專利名稱:回收濃縮乙二醇的方法
本發明是關于回收乙二醇的方法，而乙二醇是通過乙烯同氧氣相催化氧化反應制取環氧乙烷過程中生成的。
首先，為了從此反應產生的氣體混合物中分離出環氧乙烷，通常采用兩個步驟(1)吸收過程，即將氣體混合物同水接觸，形成含有溶解氣體(主要是二氧化碳)的環氧乙烷的稀釋水溶液;及(2)解吸過程，即將吸收過程中產生的環氧乙烷水溶液在塔中同蒸汽作用，從塔底部放出水流，特別是不含乙二醇的水流，將之冷卻后可將其作為剛才所述兩個步驟中的第一個步驟所用的吸收液體。
該水流(此后稱之為“甘醇酸脂水”-G1)由于環氧乙烷在其所處的條件下，特別在解吸過程中發生水合作而逐漸地或不斷地富集乙二醇，如果不從中排出部分乙二醇，以便限制乙二醇濃度達到約10%(重量)最大值的話。
從環氧乙烷生產過程的經濟性考慮，包括污染問題，則要求回收排出的甘醇酸酯水中所含的乙二醇。實際上，這只是其中之一，除了乙二醇外，甘醇酸酯水中還含有其它醇類，如二甘醇或三甘醇，和難以處理的雜質，如美國專利第3904656號所指出的那些和鹽類，主要是碳酸鈉或碳酸鉀，以及羧酸的鈉和鉀鹽。這些鹽類的存在是由于向甘醇酸酯水中添加了含鈉或鉀的化合物(如氫氧化物);另外，甘醇酸酯水還產生腐蝕，由于其含有二氧化碳和羧酸它的PH值通常呈酸性。
為了從甘醇酸酯水中分離乙二醇，曾提出一些復雜而又價昂的處理方法。
例如，美國專利第3904656號介紹，在直接把過程中產生的水流通到由環氧乙烷制乙二醇的過程之前，將排出的甘醇酸酯水通過離子交換樹脂和活性炭。
法國專利第2246527號提出一種通過反滲透法來處理排出的甘醇酸酯水的方法，一方面排出的水流含有乙二醇，約為最初乙二醇含量的60%，并且實際上不含鹽類;另一方面排出的水流，實際上所含的完全是鹽和殘余的乙二醇。前一種水流導入乙二醇生產裝置，而第二種水流中所含的乙二醇不再回收。
根據法國專利第2295938號，從排出的甘醇酸酯水溶液中分離乙二醇，是在直餾分離乙二醇之前，把甘醇酸酯水溶液通過陽離子交換器和陰離子交換器接觸。
尚無任何生產廠家實現了直接從排出的甘醇酸酯水中分離濃乙二醇，而又不事先分出其中所含鹽類的方法。
本發明提供從排出的甘醇酸酯水流中分離濃縮乙二醇的方法，而不必事先分離其中所含的鹽。根據本發明提供的從甘醇酸酯水中分離乙二醇的方法，甘醇酸酯水是在乙烯同氧氣相催化氧化反應制取環氧乙烷過程中，從環氧乙烷解吸塔的底部得到的。該方法包括將從上述環氧乙烷解吸塔底部得到的甘醇酸酯水直接通入在塔頂下面具有達12塊理論塔板的分離塔頂部，并間接加熱足以使甘醇酸酯水形成兩股物流第一股氣體物流，含有的實質上是蒸汽，它從該分離塔頂部排出，送入上述環氧乙烷解吸塔中做為取物流;第二股含水物流，從該分離塔底部排出約含40%到90%(重量)的乙二醇。
待處理的甘醇酸酯水餾份，最好在其離開解吸塔時的溫度和壓力條件，或與此類似的條件下，將其通入乙二醇分離塔。
通常，甘醇酸酯水中鹽類的存在，并不妨礙實施本發明的方法。
在實施本發明方法的分離塔中，其平均絕對壓力優先選用至少等于環氧乙烷解吸塔內的壓力，通常低于6巴。
塔中的溫度，取決于此壓力和從塔底部排出的物流所要求的乙二醇濃度，而乙二醇是要從待處理的甘醇酸酯水中分離出來的。
分離塔的加熱可以采用蒸汽或常用的加熱流體介質。
