (кВт)
-4054
-8108
-12162
-16216
Потери энергии из-за байпаса в теплообменнике LA/FA (3) (кВт)
4369
8739
13108
17477
Выигрыш энергии из-за более высокой температуры горячего FA (кВт)
-1780
-3379
-4779
-5997
Снижение запаса энергии верха концентратора ЕО (кВт)
-296
-591
-887
-1183
Полное снижение нагрузки (кВт)
-1761
-3334
-4720
-5919
Оптимальный байпас оценен в 25-30%, давая понижение
нагрузки на нагревание приблизительно 10 МВт. Пример 2
Для аппарата и способов по Фиг.1 и 11, Таблица 2 показывает содержание примесей наверху десорбера/концентратора ЕО и связанные с ним энергетические рабочие характеристики.
Таблица 2
Фигура 1
Фигура 11
Тепловая нагрузка десорбера ЕО/концентратора (МВт)
64, 5
58, 5
Нагрузка бокового десорбера (34) (МВт)
0,5
Температура подачи FA1 (13) (°С)
104 , 5
111, 2
Температура подачи FA2 (25) (°С)
FA1 (13), время (ч)
1911,2
1624,5
FA1 (25), время (ч)
286,7
Температура верха десорбера ЕО/концентратора (14) (°С)
99, 7
26, 0
Температура куба десорбера ЕО/концентратора (16) (°С)
119,4
120, 9
Чистота ЕО верхнего потока десорбера ЕО/концентратора (14) (%)
64, 50
99, 60
Примеси наверху десорбера ЕО/концентратора (14) (ррт)
17, 0
0,89
Из этой Таблицы ясно, что удаление примесей может эксплуатироваться с байпасом FA по Примеру 1, и еще иметь понижение в энергии по сравнению с обычной операцией без удаления примесей. Удаление примесей приводит к снижению примесей с 17 ррт до 0,89 ррт наверху десорбера/концентратора ЕО.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ рекуперации этиленоксида (ЕО) из обогащенного абсорбента (FA), который включает обеспечение подачи FA, имеющего повышенную температуру, в десорбер ЕО, обеспечивая подачу десорбирующего газа и контактирование при повышенной температуре с подачей FA, имеющей повышенную температуру, получение десорбированного обедненного абсорбента (LA) и газа, содержащего ЕО, и подачу одного или больше внешнего потока процесса, в десорбер ЕО в месте выше подачи FA, имеющей повышенную температуру, и при более низкой температуре относительно подачи FA, имеющей повышенную температуру, таким образом, концентрируя ЕО в газе, содержащем ЕО.
2. Способ по п.1, в котором указанная подача FA имеет температуру в интервале от 60 до 150°С, а температура внешнего потока процесса находится в интервале от 10 до 80°С.
3. Способ по пп.1 или 2, который включает подачу одного или больше внешнего потока процесса в десорбер ЕО в отношении 1-50 вес. % внешнего потока процесса, выраженный как процент от полного внешнего потока процесса, к 50-99 вес. % FA, имеющего повышенную температуру.
4. Способ по пп.1-3, в котором подачу внешнего потока процесса поставляют извне из отдельной установки способа прямо без охлаждения или косвенно, но с только частичным охлаждением.
5. Способ по любому из пп.1-4, в котором внешний поток процесса выбирают из потока FA; водного потока; потока ЕО; и их комбинации.
6. Способ по любому из пп.1-5, в котором одна или больше подач внешнего потока процесса включают FA из абсорбера ЕО для образования FA контактированием газа, содержащего ЕО, и паров с водным жидкофазным LA; или включает FA из абсорбера остаточного газа (RA) для образования FA контактированием легких фракций (LE), содержащих остаточный ЕО, с LA , или их комбинацию.
7. Способ по п. 6, в котором в случае, что подачи внешних потоков процесса включают FA из обоих источников, одна или больше объединенных подач подаются из абсорбера ЕО и абсорбера RA; или одна или более отдельных подач подаются из абсорбера ЕО
и абсорбера RA, соответственно.
8. Способ по любому из пп.1-7, в котором стадию абсорбера RA проводят непосредственно выше десорбера ЕО как отдельную стадию процесса или в пределах общего корпуса, образуя единственный колоночный концентратор в качестве объединенной стадии процесса, возможно дополнительно проводя стадию отделения легких фракций (LE) или обходясь без нее.
9. Способ по любому из пп.1-8, в котором орошение, генерируемое внутренним холодильником, обеспечивают наверху десорбера ЕО.
10. Способ по п.9, в котором отсутствует стадия абсорбера
RA.
11. Способ удаления примеси в способе рекуперации этиленоксида (ЕО) из обогащенного абсорбента (FA) в десорбере ЕО, который включает обеспечение FA с повышенной температурой, обеспечение подачи десорбирующего газа и его контактирование с подачей FA при повышенной температуре в десорбере ЕО, получение верхнего потока ЕО и кубового потока обедненного абсорбента (LA), и удаление примесей через один или больше боковых выпусков из десорбера ЕО.
12. Способ по п.11, в котором примеси имеют относительную летучесть между летучестями ЕО и воды.
