BR112020024792A2

BR112020024792A2 - um método para recuperação de óxido de etileno

Info

Publication number: BR112020024792A2
Application number: BR112020024792-8A
Authority: BR
Inventors: Brian Ozero
Original assignee: Brian Ozero
Priority date: 2018-06-04
Filing date: 2019-05-14
Publication date: 2021-03-02
Also published as: CN112566706B; CN112566706A; WO2019236249A1; US11932615B2; EP3801803A1; EP3801803A4; US20210163434A1

Abstract

UM MÉTODO PARA RECUPERAÇÃO DE ÓXIDO DE ETILENO. A purificação do óxido de etileno por extinção e lavagem do efluente do reator de óxido de etileno antes de passar a corrente gasosa contendo óxido de etileno para um absorvedor de óxido de etileno para formar uma solução aquosa diluída de óxido de etileno e dióxido de carbono e, posteriormente, separar essa solução em um separador de EO para produzir um gás de óxido de etileno e vapor aéreo contendo dióxido de carbono que é então passado para um reabsorvedor em que o óxido de etileno e parte dos vapores de dióxido de carbono são absorvidos para formar uma solução aquosa de reabsorção da qual o dióxido de carbono é removido para produzir uma solução contendo óxido de etileno melhorada pela passagem de uma corrente de sangria líquida contendo impurezas obtida a partir da lavagem de extinção para um segundo separador de sangria de extinção pequeno, onde vapor e dióxido de carbono são adicionados e a sobrecarga gasosa desse separador de sangria de extinção é passada para o reabsorvedor para recuperação do EO e remoção de formaldeído e outras impurezas.

Description

UM MÉTODO PARA RECUPERAÇÃO DE ÓXIDO DE ETILENO Descrição

[0001] O presente pedido se refere a um método melhorado para recuperação de óxido de etileno como uma corrente de absorbato de alta pureza e, em particular, a uma melhoria que irá minimizar a concentração de impureza de formaldeído nela. Campo da invenção

[0002] Esta invenção se refere a um método para melhorar a pureza do óxido de etileno (EO) recuperado do efluente gasoso de um reator de óxido de etileno. Tal efluente pode ser usado, por exemplo, como alimentação para colunas de purificação de EO e/ou unidades de glicol integradas para a produção de etileno glicol (EG) de grau de poliéster. Mais especificamente, esta invenção se refere a sistemas melhorados de absorção/separação de Extinção para recuperação de óxido de etileno. Tais sistemas são comumente usados na etapa de recuperação de EO de fábricas integradas EO/EG que produzirão uma alimentação de óxido de etileno-água mais pura para uma coluna EO de alta pureza ou planta de glicol, juntamente com economias substanciais nos custos operacionais e simplificações na operação da fábrica. Fundamentos da Invenção

[0003] Quando o óxido de etileno é produzido por oxidação parcial de etileno catalisada por prata em fase de vapor por oxigênio molecular, um efluente de reator gasoso quente é obtido. O teor de óxido de etileno é bastante baixo e a recuperação do óxido de etileno do gás efluente, como praticado convencionalmente, envolve o resfriamento da alimentação de reação e dos gases do produto em um trem de trocador de calor e absorção na água do processo, produzindo uma solução de EO muito diluída que também contém várias impurezas absorvidas. O óxido de etileno é então retirado desta solução diluída em uma coluna de separação que resulta em quantidades significativas de impurezas, como formaldeído misturado com o óxido de etileno, que pode ser um problema para muitas aplicações, incluindo a preparação de etileno glicol de pureza útil na produção de fibras de poliéster (óxido de etileno de grau de fibra). O óxido de etileno do reator de oxidação é, portanto, frequentemente submetido a tratamento adicional antes ou depois do tratamento de absorção/separação para melhorar sua pureza, dependendo de seu uso final pretendido.