從塔底部放出的含有乙二醇的物流，能用任何常用的方法處理，以分離或濃縮乙二醇，例如，通過脫水，然后用簿膜蒸發器蒸餾出乙二醇。為了同一目的，在分離之前，可將其與從環氧乙烷制得的乙二醇物流合併一起。
用下列實施例進一步解釋本發明。
實施例1就通常的乙烯同氧氣相催化氧化反應制取環氧乙烷系統，包括一個環氧乙烷分離系統，由用水從催化反應產生的氣體混合物中吸收所含環氧乙烷的吸收塔和用水蒸汽解吸所吸收的環氧乙烷的解吸塔組成。在此生成387.1公斤/小時含水物流，其中含水94.4%(重量)、環氧乙烷2.54%(重量)和乙二醇3%(重量)。在108℃下，將該物流通入理論塔板數為5的解吸塔內。在該塔頂部，控制溫度為97℃和絕對壓力1.2巴，得到23.9公斤/小時的氣體混合物，其中含水58%(重量)、以及含環氧乙烷40.5%(重量)，除此之外，還有其它氣體，主要是以溶解狀態存在于最初通入解吸塔的環氧乙烷稀水溶液中的二氧化碳。
109℃的甘醇酸酯水以376.2公斤/小時的流速從解吸塔底部流出，其中含有3.1%(重量)的乙二醇及低于0.01%(重量)的環氧乙烷。然后分成兩部分第一部分為362.5公斤/小時，在冷卻后將之做為吸收塔中吸收環氧乙烷的吸收液流;第二部分為13.74公斤/小時，在109℃下通入甘醇酸酯水處理塔的上部，該處理塔有2塊理論塔板。
在溫度109.5℃、絕對壓力1.4巴，以及流速為13.07公斤/小時的條件下，從該塔頂部放出氣體物流，主要組成是蒸汽，將之通入產生甘醇酸酯水的解吸塔中，做為環氧乙烷解吸流體。
從甘醇酸酯水處理塔底部排出含水物流，流量0.67公斤/小時溫度120.5℃，含乙二醇60%(重量)。
這樣的乙二醇濃度，以及環氧乙烷有效回收一起，需要對環氧乙烷解吸塔提供1.5兆卡/小時的熱量，對甘醇酸酯水處理塔供給7兆卡/小時的熱量。
當不采用本發明的方法時，相同的環氧乙烷解吸效率，等量的熱能只能使水溶液的乙二醇含量達到3.1%(重量)。
實施例2按實施例1進行環氧乙烷的解吸操作，但塔頂溫度為137.5℃，絕對壓力為5巴，塔頂排出氣體物流流量為18.9公斤/小時，該氣體物流中含環氧乙烷51%(重量)，水47%(重量)。在塔底部溫度為153℃，排出383.9公斤/小時的甘醇酸酯水，其中含有3.3%(重量)的乙二醇及低于0.01%(重量)的環氧乙烷。在同樣溫度下，將16.41公斤/小時甘醇酸酯水通入如實施例1相同的塔內。在154℃和絕對壓力5.2巴的條件下，從該塔頂部排出15.74公斤/小時的氣體物流，主要組成為蒸汽。
在該塔底部，在166℃下，收集得到0.67公斤/小時的乙二醇小溶液，乙二醇含量60%(重量)。
得到這樣的結果，和相同環氧乙烷解吸度但只能回收乙二醇含量為3.3%(重量)水溶液的系統相比，不需更多的熱量。
實施例3實施例1的含水物流，其中環氧乙烷必須解吸，以相同的流速，在相同的溫度下通入與實施例1同樣的塔中。
在絕對壓力為3巴，和124℃的條件下，從塔頂部排出23.2公斤/小時的氣體物流，其中含有42%(重量)環氧乙烷和56.5%(重量)的水。
在135℃下從塔底部排出395.4公斤/小時的甘醇酸酯水，其中含3.2%(重量)的乙二醇。
將31.9公斤/小時的甘醇酸酯水，在與實施例1相同的溫度下，通入相同的處理塔。