13. Способ по п.12, в котором удаляются углеводородные и хлоруглеводородные примеси.
14. Способ по пп.12 или 13, в котором боковой выпуск питает боковой десорбер, имеющий выпуск десорбированной газовой фазы очищенных газов; или питает конвертер для превращения ЕО и (или) примесей; или питает слив; или питает одну или больше их комбинацию.
15. Способ по любому из пп.12-14, в котором стадия бокового десорбера или конвертера производит поток сточных вод или обогащенный примесями поток.
16. Способ по любому из пп.12-15, который включает эксплуатацию орошения наверху десорбера ЕО или в верхнем потоке; или который эксплуатируется в соединении со способом по любому из пп.1-11, который эксплуатируется, используя
устройство для концентрирования верхнего потока десорбера ЕО; или их комбинацию.
17. Способ по любому из пп.1-16, который является частью способа EO/EG для превращения этилена в этиленоксид (ЕО) с образованием побочных продуктов, воды и С02, и затем превращением в этиленгликоли (EG), или очистки до ЕО высокой чистоты, который включает рекуперацию ЕО введением в абсорбер ЕО и контактированием с абсорбентом с получением обогащенного абсорбента (FA) и введением FA в десорбер ЕО, чтобы отделить абсорбент от продуктового ЕО, причем способ включает дополнительно введение одной или больше подач внешнего потока процесса в десорбер ЕО способом по любому из пп.1-10 и/или удаление примесей в форме одного или больше боковых выпусков в десорбер ЕО, как заявлено в любом из пп.11-16.
18. Аппарат для рекуперации этиленоксида (ЕО) из обогащенного абсорбента (FA), который включает десорбер ЕО, имеющий впуск FA, впуск десорбирующего газа, выпуски десорбированного обедненного абсорбента (LA) и ЕО, и один или более впусков, расположенных выше впуска FA, для однсго или более внешних потоков процесса.
19. Аппарат по п.18, в котором один или больше впусков внешних потоков процесса, включая впуск FA, соединяют через одну или больше соединяющих линий с выпуском FA из абсорбера ЕО для образования FA контактированием газа, содержащего ЕО, и паров с водным жидкофазным LA; или с выпуском FA из абсорбера остаточного газа (RA) для образования FA контактированием легких фракций (LE), содержащих остаточный ЕО, с водным жидкофазным LA; или их комбинацию.
20. Аппарат по п.19, в котором один или больше впусков внешних потоков процесса соединяют через одну или более соединяющих линий с одним из выпусков абсорбера RA или абсорбера ЕО, или их комбинации, в качестве транзитного потока из выпусков FA, который обходит или частично обходит теплообменник LA/FA.
21. Аппарат по пп.19 или 20, в котором линия подачи идет из по меньшей мере одной соединяющей линии на впуск в абсорбер
RA.
22. Аппарат по любому из пп.18-21, в котором абсорбер остаточного газа (RA) размещают непосредственно выше десорбера ЕО как отдельную установку или в пределах общего корпуса с образованием единственного колоночного концентратора как объединенной установки, необязательно дополнительно вводя колонну легких фракций (LE) или обходясь без нее.
23. Аппарат по любому из пп.18-22, в котором предусмотрен внутренний холодильник наверху десорбера ЕО.
24. Аппарат по п.23, который не включает установку или ступень абсорбера остаточного газа.
25. Аппарат для удаления примесей в способе рекуперации этиленоксида (ЕО) из обогащенного абсорбента (FA), который включает десорбер ЕО, имеющий впуск FA, впуск десорбирующего газа, верхний выпуск ЕО и кубовый выпуск обедненного абсорбента (LA) , и одну или больше ступеней удаления примесей в форме одного или больше боковых выпусков из промежуточного участка десорбера ЕО между верхним и кубовым выпусками.
26. Аппарат по п.25, в котором боковой выпуск ведет к боковому десорберу, имеющему выпуск десорбированной газовой фазы очищенных газов; или ведет к конвертеру для превращения ЕО и (или) примесей; или ведет к сливу; или ведет к их комбинации.
27. Аппарат по п.26, в котором боковой десорбер или конвертер имеют выпуск потока сточных вод или обогащенного примесями потока.
28. Аппарат по пп.26 или 27, который имеет устройство для концентрирования верхнего потока десорбера ЕО.
29. Аппарат по п.28, в котором внутренний холодильник присутствует наверху десорбера ЕО или в верхнем потоке; или в котором десорбер ЕО такой, как заявлен в любом из пп.18-25; или их комбинация.
30. Аппарат по любому из пп.18-29, который является частью установки EO/EG для превращения этилена в ЕО и затем в этиленгликоли (EG), или в очищенный ЕО высокой чистоты, включающей абсорбент абсорбера ЕО и выпуск FA, содержащий ЕО, и десорбер ЕО, имеющий впуск FA с повышенной температурой и
выпуски десорбированного LA и ЕО, в котором десорбер ЕО такой, как заявлен в любом из пп.18-29.
По доверенности
147639ЕА
1/6
13,
ФИГ. 1
.15
Л"10) (Х7 19
24-
2/6
3/6
ФИГ. 6
23 ._, O(J
.30 20
24-
4/6
5/6
6/6