[0004] Na minha Patente U.S. 7569710, o efluente do reator EO é enviado para um absorvedor de EO, que contém uma seção de extinção na parte inferior da coluna do absorvedor, onde é lavado com uma corrente alcalina aquosa resfriada recirculada para absorver e neutralizar os ácidos compostos como os ácidos acético e fórmico e absorvem quase todas as quantidades vestigiais de formaldeído subproduto. Uma vez que o gás de reação contém CO2, a corrente de extinção aquosa alcalina consiste principalmente em bicarbonato de sódio tamponado com CO2 dissolvido (como ácido carbônico) e tem um pH na faixa de 7,1-8,0. Uma sangria de extinção é então realizada para remover a água do subproduto da reação de EO, que é essencialmente totalmente condensada durante a extinção. A corrente de reação vaporosa tratada da extinção alcalina é passada por um desumidificador e alimentada a uma seção de lavagem com água na qual é lavada com água de processo para remover qualquer líquido de extinção arrastado e absorver qualquer vapor de formaldeído remanescente, passada por dispositivos de remoção de líquido e alimentada ao fundo do absorvedor de EO onde é lavada em contracorrente com água de processo recirculada e livre de EO para absorver o óxido de etileno e produzir um absorbato contendo EO de alta pureza. A sangria de extinção, que contém tipicamente 0,5-3,0% em peso de EO e concentrações comparáveis de glicol e sais de sódio, bem como uma baixa concentração de formaldeído (como metileno glicol), é enviada para um separador de sangria de extinção onde o EO é separado e recuperado. Os fundos do separador de extinção sem EO pode então ser descartado como uma corrente de resíduos ou processado separadamente para recuperação da pequena quantidade de glicol de grau técnico que ele contém.

[0005] A alcalinidade da corrente de condensado de extinção recirculada é geralmente fornecida por bicarbonato de sódio e carbonato, que são formados pela reação da solução cáustica injetada com uma pequena parte do CO2 que está no gás efluente do reator EO. Hidróxido ou carbonato de potássio também podem ser usados em vez de cáusticos, mas como são mais caros do que cáusticos, isso aumentaria significativamente os custos químicos. A faixa de concentração de projeto dos sais alcalinos no líquido de extinção para neutralização total dos ácidos orgânicos no gás de reação está normalmente na faixa de 0,1-5,0% em peso. As baixas concentrações de CO2 que são atualmente exigidas pelos modernos catalisadores de reação de EO de alto desempenho limitam as concentrações de CO2 no gás do ciclo de reação que entra na lavagem de Extinção a 0,4-3,0% v, que são equivalentes às pressões parciais de CO2 que estão na faixa de cerca de 0,07- 0,6 bar.

[0006] A literatura técnica publicada mostra que mesmo com 5,0% em peso de bicarbonato de sódio mais carbonato na solução de extinção recirculada e apenas 0,1 bar de pressão parcial de CO2 , a razão molar de bicarbonato para carbonato de equilíbrio será superior a 100:1. Uma vez que o bicarbonato de sódio puro na solução de extinção teria um pH na faixa de 8,0-8,5 em comparação com a faixa de pH do carbonato de sódio puro de 9,0-11,2, o pH inicial da mistura alcalina rica em bicarbonato puro na solução de extinção estaria na faixa de cerca de 8,2-9,0. No entanto, uma vez que a solução de extinção também conterá CO2 absorvido que forma ácido carbônico, que atua como um tampão e reduz o pH em pelo menos 1 unidade, o pH resultante na coluna de extinção estará na faixa de 7,3 -8,0, que é eficaz para a neutralização total de ácidos orgânicos e a absorção de formaldeído do gás de reação (conforme confirmado pela operação comercial real).

[0007] Conforme descrito em USP 7569710, o separador de sangria de extinção é uma pequena coluna que opera em paralelo com o separador de EO principal a quase pressão atmosférica e usa vapor para retirar o EO absorvido. Para evitar a contaminação do vapor do produto do separador de EO principal com formaldeído e sais de ácido arrastados do pequeno separador de purga, o vapor aéreo rico em EO do separador de sangria de extinção pode precisar ser parcialmente condensado e o condensado contaminado será retornado como refluxo para o separador de sangria. Os fundos livres de EO que saem do separador de sangria de extinção devem conter quase todo o formaldeído e impurezas aldeídicas pesadas e todos os ácidos (neutralizados) produzidos no sistema de reação de EO e podem ser descartados como corrente de resíduos ou processados separadamente para recuperação da pequena quantidade contida de glicol de grau técnico.