在136℃條件下從塔頂產生的31.46公斤/小時的氣體物流，實際上是由蒸汽組成，在這個溫度下將之通入環氧乙烷解吸塔。
在180℃甘醇酸酯水處理塔底部回收乙二醇和水，得到流量為0.455公斤/小時，含90%(重量)乙二醇的物流。
需要輸入的熱量與不采用本發明的處理方法，環氧乙烷解吸度相同，但水溶液的乙二醇含量僅為3.2%(重量)的處理系統相等。
實施例4按照實施例1的操作處理，但在108℃，以403.7公斤/小時流速將含水物流通入環氧乙烷解吸塔中。含水物流含有90.5%(重量)的水、2.44%(重量)環氧乙烷和7%(重量)的乙二醇;在120℃以及絕對壓力為3巴的條件下，從塔頂部放出17.9公斤/小時氣體物流，其中含有54%(重量)環氧乙烷和44%(重量)的水。
在135.5℃，從塔底部排出393.4公斤/小時甘醇酸酯水，其中含有7.3%(重量)的乙二醇。
在與實施例1同樣的甘醇酸酯水處理塔內處理8.1公斤/小時的甘醇酸酯水.在137℃及3.2巴壓力下，從塔頂部排出7.65公斤/小時的氣體物流，實際上主要是組成是蒸汽，將之通入環氧乙烷解吸塔。
在甘醇酸酯水處理塔底部，在180℃和以0.455公斤/小時的流量收集含有90%(重量)的乙二醇水溶液。
得到這樣的結果所需的熱量與不采用本發明的方法，環氧乙烷回收率相同，但得到的乙二醇水溶液僅含乙二醇7.3%(重量)的方法相等。
權利要求
1.從甘醇酸酯水中分離乙二醇的方法，甘醇酸酯水是在乙烯同氧氣相催化氧化反應制取環氧乙烷的過程中，從環氧乙烷解吸塔的底部得到的。該方法的特征在于，直接將上述甘醇酸酯水送入分離塔中，在該塔入口的下面有12塊理論塔板，間接供給足夠的熱量，使甘醇酸酯水分成兩股物流。第一股實際上為蒸汽組成的氣體物流，從分離塔頂部排出；第二股為含40%到90%(重量)乙二醇的含水物流，從分離塔的底部排出。
2.根據權利要求
1所述的方法，其特征在于甘醇酸酯水中含有鈉或鉀鹽。
3.根據權利要求
1或2所述的方法，其特征在于分離塔內的平均絕對壓力至少等于環氧乙烷解吸塔內的壓力。
4.根據權利要求
3所述的方法，其特征在于分離塔內的平均絕對壓力低于6巴。
5.根據前述任一權利要求
所述的方法，其特征在于，在環氧乙烷解吸塔排出的甘醇酸酯水的溫度下，將之通入分離塔。
6.根據前述任一權利要求
所述的方法，其特征在于將第一股氣體物流通入環氧乙烷解吸塔。
專利摘要
一種從甘醇酸酯水中分離乙二醇的方法，甘醇酸酯水是在乙烯同氧氣相催化氧化反應制取環氧乙烷的過程中，從環氧乙烷解吸塔底部得到的。該方法包括將從上述環氧乙烷解吸塔底部得到的甘醇酸酯水直接通入在頂部下面具有達12塊理論塔板的分離塔頂部，且間接加熱足以使甘醇酸酯分成兩股物流。第一股氣體物流，實質上是蒸汽，從該分離塔頂部排出，通入上述環氧乙烷解吸塔內，作為取物流；第二股含水物流，從該分離塔底部排出，約含40％到90％(重量)的乙二醇。
文檔編號C07C31/00GK85105148SQ85105148
公開日1986年12月31日 申請日期1985年7月6日
發明者尼爾, 德拉諾伊 申請人:阿托化學公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan