BR112020009352B1 - Processo para a recuperação de etilenoglicol - Google Patents

Abstract

Trata-se de um processo para a recuperação de etilenoglicol a partir de uma corrente aquosa compreendendo etilenoglicol. O processo compreende (a) submeter uma corrente aquosa 5 compreendendo etilenoglicol a uma etapa de evaporação em um evaporador de efeito múltiplo para se obter uma corrente concentrada que compreende etilenoglicol; (b) sujeitar a dita corrente concentrada compreendendo etilenoglicol a uma primeira etapa de desidratação em um primeiro desidratador 10 operando a uma pressão superior na faixa de 0 barg (bar gauge) a 4 barg (bar gauge) para se obter uma corrente parcialmente desidratada de etilenoglicol, e (c) submeter a dita corrente de etilenoglicol parcialmente desidratada a uma segunda etapa de desidratação em um segundo desidratador operando sob 15 vácuo para se obter uma corrente de etilenoglicol desidratada.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um processo para a recuperação de etilenoglicol, mais adequadamente dentro de um processo integrado de óxido de etileno/etilenoglicóis.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] O óxido de etileno (EO) é usado como intermediário químico, principalmente para a produção de etilenoglicóis, mas também para a produção de etoxilatos, etanol-aminas, solventes e éteres de glicol. Ele é produzido pela oxidação direta do etileno com oxigênio ou ar. O etileno e o oxigênio passam por um catalisador de óxido de prata, tipicamente a pressões de 10 a 30 bar e temperaturas de 200 a 300 °C. A reação é exotérmica e um reator típico consiste em grandes feixes de vários milhares de tubos que são preenchidos com catalisador. Um líquido de refrigeração envolve os tubos do reator, removendo o calor da reação e permitindo o controle de temperatura.

[003] A corrente de produto do reator de óxido de etileno é fornecida a um absorvedor de óxido de etileno. O absorvedor tem uma seção inicial de resfriamento em que a corrente do produto entra em contato com uma corrente de resfriamento aquosa recirculante resfriada e uma solução básica é continuamente adicionada à corrente de resfriamento recirculante. A corrente de gás passa da seção de resfriamento para a seção principal do absorvedor de óxido de etileno, onde é lavada com água para recuperar o óxido de etileno.

[004] A corrente de água resultante, que é rica em óxido de etileno, é chamada de absorvedor pesado e é enviada para um decapante de óxido de etileno. No decapante de óxido de etileno, o óxido de etileno é retirado do absorvedor pesado e uma corrente concentrada de óxido de etileno é enviada aos processos de acabamento de óxido de etileno, como condensação, destilação e reabsorção. Os líquidos restantes, chamados de absorvedores leves, são reciclados para o absorvedor de óxido de etileno. Um absorvedor de óxido de etileno residual é usado para recuperar o óxido de etileno não condensado das extremidades leves deixadas após a condensação do óxido de etileno/vapor de água da parte superior do decapante de óxido de etileno.

[005] Os gases residuais que permanecem após a recuperação do produto de volume de óxido de etileno são reciclados para o reator de oxidação do etileno. Normalmente, um pequeno fluxo de sangria é retirado dos gases reciclados para evitar o acúmulo de impurezas como argônio, etano ou nitrogênio no circuito de gás de reciclagem. Uma corrente lateral, que é parte ou todo o gás de reciclagem, é geralmente lavada com um absorvedor aquoso de dióxido de carbono (CO2) para remoção do excesso de CO2, que é subsequentemente retirado do absorvedor em um decapante de CO2 e normalmente é ventilado, ou se desejado, recuperado para uso ou venda como subproduto.

[006] Após purificação adicional do óxido de etileno, o óxido de etileno de alta pureza (HPEO) pode ser resfriado, armazenado e transportado para os clientes.

[007] Alternativa ou adicionalmente, o óxido de etileno é geralmente produzido em um processo combinado de óxido de etileno/etilenoglicol, que tem as vantagens de o processo de epoxidação de etileno produzir intrinsecamente glicóis que requerem processamento, e que os processos combinados de epoxidação de etileno e processamento de glicol oferecem oportunidades para integração de calor.

[008] Por conseguinte, o óxido de etileno produzido na planta de epoxidação de etileno pode ser direcionado para uma unidade de etilenoglicol compreendendo um reator de etilenoglicol, em que o óxido de etileno é convertido em monoetilenoglicol (MEG) e glicóis mais pesados por reação térmica com excesso de água. Tipicamente, é utilizada uma razão água/óxido de etileno na faixa de 7 a 14 (peso/peso). Por meio de uma série de (tipicamente três) preaquecedores que usam vapor de processo de baixa pressão, troca direta de calor com condensado de processo quente e vapor de alta pressão, são usadas temperaturas do reator de etilenoglicol na faixa de 150 a 250 °C. Nessas condições, as taxas de reação são rápidas e não é necessário catalisador. A reação de hidrólise do óxido de etileno produz um efluente contendo principalmente água e uma corrente de produto de glicol compreendendo cerca de 90% em peso de monoetilenoglicol (MEG), sendo o restante predominantemente dietilenoglicol (DEG), alguns trietilenoglicol (TEG) e uma pequena quantidade de homólogos mais altos.