[0008] Em operação comercial real , quando o vapor de separação no fundo do separador de sangria de extinção é apenas vapor que é diretamente injetado ou gerado internamente em um refervedor, o pH na seção de separação aumenta até estar na faixa de 9,0-10 devido à separação do ácido carbônico e à conversão de uma porção significativa do bicarbonato de sódio em carbonato de sódio devido à ausência de CO2 no vapor de separação. A literatura mostra surpreendentemente que em pH acima de 8,0, a taxa de decomposição do metileno glicol aumentará exponencialmente. Como resultado, a maior parte do metilenoglicol que está na alimentação do separador de sangria se decompõe na seção de decapagem a quente produzindo formaldeído que é principalmente retirado de modo que a purga de fundo do separador contenha apenas uma pequena parte dos aldeídos que estão presentes na alimentação para o separador. O formaldeído que está no vapor da sobrecarga do separador de sangria de extinção é então absorvido pela corrente de fundo do reabsorvedor e reduz significativamente a pureza da alimentação de EO- água concentrada para a Purificação de EO e/ou fábrica de glicol.

[0009] A quantidade de formaldeído que é purgada nos fundos do separador de sangria de extinção pode ser aumentada e maximizada diminuindo o pH na seção de separação para menos que 8,0, o que reduz radicalmente a taxa de decomposição de metileno glicol na seção de separação. Isso pode ser feito pela injeção de uma solução diluída de ácido-água (como ácido acético ou sulfúrico) para neutralizar o excesso de carbonato de sódio e bicarbonato na corrente de sangria de fundo de extinção antes de ser alimentado para o separador de sangria de extinção. No entanto, a adição necessária de armazenamento de ácido, diluição, injeção e instalações de controle de pH aumentará o investimento e os custos de produtos químicos e complicará significativamente a operação do separador de sangria de extinção.

[0010] A presente invenção fornece uma alternativa de projeto igualmente eficaz, muito menos dispendiosa e muito mais simples para a injeção de soluções de ácido para reduzir o pH no separador de extinção para abaixo de 8,0, ao injetar vapor de CO2 de subproduto suficiente no vapor de separação para fornecer um mínimo de 0,07 bar de pressão parcial de CO2.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0011] Consequentemente, a presente invenção fornece um método de purificação de óxido de etileno que compreende extinguir e lavar o efluente do reator de óxido de etileno por contato com uma corrente alcalina aquosa recirculada, resfriada, passando a corrente gasosa contendo óxido de etileno obtida da referida lavagem de extinção para um absorvedor de óxido de etileno em que o óxido de etileno é absorvido em água de processo livre de EO para formar uma solução aquosa diluída de óxido de etileno e dióxido de carbono contendo uma solução de absorbato e, posteriormente, separar a referida solução de absorbato diluída em um separador de EO para produzir um óxido de etileno gasoso e vapor aéreo contendo dióxido de carbono que é então passado para um reabsorvedor em que o óxido de etileno e parte dos vapores de dióxido de carbono são absorvidos para formar uma solução aquosa de reabsorbato, que é então passada para um separador de dióxido de carbono para remover o dióxido de carbono dissolvido com a solução livre de leves contendo óxido de etileno sendo recuperada para uso como alimentação de alta pureza para um sistema de Destilação de EO ou um reator FG MEG; e passar uma corrente de sangria líquida contendo impurezas obtida da referida lavagem de extinção para um segundo, pequeno separador de sangria de extinção, introduzir vapor e dióxido de carbono no referido segundo separador, alimentar a sobrecarga gasosa do referido separador de sangria de extinção para o referido reabsorvedor para recuperação de EO e remover o formaldeído e fundos contendo impurezas do referido separador de sangria de extinção.

[0012] Em uma modalidade preferida, o dióxido de carbono alimentado para o separador de sangria de extinção é dióxido de carbono reciclado de outras partes da planta, como um flasher rico em carbonato ou separador de dióxido de carbono na seção de remoção de CO2.

