專利名稱：用于脫除烴的兩級閃蒸的制作方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及在環(huán)氧乙烷過程的二氧化碳脫除系統(tǒng)中有效脫除烴的兩級閃蒸方法，與傳統(tǒng)方法相比，該方法明顯降低了在碳酸鹽脫除系統(tǒng)中脫除一定量的烴所需要的閃蒸氣體的量。
現(xiàn)有技術(shù)在諸如那些通過用分子氧氧化乙烯生成環(huán)氧乙烷的過程中，在氧化過程中也會產(chǎn)生二氧化碳，并且為防止二氧化碳積累必須將二氧化碳分離。
在工業(yè)環(huán)氧乙烷過程中，二氧化碳的脫除通常是通過熱碳酸鹽系統(tǒng)來實現(xiàn)的，如US3823222和US4160810中所述。在環(huán)氧乙烷脫除后，將來自環(huán)氧乙烷反應(yīng)器的全部或部分富含未反應(yīng)乙烯的反應(yīng)氣體與碳酸鉀和碳酸氫鉀溶液接觸，從而使碳酸鹽與反應(yīng)氣體中的二氧化碳反應(yīng)，并轉(zhuǎn)變成碳酸氫鹽。將得到的富含碳酸氫鹽的溶液通過汽提釋放出二氧化碳，并將碳酸氫鹽轉(zhuǎn)化成碳酸鹽以供在該方法中進一步使用從而再生。
該反應(yīng)氣體含有相當(dāng)濃度的未反應(yīng)乙烯，并且在吸收二氧化碳的過程中，一定量的未反應(yīng)乙烯被溶解在吸收溶液中。當(dāng)直接將該溶液汽提以釋放二氧化碳時，在其中溶解的乙烯也與汽提出的二氧化碳一起釋放到大氣中。由于可向大氣中釋放的乙烯的量受當(dāng)?shù)卮髿馕廴痉ㄒ?guī)限制，因而這種乙烯的釋放是不利的。并且乙烯具有作為原料的價值。因此，需要且希望的是從吸收塔溶液中脫除溶解的乙烯并回收這部分乙烯。
在常規(guī)實踐中，使用單級閃蒸來閃蒸吸收塔溶液，并使閃蒸蒸汽通過回收壓縮機以回收乙烯循環(huán)用于該過程。
乙烯排放規(guī)定通常僅規(guī)定可向大氣中排放固定量的乙烯而不管裝置的規(guī)模如何。因此，隨著裝置規(guī)模的擴大，通常情況是需要脫除的乙烯的百分比隨著裝置規(guī)模的增大而顯著增加，從而保持絕對的排放界線。隨著脫除百分比的增加，每單位乙烯所要求的閃蒸氣體的量也隨之增加，并且循環(huán)二氧化碳的量也隨之增加。
對于大型裝置來說，在單級閃蒸系統(tǒng)中循環(huán)二氧化碳的量可能超出正常二氧化碳脫除要求的20％，因而與小型裝置相比，回收壓縮機的規(guī)模會大得不成比例。按照本發(fā)明，應(yīng)用兩級閃蒸系統(tǒng)可以顯著地減小這一問題，從而降低二氧化碳脫除系統(tǒng)的成本以及回收壓縮機的成本和能耗。
發(fā)明概述按照本發(fā)明，在環(huán)氧乙烷脫除后，使來自環(huán)氧乙烷反應(yīng)氣的熱碳酸鹽洗滌的吸收塔富液從該吸收塔進入第一閃蒸區(qū)，其中大量溶解乙烯、氧和其它氣體通過閃蒸從該液體中脫除進入氣相，其中所述富液具有高的碳酸氫鹽濃度，并且溶有乙烯。將來自第一閃蒸區(qū)的液體送至第二閃蒸區(qū)，并控制其中的閃蒸條件，以確保在將二氧化碳閃蒸后，使乙烯保留在來自第二閃蒸的液體中，并且當(dāng)液體被汽提釋放二氧化碳后，所述乙烯符合適當(dāng)?shù)呐欧乓?guī)定。
附圖簡要說明