[009] O efluente do reator de etilenoglicol aquoso é passado através de colunas sucessivas do evaporador (“efeito múltiplo”) para remover a água, que é devolvida ao reator de etilenoglicol. A desidratação adicional do efluente do evaporador é seguida por destilação a vácuo para produzir uma corrente de etilenoglicol desidratado, seguida pela remoção de impurezas para fornecer uma corrente de produto purificada de etilenoglicol.

[0010] A linha de recuperação convencional de etilenoglicol consiste em tipicamente três a seis evaporadores de efeito múltiplo de alimentação direta operando a pressões decrescentes. O calor do primeiro evaporador é fornecido através de vapor de alta pressão, e o vapor suspenso de cada evaporador é usado no reebulidor do evaporador subsequente. O efluente do último evaporador da linha geralmente contém entre 20 e 40% em peso de água e é submetido à desidratação em uma única coluna de destilação ("desidratador de glicol") sob vácuo para fornecer uma corrente de etilenoglicol desidratado. Vantajosamente, a sobrecarga vaporosa do último evaporador (geralmente de 3 a 8 barg) é pelo menos parcialmente utilizada como vapor de processo para vários consumidores de vapor na planta de óxido de etileno/etilenoglicol. O processo coletado condensado dos reebulidores do segundo, terceiro etc. evaporadores são expostos e o condensado quente é usado para troca direta de calor em um dos preaquecedores do reator de etilenoglicol, e novamente exposto a um tambor [0010] A linha de recuperação convencional de etilenoglicol consiste em tipicamente três a seis evaporadores de efeito múltiplo de alimentação direta operando a pressões decrescentes. O calor do primeiro evaporador é fornecido através de vapor de alta pressão, e o vapor suspenso de cada evaporador é usado no reebulidor do evaporador subsequente. O efluente do último evaporador da linha geralmente contém entre 20 e 40% em peso de água e é submetido à desidratação em uma única coluna de destilação ("desidratador de glicol") sob vácuo para fornecer uma corrente de etilenoglicol desidratado. Vantajosamente, a sobrecarga vaporosa do último evaporador (geralmente de 3 a 8 barg) é pelo menos parcialmente utilizada como vapor de processo para vários consumidores de vapor na planta de óxido de etileno/etilenoglicol. O processo coletado condensado dos reebulidores do segundo, terceiro etc. evaporadores são expostos e o condensado quente é usado para troca direta de calor em um dos preaquecedores do reator de etilenoglicol, e novamente exposto a um tambor de oscilação de água para produzir vapor de baixa pressão (tipicamente cerca de 3 barg).

[0011] Existe uma necessidade contínua no campo da fabricação de etilenoglicol para melhorar a eficiência energética das etapas do processo de óxido de etileno e de etilenoglicol.

[0012] Por conseguinte, os presentes inventores procuraram fornecer um processo aprimorado para a fabricação de etilenoglicol, em particular um processo integrado de óxido de etileno/etilenoglicol que requer menos importação externa de vapor.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0013] A Figura 1 é um diagrama esquemático que mostra um processo de acordo com a técnica anterior.

[0014] A Figura 2 é um diagrama esquemático que mostra um processo de acordo com uma modalidade da invenção.

[0015] A Figura 3 é um diagrama esquemático que mostra um processo de acordo com uma modalidade da invenção.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0016] Os presentes inventores descobriram que, em um processo integrado de óxido de etileno/etilenoglicol, uma economia substancial de energia pode ser obtida por um processo que envolve uma operação de desidratação de glicol em duas etapas, em que o efluente dos evaporadores de efeito múltiplo é submetido a uma etapa de pré-desidratação em uma coluna de destilação a baixa pressão suspensa (sem vácuo) antes da etapa de destilação a vácuo de etilenoglicol convencional

[0017] Assim, em um aspecto da presente invenção, é fornecido um processo para a recuperação de etilenoglicol a partir de uma corrente aquosa compreendendo etilenoglicol, em que o dito processo compreende (a) sujeitar a dita corrente aquosa compreendendo etilenoglicol a uma etapa de evaporação em um evaporador de efeito múltiplo para se obter uma corrente concentrada compreendendo etilenoglicol; (b) sujeitar a dita corrente concentrada compreendendo etilenoglicol a uma primeira etapa de desidratação em um primeiro desidratador operando a uma pressão superior na faixa de 0 barg a 4 barg para se obter uma corrente parcialmente desidratada de etilenoglicol, (c) sujeitar a dita corrente de etilenoglicol parcialmente desidratada a uma segunda etapa de desidratação em um segundo desidratador operando sob vácuo para se obter uma corrente de etilenoglicol desidratada.

[0018] Em comparação com uma etapa convencional única de destilação a vácuo, o processo de desidratação com glicol em duas etapas, conforme definido nas etapas (b) e (c), em que, após a evaporação de efeitos múltiplos, o glicol é pré-desidratado em um desidratador que opera a pressão sem vácuo produzir vapor suspenso de baixa pressão, permite recuperar energia térmica que, de outra forma, seria descartada como calor de baixa qualidade (por exemplo, água de resfriamento).