[0013] Em outra modalidade preferida, de 10 a 90%, mais preferencialmente de 20 a 80% e mais tipicamente 25-30% da solução de óxido de etileno diluída obtida a partir do absorvedor é passada diretamente para o reabsorvedor e nunca passa através do separador de EO, reduzindo assim o vapor de separação consumido no Separador de EO em 25-30%.

[0014] Em um outro método preferido, uma coluna de extinção separada (ou a seção inferior de um absorvedor de EO) é projetada para purificar completamente o gás efluente do reator de EO com solução alcalina diluída recirculada, resfriada, normalmente de 1 a 30%, de preferência solução de hidróxido alcalino a 1 a 15%, para neutralizar os ácidos orgânicos e absorver a quantidade máxima (cerca de 90-98%) do formaldeído e outras impurezas aldeídicas solúveis (em água). De preferência, o gás purificado da seção de lavagem de extinção alcalina passará por uma unidade de remoção de névoa de alta eficiência para remover a solução de extinção arrastada e, então, será lavado com uma pequena quantidade de água doce de passagem única (ou recirculada) para remover qualquer líquido de extinção arrastado e absorver a maior parte do formaldeído restante. A água de lavagem efluente da seção de lavagem pode então drenar para a seção de extinção inferior para reduzir a concentração de formaldeído e impurezas absorvidas e permitir sua remoção mais completa na solução de extinção.

[0015] O gás de ciclo lavado, que será quase completamente livre de formaldeído e impurezas pesadas e completamente livre de ácidos, será normalmente passado por uma unidade de remoção de névoa para remover o líquido de lavagem arrastado e, em seguida, completamente lavado no absorvedor de EO com água de processo livre de EO de passagem única (reciclada do separador e da unidade de glicol) para absorver completamente o óxido de etileno e produzir uma solução EO- água diluída (1-5% em peso).

BREVE DDESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0016] FIG. 1 é uma representação esquemática de uma forma simples da presente invenção.

[0017] FIG. 2 é uma representação esquemática que incorpora todas as características preferidas mencionadas acima, embora deva ser reconhecido que cada uma dessas características preferidas pode ser empregada independentemente umas das outras.

[0018] FIG. 3 é uma representação esquemática da incorporação do processo melhorado no esquema de fluxo de um sistema de recuperação da técnica anterior, tal como o descrito na Pat. U.S.

3.964.980, que consiste na nova coluna de lavagem/extinção e o separador de purga de extinção, e a adição de uma corrente de absorbato rica em EO que desvia do Separador de EO e flui diretamente para o reabsorvedor de EO e, após a remoção de CO2 e leves, para a coluna de HPEO e/ou o reator MEG.

[0019] FIG. 4 é uma representação esquemática da incorporação do processo melhorado no esquema de fluxo de um sistema de recuperação da técnica anterior, tal como o descrito na Pat. U.S.

4.822.926, que consiste na coluna de lavagem/extinção melhorada e no sistema de separação de EO modificado, com a injeção da corrente de desvio do separador de absorbato rico em EO no absorvedor residual para absorver mais EO antes de ser alimentado diretamente para a coluna de HPEO.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0020] A forma mais simples da invenção é representada na Fig 1, em que o efluente de um reator de óxido de etileno é alimentado pela linha 1 na parte inferior da coluna de extinção 2. Parte dos fundos de extinção é recirculada na coluna de extinção após o resfriamento, por exemplo, pela passagem por um trocador de calor.

[0021] Álcalis aquosos, como hidróxido de sódio, são alimentados na coluna de extinção através da entrada 3 localizada acima da entrada 1.A porção reciclada de fundos de extinção pode ser convenientemente combinada com o álcali e introduzida através da entrada 3, embora isso não seja essencial e uma entrada separada para fundos reciclados pode ser fornecida. Normalmente é usado hidróxido de sódio aquoso a uma concentração de 10-20% em peso. Sobrecarga da coluna de extinção, incluindo óxido de etileno, é passada pela linha 4 para o fundo do absorvedor 5. Os fundos líquidos da coluna de extinção são passados pela linha 9 para a parte superior do separador de purga 10.