圖1是實施本發(fā)明的示意圖。
詳細描述附圖中給出的不是通過乙烯分子氧氧化的傳統(tǒng)環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)過程，不是傳統(tǒng)的水洗滌產(chǎn)品環(huán)氧乙烷或用熱碳酸鹽洗滌所得到的反應(yīng)氣體以從中分離二氧化碳的傳統(tǒng)洗滌過程。這些是在工業(yè)上廣泛實施的傳統(tǒng)的且公知的過程。
參考附圖，使來自吸收塔的、富含碳酸氫鹽、并溶有乙烯和氧的熱碳酸鹽吸收塔溶液通過二氧化碳吸收(未畫出)送至第一級閃蒸區(qū)或罐(drum)11，并通過管線1引入其中。這種吸收塔液體的溫度通常為大約85℃-110℃。在第一級閃蒸區(qū)內(nèi)，將條件適當(dāng)?shù)乇３衷谝粋€中間壓力，從而使大部分溶解的氧和乙烯及其它溶解氣體閃蒸成氣相，其中所述中間壓力在吸收塔內(nèi)壓力和大氣壓之間，所述吸收塔的壓力一般在約18.5kg/cm2絕壓至23.0kg/cm2絕壓之間。在第一級閃蒸中描述性的壓力范圍是2.5-4.5kg/cm2絕壓。將來自第一級區(qū)的閃蒸蒸汽經(jīng)管線3脫除，并送至傳統(tǒng)回收壓縮機20的第二級。使第一級閃蒸蒸汽的壓力與回收壓縮機的第二級壓力相匹配是有利的，但這不是必須的。雖然大部分溶解乙烯在該點被脫除，即至少80％，并且優(yōu)選至少85％，但在第一級閃蒸中并不控制該脫除操作來滿足排放規(guī)定。來自第一級閃蒸區(qū)11的液體經(jīng)管線2進入第二級閃蒸區(qū)10。在第二級閃蒸區(qū)10中，控制壓力和閃蒸蒸汽的流量，以確保在蒸汽分離后來自第二閃蒸區(qū)的液體中剩余的溶解乙烯在隨后的二氧化碳釋放過程中由該液體汽提后，滿足所要求的規(guī)定。對于第二級閃蒸來說，描述性的壓力是1.5-2.5kg/cm2絕壓。
來自區(qū)10的閃蒸蒸汽通過管線4脫除，并優(yōu)選通過回收壓縮機20的第一級用于回收這次閃蒸中的乙烯以及在來自第一區(qū)的閃蒸蒸汽中的乙烯。在壓縮機20中將閃蒸蒸汽壓縮至反應(yīng)器壓力，并通過管線21循環(huán)至環(huán)氧乙烷反應(yīng)器(未畫出)。
來自第二級閃蒸區(qū)10的液體通過管線5進入再生器12，在其中通過傳統(tǒng)方法利用由管線7引入的新鮮蒸汽和由管線9引入的來自再沸器13的再沸器蒸汽的組合，從該液體中汽提二氧化碳以及剩余的溶解乙烯。至此來自再生器的貧含碳酸氫鹽而富含碳酸鹽的液體通過管線8返回吸收塔，進一步用于全過程。二氧化碳與水蒸汽及其它殘余乙烯一起通過管線6由再生器12排放到大氣中。在該排放氣流中排放的乙烯量保持在一定水平以遵守適當(dāng)法規(guī)，其通常少于5.0kg/hr，且經(jīng)常少于3.0kg/hr。
為了獲得最好的結(jié)果，可將兩級閃蒸的操作條件優(yōu)化。在優(yōu)化過程中，首先并且最主要的是來自第二級閃蒸的液體的乙烯含量必須足夠低，從而滿足環(huán)境法規(guī)。同時，來自第二級閃蒸的液體必須含有在環(huán)氧乙烷反應(yīng)中形成的全部二氧化碳，以避免二氧化碳的積累。