[0019] Mais especificamente, verificou-se que os vapores suspensos do primeiro desidratador operando a pressão elevada podem ser efetivamente utilizados para conduzir uma ampla gama de consumidores de vapor de baixa pressão nas etapas associadas do processo. Por exemplo, verificou-se que a desidratação de glicol em duas etapas, conforme divulgada aqui, pode ser integrada no processo de óxido de etileno/etilenoglicol, de modo que o vapor de baixa pressão gerado a partir do primeiro desidratador seja suficiente para suprir todos os requisitos de refrigeração do processo, resultando em menor ou nenhuma importação de vapor externo para o processo para fins de refrigeração. Assim, a desidratação de glicóis em duas etapas de acordo com a presente invenção resulta em aumento da eficiência energética e custos de processo reduzidos de um processo integrado de óxido de etileno/etilenoglicol.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0020] As seguintes definições se aplicam. Primeiramente, "barg" significa “bar gauge". Além disso, salvo indicação em contrário, por referência de pressão é feita a pressão absoluta. Este último implica que uma “pressão de 250 mbar” significa uma “pressão absoluta de 250 mbar” (ou seja, 250 mbara). Além disso, "operar sob vácuo" significa "operar sob pressão subatmosférica". Além disso, a pressão manométrica é igual à pressão absoluta menos a pressão atmosférica. Assim, em um caso em que a pressão manométrica é 0 barg, a pressão absoluta é igual à pressão atmosférica.

[0021] Como mencionado acima, o processo de recuperação de etilenoglicol de acordo com a presente invenção é particularmente adequado para implementação em um processo integrado de óxido de etileno/etilenoglicol, através da utilização de vapor de baixa pressão produzida pelo primeiro desidratador na seção de etilenoglicol de back-end para impulsionar os consumidores de vapor de baixa pressão no processo.

[0022] No processo de óxido de etileno (EO), a água resfriada é usada para resfriar o absorvente leve usado no absorvedor de óxido de etileno, condensar os vapores suspensos dos decapantes de EO e na coluna de purificação de EO. Normalmente, a água gelada é gerada por meio de equipamento de absorção de vapor, no qual a fonte de energia é vapor de baixa pressão ou água quente disponível do processo. Em um processo convencional de óxido de etileno/etilenoglicol, o calor para o equipamento de refrigeração é fornecido principalmente pelo vapor de baixa pressão gerado no condensador da coluna de purificação de monoetilenoglicol (MEG) pela condensação dos vapores suspensos do decapador de EO e/ou pelo absorvente leve quente do decapador de EO. O processo de back-end convencional de etilenoglicol é geralmente projetado com três a seis evaporadores de glicol em linha, em que o último evaporador é tipicamente operado a uma pressão de cerca de 5 barg e em que seu vapor suspenso é usado como vapor de processo por vários usuários de vapor na planta como o reebulidor de decapante EO, desidratador de glicol e removedor de decapante de reebulidor de CO2.

[0023] No processo de recuperação de etilenoglicol de acordo com a presente invenção, o vapor do processo produzido no último evaporador de glicol e/ou vapor limpo importado é usado para acionar o recarregador do novo primeiro desidratador de glicol ("pré-desidratador") operando a uma pressão suspensa na faixa de 0 barg a 4 barg, a fim de se produzir uma corrente de etilenoglicol parcialmente desidratada, a qual é subsequentemente desidratada sob condições de destilação a vácuo em um segundo desidratador (convencional) para produzir uma corrente de etilenoglicol desidratado. Tipicamente, a segunda etapa (convencional) de desidratação é realizada a uma pressão na faixa de 50 a 250 mbar, de preferência na faixa de 100 a 200 mbar.

[0024] Vantajosamente, o vapor suspenso de baixa pressão do dito primeiro desidratador de glicol é usado para acionar uma ampla gama de consumidores de vapor de baixa pressão em um processo de fabricação de óxido de etileno. Assim, em uma modalidade da presente invenção, a corrente aquosa compreendendo etilenoglicol é produzida por um processo que compreende a fabricação de óxido de etileno e hidrólise de óxido de etileno, em que pelo menos uma porção do vapor produzido no primeiro desidratador é usada para acionar um ou mais consumidores de vapor de baixa pressão no processo de fabricação de óxido de etileno/etilenoglicol. Em uma modalidade, os consumidores de vapor de baixa pressão são uma ou mais unidades de resfriamento.

