[发明专利]从乙烯直接氧化产物中分离、回收环氧乙烷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从乙烯直接氧化产物中分离、回收环氧乙烷的方法，可应用于现行工业EO/EG装置中环氧乙烷吸收/汽提系统及所有混合气中分离、回收环氧乙烷的领域。

背景技术

目前国内外生产乙二醇的大型装置均采用环氧乙烷直接水合法的工艺路线，而环氧乙烷是由乙烯在含银催化剂上直接氧化生成，并且在反应生成环氧乙烷的同时，乙烯也可以氧化生成二氧化碳和水等副产物。为了得到精制的环氧乙烷，首先要在环氧乙烷吸收塔中通过环氧乙烷吸收剂将混合气中的环氧乙烷吸收下来，再通过汽提、浓缩、精制等，得到高纯度的环氧乙烷产品。目前工业均是采用纯水作为吸收剂，吸收效果不好，操作弹性小，国内许多企业环氧乙烷吸收塔吸收能力达不到设计要求，吸收塔塔顶吸收尾气中残余环氧乙烷的含量超标，造成大量的物耗损失。国外有专利报道使用甲醇、碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯等作为环氧乙烷吸收剂，取得不错的吸收效果。

专利U.S.3948621阐明了使用甲醇做吸收剂，由混合气体中分离二氧化碳和环氧乙烷的方法。尽管使用甲醇作为吸收剂，可以减少热损失，但是甲醇在吸收环氧乙烷过程中，当温度较高时，可以与环氧乙烷反应生成甲基乙二醇醚。这样，要想不发生副反应，吸收温度必须控制在-50℃～-15℃，反应温度要求苛刻。

专利U.S.4233221阐述了使用碳酸乙烯酯作为吸收剂吸收环氧乙烷。碳酸乙烯酯的比热是水的40%，并且碳酸乙烯酯对环氧乙烷的吸附能力要强于纯水。并且由于碳酸乙烯酯的沸点为239℃，可以有效减少生产过程中挥发带来的损耗。另外，碳酸乙烯酯性质较稳定，不能直接和环氧乙烷反应。但是，用碳酸乙烯酯作为吸收剂也会带来一系列问题，那就是由于碳酸乙烯酯的凝固点为39℃，为了操作过程能够顺利进行，吸收操作温度一般要大于40℃。而传统以水作为吸收剂的操作温度在30℃以下。用碳酸乙烯酯作为吸收剂的操作温度比纯水作为吸收剂高至少10℃。这样不仅增加了能耗，而且温度升高后对吸收过程不利，降低碳酸乙烯酯对环氧乙烷的吸收能力。

专利U.S.5559255阐述了使用碳酸丙烯酯作为吸收剂吸收环氧乙烷。由于碳酸丙烯酯凝固点为-49℃，沸点242℃，兼有水和碳酸乙烯酯的优点，常温下不凝固，并且比热值较小，吸收环氧乙烷能力比碳酸乙稀酯要好。

但是，无论使用碳酸乙烯酯还是碳酸丙烯酯完全代替纯水，都增加了一定的生产成本。另外，碳酸乙烯酯在38℃以下容易凝固，保温不好的话易于堵塞管道。

发明内容

本发明的目的在于克服现行工业中以水为吸收剂，吸收能力差的缺点，旨在提供一种从乙烯直接氧化产物中分离、回收环氧乙烷的方法。采用水、碳酸乙烯酯的混合物作为吸收剂（其中碳酸乙烯酯的质量含量在40%～90%），可以大幅提高现有以纯水作为吸收剂吸收环氧乙烷的能力，降低吸收塔塔顶吸收尾气中残余EO（环氧乙烷）含量，克服单纯以碳酸乙烯酯做吸收剂时，由于碳酸乙烯酯凝固点高给生产带来的不便，有效降低原料成本。

本发明的技术方案如下：

一种从乙烯直接氧化产物中分离、回收环氧乙烷的方法，以碳酸乙烯酯和水的混合溶剂作为贫EO吸收液（4），贫EO吸收液（4）由吸收塔（T1）塔顶进入，混合原料气（1）由吸收塔（T1）塔底通入塔中，混合原料气（1）与贫EO吸收液（4）在吸收塔（T1）塔内充分接触后，混合原料气（1）中环氧乙烷被贫EO吸收液（4）吸收进入液相，吸收尾气（3）由塔顶排出；保持液气比1～3，吸收塔（T1）塔吸收温度25～40℃，塔体压力1.1～1.4MPa，吸收塔（T1）塔底物料富EO吸收液(2)与混合原料气(1)换热，换热到98～103℃进入汽提塔（T2）塔顶，以汽提气（6）在110～140℃、50～150KPa下进行汽提，气相物流(5)从塔顶采出，经冷却后回收，塔底汽提后的贫EO吸收液(4)与混合原料气(1)换热后返回吸收塔（T1）塔顶，作为吸收剂循环使用。

使用吸收塔、汽提塔为高径比60:1的填料塔，内装直径2～3mm的填料，各连接口均采用螺纹连接。

使用的溶剂为碳酸乙烯酯和水的混合溶剂。所述混合溶剂中碳酸乙烯酯与水的的质量百分比为30%～90%。优选配比为40%～80%。

使用吸收塔（T1），环氧乙烷被混合溶剂吸收，富环氧乙烷吸收液从吸收塔（T1）塔底排出。

使用汽提塔（T2），分离回收吸收塔（T1）塔底物流中的环氧乙烷，汽提气为水蒸气或氮气中的一种。

本发明使用吸收塔，塔顶压力优选1.1～1.4MPa；吸收温度优选为25～40℃；液气质量比优选为1～3。