實施例來自吸收塔的溫度約為91℃、壓力約為22.8kg/cm2絕壓、并含有97kg/hr乙烯的富液，以21700kg-mol/hr的流量通過管線1進入?yún)^(qū)11，并在第一級閃蒸區(qū)11中閃蒸至3.15kg/cm2的絕壓。將含有83.1kg/hr乙烯和180kg/hr二氧化碳的349kg/hr的閃蒸氣體通過管線3送至回收壓縮機20。來自第一級閃蒸的液體仍含有13.9kg/hr乙烯，該值超過2kg/hr的排放界限。通過管線2將溫度為91℃的這種液體送至第二級閃蒸區(qū)10，該區(qū)在2.02kg/cm2絕壓下操作。來自第二級的閃蒸氣體以120kg/hr的流量被脫除，并且其中含有12.0kg/hr的乙烯以及174kg/hr的CO2。將該閃蒸氣體通過管線4送至回收壓縮機20。來自第二級閃蒸的液體含有1.9kg/hr的殘余乙烯，該含量符合目標(biāo)排放要求。將該液體送至再生器，其中來自環(huán)氧乙烷反應(yīng)系統(tǒng)的全部二氧化碳10,300kg/hr被脫除，并與1.9kg/hr乙烯一起排入大氣中。本發(fā)明的這種兩級閃蒸過程脫除了總量為95.1kg/hr的乙烯(98.0％)以及循環(huán)的354kg/hrCO2或約為CO2總產(chǎn)量的3.4％。對于第一級和第二級閃蒸區(qū)的組合來說，回收壓縮機系統(tǒng)的流量是589kg/hr。
通過比較，如果乙烯脫除是在單級閃蒸中進行，則需要在1.96kg/cm2的閃蒸壓力下閃蒸1782kg/hr，從而滿足與兩級閃蒸所實現(xiàn)的相同的乙烯排放水平。單級閃蒸系統(tǒng)的回收壓縮機所需增加的容量是兩級閃蒸系統(tǒng)的3倍。循環(huán)的二氧化碳是1230kg/hr，其相對于CO2脫除吸收塔增加12％。
上述實施例用于160,000公噸/年的環(huán)氧乙烷裝置。隨著裝置規(guī)模增大，這兩個系統(tǒng)之間的差別也在增大，以至于很難在排放到大氣中的廢氣中保持每小時固定磅數(shù)的乙烯。
權(quán)利要求
1.在一種生產(chǎn)環(huán)氧乙烷的方法中，其中用碳酸鉀洗滌液對來自乙烯分子氧氧化的反應(yīng)氣體進行洗滌，并將富含碳酸氫鹽以及溶有乙烯的吸收塔溶液分離，其改進之處在于，包括在第一級閃蒸步驟中將所述吸收塔溶液閃蒸，并將含有大部分在所述吸收塔溶液中溶解的乙烯的蒸汽與含有碳酸氫鹽的液體分離，在第二閃蒸步驟中將來自第一閃蒸的液體閃蒸，并將含有乙烯的蒸汽與第二閃蒸液體分離，將在第二閃蒸液體中剩余的乙烯量控制在足夠低的水平，從而在處理第二閃蒸液體時滿足當(dāng)?shù)丨h(huán)境排放要求，
2.如權(quán)利要求1的方法，其中將由第一和第二閃蒸步驟閃蒸的蒸汽通過回收壓縮機進行循環(huán)。
全文摘要
將來自環(huán)氧乙烷過程的、富含碳酸氫鹽和溶解的乙烯的洗滌塔液體(1)在兩級(11，10)中進行閃蒸，從而將含有乙烯的蒸汽(3，4)與乙烯含量降低了的富含碳酸氫鹽的溶液(2，5)分離。
文檔編號C07D301/32GK1512908SQ02811267
公開日2004年7月14日 申請日期2002年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月5日
發(fā)明者B·比利希, C·常, B 比利希 申請人:科學(xué)設(shè)計公司