[0025] Como mencionado acima, o processo da presente invenção envolve sujeitar uma corrente aquosa compreendendo etilenoglicol à evaporação em uma linha de evaporadores de efeito múltiplo. Como usado aqui, o termo "evaporador de efeito múltiplo" deve ser entendido como sinônimo de "evaporador de estágio múltiplo" e para se referir a um aparelho em que a água é evaporada em uma sequência de dois ou mais vasos (“estágios"), em que cada vaso evaporador é mantido a uma pressão mais baixa que o vaso anterior e em que o vapor fervido em um vaso é usado para aquecer o reebulidor do próximo vaso na linha. Aqui, apenas o primeiro vaso (na pressão mais alta) requer uma fonte externa de calor. O uso de evaporação de efeito múltiplo para a recuperação de etilenoglicol, particularmente na fabricação integrada de óxido de etileno/etilenoglicol, foi descrito em detalhes na técnica anterior, notadamente nos documentos US 3.875.019, US 6.417.411, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, sétima edição. No processo da presente invenção, a etapa de evaporação de efeito múltiplo pode ser realizada da maneira convencional, e o especialista poderá selecionar condições apropriadas, dependendo do grau desejado de remoção de água. Tipicamente, a etapa de evaporação de efeito múltiplo é realizada em 2 a 6 etapas (vasos do evaporador) ou 3 a 6 etapas, preferencialmente 2 a 5 etapas, mais preferencialmente 3 ou 4 etapas. De preferência, o serviço térmico do primeiro vaso do evaporador em linha é ajustado de modo que o teor de água na alimentação do segundo desidratador seja semelhante ao do processo convencional usando-se apenas um único desidratador operando sob vácuo. De preferência, o calor para o primeiro vaso do evaporador é fornecido por vapor de alta pressão com uma pressão no intervalo de 20 a 30 barg, mais preferencialmente no intervalo de 22 a 28 barg, mais preferencialmente no intervalo de 24 a 26 barg.

[0026] Normalmente, a sobrecarga vaporosa do último vaso do evaporador na linha de evaporadores de efeito múltiplo é usada como vapor de processo, preferencialmente a uma pressão na faixa de 3 a 8 barg, mais preferencialmente na faixa de 4 a 6 barg, mais preferencialmente na faixa de 4,5 a 5,5 barg. Vantajosamente, pelo menos uma porção da sobrecarga vaporosa do último vaso do evaporador pode ser usada para fornecer calor ao primeiro desidratador, acionando o reebulidor do primeiro desidratador. De acordo com a presente divulgação, o dito primeiro desidratador é operado a uma pressão de suspensão na faixa de 0 barg a 4 barg.

[0027] Assim, em uma modalidade, a sobrecarga vaporosa do último vaso do evaporador no evaporador de efeito múltiplo é usada como vapor de processo, em que pelo menos uma porção do dito vapor de processo é usada para fornecer calor ao primeiro desidratador.

[0028] O primeiro desidratador é, de preferência, operado a uma pressão de suspensão na faixa de 0,3 a 3 barg, mais preferencialmente na faixa de 0,5 a 1,5 barg, mais preferencialmente na faixa de 0,8 barg a 1,2 barg.

[0029] De maneira vantajosa, o serviço de reebulição do primeiro desidratador é escolhido de modo que seu vapor suspenso forneça vapor de processo suficiente para atender a todos os requisitos de vapor de baixa pressão, como aparelhos de refrigeração, do processo de óxido de etileno/etilenoglicol. De preferência, a temperatura inferior do primeiro desidratador é menor que 150 °C, preferencialmente menor que 145 °C, a fim de fornecer diferença de temperatura média logarítmica (LMTD) suficiente para usar a sobrecarga do último evaporador como vapor de processo em seu reebulidor.

[0030] O primeiro desidratador pode ser qualquer tipo adequado de coluna conhecida na técnica e pode ser equipado com bandejas ou equivalentes de embalagem às etapas teóricas entre 2 e 10. O número de bandejas (teóricas) pode variar de 2 a 10 e pode ser facilmente determinado pelo especialista com base em simples experiências de otimização econômica.

[0031] Como descrito acima, uma seção de etilenoglicol geralmente compreende uma coluna de purificação de monoetilenoglicol (MEG), em que a dita coluna de purificação de MEG é equipada com um condensador de suspensão, em que os vapores da parte superior da coluna de purificação de MEG são condensados para produzir vapor de baixa pressão e condensado, que é parcialmente ressintonizado na coluna de purificação MEG como refluxo.

[0032] Em uma modalidade, a seção aprimorada de etilenoglicol da presente invenção é integrada a uma seção aprimorada de óxido de etileno compreendendo um decapante de óxido de etileno (EO), em que o dito decapante de óxido de etileno contém um primeiro e um segundo reebulidor adicional, e em que o calor é fornecido ao dito segundo reebulidor de decapador de óxido de etileno por vapor de baixa pressão gerado no condensador suspenso da coluna de purificação de monoetilenoglicol (MEG). Tipicamente, o condensador de coluna MEG produz vapor com uma pressão na faixa de 1 a 4 barg, preferencialmente na faixa de 1,5 a 3 barg, mais preferencialmente na faixa de 2 a 2,5 barg. Enquanto, como descrito acima, em um processo convencional de óxido de etileno/etilenoglicol, o calor para acionar o equipamento de resfriamento frontal é principalmente fornecido pelo vapor de baixa pressão do condensador de coluna suspensa de monoetilenoglicol (MEG), o presente uso do vapor de baixa pressão do primeiro (pré-)desidratador suspenso a acionar esse equipamento de refrigeração permite a utilização do vapor de baixa pressão do condensador de coluna suspensa de MEG no dito reebulidor lateral adicional do decapante de EO. De preferência, o serviço do segundo reebulidor lateral é fixo e definido igual a ou um pouco menor que o serviço do condensador de coluna de MEG, de modo que todo o vapor de baixa pressão produzido no condensador de MEG seja consumido no reebulidor lateral e o excesso de ventilação de vapor da planta seja minimizado.

[0033] De maneira vantajosa, isso reduz o serviço do primeiro reebulidor (seção de repulsão) do decapador de EO, que convencionalmente conta com a importação de vapor a alta pressão, reduzindo assim o consumo total de vapor para o processo integrado de óxido de etileno/etilenoglicol.

[0034] Além disso, um refluxo "externo" frio de absorvedor pesado pode ser adicionado no topo da coluna de decapante de EO, conforme descrito em detalhes no documento WO 2006/120207, cujo conteúdo é incorporado aqui como referência. A corrente absorvente pesada não aquecida, de preferência a partir de um fundo absorvente de EO ou de um fundo absorvente de EO residual, entra no decapante de EO pelo menos um estágio acima da corrente absorvente pesada quente e intermitente. A energia é transferida do óxido de etileno e do vapor de água, deixando a seção de decapagem para a corrente absorvente pesada não aquecida dentro de uma seção de retificação adicional. Essa é uma melhoria em relação ao refluxo tradicional do decapante de EO, onde uma parte da sobrecarga do decapante de EO é condensada e reciclada de volta à coluna. Devido ao uso reduzido de vapor introduzido diretamente no fundo do decapante de EO, isso também resulta em economia de energia.

[0035] Assim, em uma modalidade, a seção aprimorada de etilenoglicol da presente invenção é integrada a uma seção aprimorada de óxido de etileno compreendendo um decapante de óxido de etileno ao qual o absorvedor pesado é fornecido a temperatura elevada e em que uma ou mais correntes de alimentação de processo externas são fornecidas ao decapador de EO em um local acima da alimentação de absorvedor pesado a temperatura elevada e a uma temperatura mais baixa em relação à alimentação de absorvedor pesado a temperatura elevada. Em uma modalidade, pelo menos uma porção da corrente absorvente pesada do fundo absorvente de óxido de etileno é usada como corrente de alimentação de processo externo fornecida a uma temperatura mais baixa para o decapante de EO. Em uma modalidade preferida, a seção de óxido de etileno compreende um absorvedor de óxido de etileno residual, em que pelo menos uma porção da corrente absorvente pesada do absorvente residual do fundo é usada como alimentação da corrente de alimentação de processo externa fornecida a uma temperatura mais baixa para o decapante de EO.

[0036] De maneira vantajosa, o absorvedor de EO residual pode ser fornecido com absorvedor pesado do absorvente de EO do fundo em sua seção inferior (ou seja, acima do ponto em que as extremidades leves e o óxido de etileno não condensado são alimentados), resultando em uma redução substancial em seu requisito de absorvente leve, o que, por sua vez, reduz a reciclagem da circulação da água, economizando vapor de decapagem no decapante de EO e resfriamento de absorvente leve. Normalmente, um leito compactado equivalente a um a cinco estágios teóricos seria fornecido na seção inferior do absorvedor de EO residual, a fim de otimizar o fluxo absorvente leve. Por conseguinte, em uma modalidade, a seção de óxido de etileno compreende um absorvedor de óxido de etileno residual, em que pelo menos uma porção da corrente absorvente pesada de um absorvedor de óxido de etileno de fundo é fornecida acima do ponto em que uma alimentação compreendendo óxido de etileno é fornecida ao dito absorvedor de óxido de etileno residual.

[0037] A redução do fluxo absorvente leve para o absorvedor de EO residual reduz a reciclagem da circulação de água, o que economiza vapor de decapagem no decapante de EO e resfriamento de absorvedor leve.

[0038] Nos processos de óxido de etileno/etilenoglicol da técnica anterior, condensados do segundo, terceiro etc. reebulidores do evaporador de efeito múltiplo são tipicamente coletados em um tambor de condensado de processo operando a 5 a 15 barg e exposto intermitentemente para fornecer cerca de 3 a 7 barg de vapor de processo, que é usado no processo como vapor aberto em um decapante de dióxido de carbono e em ejetores de vácuo, enquanto o condensado é usado para troca de calor em um preaquecedor do reator de etilenoglicol, que é novamente exposto em um tambor de oscilação de água para fornecer vapor de pressão mais baixa e o condensado do tambor de oscilação de água é fornecido como condensado do processo de reciclagem para o reator de etilenoglicol.

[0039] Na presente invenção, vantajosamente, o tambor de condensado do processo para condensados do segundo, terceiro etc. reebulidores do evaporador de efeito múltiplo é operado a uma pressão reduzida na faixa de 4 a 10 barg. Os condensados coletados do evaporador de efeito múltiplo são expostos rapidamente para produzir vapor instantâneo com uma pressão na faixa de 3 a 7 barg, em que o condensado do tambor de condensado do processo é diretamente reciclado para o reator de etilenoglicol. Assim, em uma modalidade, os condensados coletados do evaporador de efeito múltiplo são expostos rapidamente para produzir vapor instantâneo e condensado instantâneo, em que pelo menos uma porção do condensado instantâneo é reciclada para um reator de etilenoglicol.

[0040] Além das vantagens mencionadas acima para a integração de calor em um processo de óxido de etileno/etilenoglicol e equipamentos associados, a reciclagem direta de condensado do tambor de condensado do processo para o reator de glicol, em vez da troca de calor, permite o uso de um único preaquecedor do reator de etilenoglicol, operando com vapor de alta pressão.

[0041] No processo da invenção, o vapor produzido no primeiro desidratador é vantajosamente usado para iniciar um ou mais consumidores de vapor de baixa pressão no processo. O condensado do processo desses consumidores de vapor de baixa pressão pode ser reciclado para um tambor de oscilação de água de baixa pressão e pelo menos uma porção do mesmo pode ser usada para fornecer refluxo do primeiro desidratador. Por conseguinte, em uma modalidade, pelo menos uma porção do condensado de um ou mais consumidores de vapor de baixa pressão na seção de óxido de etileno é usada para fornecer refluxo ao primeiro desidratador.

[0042] O processo de etilenoglicol produz aldeídos como subproduto. Na formação convencional, os aldeídos no sistema são tipicamente sangrados dos evaporadores de etilenoglicol através do sangramento do condensado do processo a partir do tambor de descarga de água para a água residual, através do encaminhamento de condensado do vapor de 3 barg do tambor de descarga de água para a água residual, e através do uso do vapor de processo de 3 a 7 barg (exposto rapidamente no tambor de condensado do processo) como vapor aberto em um decapante de dióxido de carbono e em ejetores de vácuo

[0043] No processo da presente invenção, não há sangria do vapor de suspensão a 3 barg do tambor de purga de água. Portanto, no presente processo, deve-se tomar cuidado para sangrar vapor de processo de 5 barg suficiente do sistema através do uso como vapor aberto para o decapante de CO2 e usar nos ejetores de vácuo para remover os aldeídos do sistema. De preferência, também são feitas provisões para a sangria de aldeídos através da sangria de condensado do tambor de condensado do processo e do tambor de oscilação de água para águas residuais, se necessário.

[0044] Após a obtenção da corrente de etilenoglicol desidratado a partir do segundo desidratador, o monoetilenoglicol (MEG) e, opcionalmente, dietilenoglicol (DEG) e trietilenoglicol (TEG) podem ser recuperados da corrente desidratada de etilenoglicol por métodos de destilação fracionária conhecidos na técnica. Como mencionado acima, o vapor de baixa pressão gerado no condensador suspenso da coluna de MEG pode ser utilizado para acionar um segundo reebulidor lateral do decapante de óxido de etileno.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0045] A invenção será agora descrita em detalhes com referência às modalidades não limitativas mostradas nas Figuras.

[0046] A Figura 1 mostra um desenho esquemático de uma unidade de etilenoglicol de acordo com a técnica anterior, compreendendo um reator de etilenoglicol, evaporadores e um desidratador (a vácuo). Uma corrente de alimentação aquosa de óxido de etileno (1) é fornecida a um primeiro (3a), segundo (3b) e terceiro (3c) preaquecedor de reator de etilenoglicol, ao qual o calor é fornecido na forma de vapor de baixa pressão (4), troca direta de calor com condensado de processo quente (5) e vapor de alta pressão (6), respectivamente, ao reator de etilenoglicol e equipamento associado (8). Aqui, a corrente aquosa de óxido de etileno é convertida em uma corrente aquosa de etilenoglicol (9), que é fornecida ao primeiro evaporador (10a) (primeiro estágio) de um evaporador de efeito múltiplo compreendendo ainda (como um exemplo) um segundo (10b), terceiro (10c) e quarto (10d) evaporadores (segundo, terceiro e quarto estágios), cada evaporador seguinte em linha operando a pressão mais baixa que o evaporador anterior. O calor para o primeiro evaporador (10a) é fornecido através de corrente de vapor de alta pressão (2). Cada estágio do evaporador de efeito múltiplo compreende um reebulidor (11a), (11b), (11c) e (11d), produzindo fluxos de retorno do reebulidor contendo vapor/líquido (15a), (15b), (15c) e (15d), respectivamente, fornecendo calor ao fundo de cada evaporador. As sobrecargas vaporosas (12a), (12b) e (12c) de cada evaporador são fornecidas ao reebulidor (11b), (11c) e (11d) do próximo evaporador em linha, respectivamente. Cada evaporador produz uma corrente cada vez mais concentrada (13a), (13b), (13c) e (13d) que é fornecida como corrente de alimentação para o próximo evaporador (10b), (10c) e (10d) na linha, respectivamente. As correntes concentradas de glicol (14a), (14b), (14c) e (14d) dos evaporadores são recicladas para reebulidores (11a), (11b), (11c) e (11d), respectivamente. A sobrecarga vaporosa (12d) do último evaporador em linha (geralmente de 3 a 8 barg) é geralmente pelo menos parcialmente utilizada como vapor de processo para vários consumidores de vapor na planta de óxido de etileno/etilenoglicol. Os condensados do processo (16b), (16c) e (16d) dos reebulidores do segundo, terceiro e quarto evaporadores são coletados no tambor instantâneo de condensado do processo (17) e expostos rapidamente para fornecer aproximadamente 3 a 7 barg de vapor do processo (29). A corrente de condensado quente (30) é usada para troca direta de calor, como a corrente (5), no preaquecedor (3b) do reator de etilenoglicol, e a corrente resfriada (31) é exposta rapidamente no tambor de oscilação de água (32) para produzir menor fluxo de vapor de pressão mais baixa (33). A corrente de condensado (34) é reciclada para o reator de etilenoglicol, fornecendo-o a montante do primeiro preaquecedor (3a). A corrente de etilenoglicol concentrada (13d) é fornecida ao desidratador de glicol (19) equipado com um reebulidor (20) com entrada de vapor (21) e operando sob vácuo para produzir uma corrente de glicol desidratado (24). A corrente suspensa vaporosa do desidratador (25) é parcialmente reciclada para o desidratador e uma porção pode ser removida como corrente de água residual (28).

[0047] A Figura 2 mostra um desenho esquemático de uma unidade de etilenoglicol de acordo com a presente invenção. Uma corrente aquosa de alimentação de óxido de etileno (1) é fornecida a um único preaquecedor de reator de etilenoglicol (3c), ao qual o calor é fornecido na forma de vapor de alta pressão (6), e o óxido de etileno preaquecido é a corrente subsequentemente fornecida ao reator de etilenoglicol e equipamento associado (8) para produzir corrente aquosa de etilenoglicol (9). A corrente aquosa de etilenoglicol (9) é fornecida ao primeiro evaporador (10a) (primeiro estágio) de um evaporador de efeito múltiplo compreendendo ainda (como exemplo) um segundo (10b), terceiro (10c) e quarto (10d) evaporador como descrito em detalhes na Figura 1. No processo e sistema de acordo com a presente invenção, a corrente concentrada de etilenoglicol (13d) que deixa o último evaporador do evaporador de efeito múltiplo é fornecida a um primeiro desidratador (37) operando a uma pressão aérea na faixa de 0 barg a 4 barg para produzir uma corrente de etilenoglicol parcialmente desidratada (13e) que é fornecida a um segundo desidratador (19) operando sob vácuo como descrito na Figura 1, para se obter uma corrente de etilenoglicol desidratada (24). A corrente aérea vaporosa (38) do primeiro desidratador (37), com uma pressão na faixa de 0 barg a 4 barg, é utilizada por consumidores de vapor de baixa pressão em outras partes do processo, como a unidade de resfriamento (39). Os fluxos de condensados de baixa pressão (40), (22) e/ou (23) são coletados no tambor de oscilação de água (41) e expostos rapidamente para produzir vapor de baixa pressão (42) que pode ser utilizado pelos consumidores de vapor de baixa pressão no processo. O condensado do processo (40) do usuário da haste de baixa pressão (39) também pode ser usado para fornecer refluxo, via linha (46), ao primeiro desidratador de glicol (37).

[0048] Os condensados do processo (16b), (16c) e (16d) dos reebulidores do segundo, terceiro e quarto evaporadores e o condensado (44) do tambor de oscilação de água (41) são coletados no tambor instantâneo de condensado do processo (17) e expostos rapidamente para fornecer vapor de processo (29) adequado para uso por aproximadamente 3 a 6 barg de consumidores de vapor (43) no processo. Vantajosamente, pelo menos uma porção da sobrecarga vaporosa (12d) do último vaso evaporador (10d) é usada para fornecer calor ao desidratador (37) acionando o reebulidor (11e) do primeiro desidratador (37). A corrente de condensado quente (30) é reciclada para o reator de etilenoglicol (8), fornecendo diretamente a montante do preaquecedor do reator de etilenoglicol (3c).

[0049] A Figura 3 mostra um desenho esquemático de uma seção de recuperação de óxido de etileno de acordo com uma modalidade da presente invenção. Uma corrente contendo óxido de etileno (51) é fornecida ao absorvedor de óxido de etileno (50) ao qual é fornecida uma corrente absorvente leve resfriada (52), para fornecer uma corrente aérea (53) e uma corrente absorvente pesada (54). A corrente absorvente pesada (54) entra em contato com uma corrente absorvente leve quente (59) em um ou mais trocadores de calor (55) para fornecer uma corrente absorvente pesada quente (56), que é fornecida ao decapante de óxido de etileno (57). No decapante de óxido de etileno (57), usando o vapor fornecido pela entrada (58), o óxido de etileno é retirado do absorvedor pesado para fornecer uma corrente absorvente leve (59) e uma corrente aérea (63) compreendendo óxido de etileno e água. Um vapor de purga de glicol é removido pela saída (61). De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, o decapante de óxido de etileno (57) compreende, além de um primeiro reebulidor (60), um segundo reebulidor (62) operando com vapor de baixa pressão produzido em outras partes da planta, como em um condensador aéreo de monoetilenoglicol, reduzindo assim o serviço do reebulidor de fundo (60). A corrente suspensa do decapante de óxido de etileno (63) é fornecida a uma ou mais unidades condensadoras (64) para fornecer corrente aquosa de óxido de etileno (65) e uma corrente de vapor (66) compreendendo extremidades leves e óxido de etileno não condensado. O óxido de etileno não condensado é recuperado das extremidades leves no absorvedor de óxido de etileno residual (67), ao qual é fornecida uma corrente absorvente leve fria (68). Essa corrente absorvente leve fria (68) é obtida através da troca de calor da corrente absorvente leve quente (59) com a corrente absorvente pesada fria (54) em um ou mais trocadores de calor (55) e resfriando em uma ou mais unidades de refrigeração/resfriamento (69).

[0050] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, uma corrente absorvente pesada fria (70) retirada do absorvedor de óxido de etileno residual (67) é fornecida ao decapante de óxido de etileno (57) em um ponto acima da corrente absorvente pesada quente (56), assim fornecendo refluxo externo para a coluna decapante. Nesta modalidade, pelo menos uma porção (71) da corrente absorvente pesada fria (54) retirada do fundo do absorvedor de óxido de etileno (50) é fornecida ao absorvedor de óxido de etileno residual (67) acima do ponto em que a alimentação (66) compreender óxido de etileno é fornecida ao absorvedor de óxido de etileno residual (67), reduzindo assim o requisito de absorvedor leve (fornecido através da corrente (68)) do absorvedor de resíduos (67).

Claims (12)

1. Processo para a recuperação de etilenoglicol a partir de uma corrente aquosa compreendendo etilenoglicol, em que o dito processo é caracterizado pelo fato de que compreende (a) sujeitar a dita corrente aquosa compreendendo etilenoglicol a uma etapa de evaporação em um evaporador de efeito múltiplo para se obter uma corrente concentrada compreendendo etilenoglicol e uma corrente de condensados coletados; (b) sujeitar a dita corrente concentrada compreendendo etilenoglicol a uma primeira etapa de desidratação em um primeiro desidratador operando a uma pressão superior na faixa de 0 barg (bar gauge) a 4 barg (bar gauge) para se obter uma corrente de etilenoglicol parcialmente desidratada e uma corrente de vapor de baixa pressão a uma pressão na faixa de 0 barg a 4 barg; e, (c) sujeitar a dita corrente de etilenoglicol parcialmente desidratada a uma segunda etapa de desidratação em um segundo desidratador operando sob vácuo para se obter uma corrente de etilenoglicol desidratada, em que os condensados coletados do evaporador de efeito múltiplo são queimados para se produzir vapor instantâneo e condensado instantâneo, e em que pelo menos uma porção do condensado instantâneo é reciclada para um reator de etilenoglicol.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita corrente aquosa compreendendo etilenoglicol é produzida por um processo que compreende a fabricação de óxido de etileno em uma seção de óxido de etileno e hidrólise de óxido de etileno em uma seção de etilenoglicol, e em que a seção de óxido de etileno ou a seção de etilenoglicol compreende um ou mais consumidores de vapor de baixa pressão e usando pelo menos uma porção do vapor de baixa pressão produzido no primeiro desidratador para acionar os um ou mais consumidores de vapor de baixa pressão na seção de óxido de etileno ou na seção de etilenoglicol.

3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que os ditos consumidores de vapor de baixa pressão compreendem uma ou mais unidades de refrigeração.

4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de evaporação de efeito múltiplo é realizada em 2 a 6 etapas.

5. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro desidratador é operado a uma pressão na faixa de 0,3 a 3 barg.

6. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a sobrecarga vaporosa do último vaso evaporador no evaporador de efeito múltiplo é usada como vapor de processo e em que pelo menos uma porção do dito vapor de processo é usada para fornecer calor ao primeiro desidratador.

7. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma porção do condensado de um ou mais consumidores de vapor de baixa pressão é usada para fornecer refluxo ao primeiro desidratador.

8. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a seção de óxido de etileno compreende um decapante de óxido de etileno (EO), em que o dito decapante de óxido de etileno contém um primeiro e um segundo reebulidor adicional, e em que o calor é fornecido ao dito segundo reebulidor de decapante de óxido de etileno por vapor de baixa pressão gerado em um condensador suspenso de coluna de purificação de monoetilenoglicol (MEG).

9. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a seção de óxido de etileno compreende um decapante de óxido de etileno ao qual absorvente pesado é fornecido, e em que uma ou mais alimentações externas de corrente de processo são fornecidas ao decapante de óxido de etileno em um local acima da alimentação de absorvente pesado.

10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma porção da corrente de absorvente pesado de um fundo absorvedor de óxido de etileno é usada como a alimentação externa de corrente de processo.

11. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a seção de óxido de etileno compreende um absorvedor de óxido de etileno residual, em que pelo menos uma porção da corrente de absorvente pesado do fundo absorvedor residual é usada como a alimentação externa de corrente de processo.

12. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a seção de óxido de etileno compreende um absorvedor de óxido de etileno residual, em que pelo menos uma porção da corrente de absorvente pesado a partir de um fundo absorvedor de óxido de etileno é fornecida acima do ponto em que uma alimentação que compreende óxido de etileno é fornecida ao dito absorvedor de óxido de etileno residual.