[0022] É preferível incluir removedores de névoa na parte superior da coluna de extinção para minimizar a quantidade de líquido arrastado que passa para o absorvedor. Também é possível combinar a coluna de extinção e o absorvedor em uma única coluna em que a seção do absorvedor está localizada acima da seção de extinção.

[0023] O absorvedor da parte superior 5 é alimentado com água de absorção fria através da entrada 6 e o gás efluente da reação é contatado na contracorrente pela água para absorver quase todo o óxido de etileno que entra através do conduto 4. O gás de reação não condensável que sai do topo do absorvedor 5 é essencialmente livre de óxido de etileno e é retornado ao sistema de reação de EO através do conduto 7. A solução diluída de EO-água que é formada no absorvedor 5 é retirada da parte inferior da seção de absorção através do conduto 8 e passada para o topo do separador de EO 11. O vapor é alimentado no separador de EO através da entrada 12. Por contato em contracorrente do absorbato e vapor dentro do separador 11, o absorbato é retirado do óxido de etileno, que junto com o vapor, dióxido de carbono, extremidades leves e impurezas vestigiais é retirado do topo do separador 11 através do conduto 13. O absorbato separador (pobre), agora essencialmente livre de óxido de etileno, é retirado do fundo do separador 11 através do conduto 14. Se desejado, este absorbato pobre pode ser resfriado e reciclado para o absorvedor 5. A sobrecarga do separador 11 contém óxido de etileno, juntamente com vapor, dióxido de carbono, extremidades leves, gases não condensáveis e vestígios de impurezas. Esta sobrecarga é passada pelo conduto 13 para a parte inferior do Reabsorvedor 15.

[0024] Como observado acima, os fundos da coluna de extinção 2 são passados através do conduto 9 para a parte superior do separador de purga 10. Como nas fábricas convencionais, o vapor é alimentado na parte inferior do separador de purga. De acordo com a presente invenção, no entanto, o dióxido de carbono também é introduzido na parte inferior do separador de purga. A introdução de vapor e dióxido de carbono pode ser através de entradas separadas, conforme mostrado na Fig. 1, como entradas 16 e 17, mas preferencialmente o vapor e o dióxido de carbono devem ser misturados e introduzidos juntos através de uma única entrada. O dióxido de carbono é introduzido em uma quantidade para diminuir o pH no separador de purga para abaixo de 8,0, por meio da injeção de vapor de CO2 de subproduto suficiente no vapor de separação para fornecer um mínimo de 0,07 bar de pressão parcial de CO2. Mais preferencialmente, o pH é colocado na faixa de 7,3 a 7,9 e a pressão parcial de CO2 está na faixa de 0,1 a 0,3 bar. Convenientemente, o dióxido de carbono usado pode ser reciclado de outras partes do sistema. Por exemplo, o dióxido de carbono pode ser obtido a partir da unidade de produção de óxido de etileno, onde é removido do óxido de etileno em uma seção de remoção de CO2. Essas seções de remoção de CO2 podem produzir um vapor contendo 95% ou mais de dióxido de carbono. O controle do pH no separador de purga pode ser afetado monitorando o pH na purga de fundos e ajustando o fluxo de CO2 no separador de purga. Se a quantidade de CO2 necessária para atingir o pH desejado se tornar muito alta, um ajuste adicional do pH pode ser efetuado pela adição de um ácido, como acético ou sulfúrico.

[0025] Os fundos do separador de purga 10 contendo a maior parte do formaldeído, sais e uma pequena quantidade de etileno glicol são enviados através da saída 18 para tratamento de resíduos ou recuperação de glicol de grau técnico. A sobrecarga do separador de purga 10 contendo óxido de etileno, vapor e dióxido de carbono é passada através do conduto 19 para o reabsorvedor 15, opcionalmente após ter sido combinada com a sobrecarga do separador 11 na linha 13. Água fria é introduzida na parte superior do reabsorvedor 15 através da entrada 20. Gases não condensáveis são ventilados através da ventilação 24. Os fundos do reabsorvedor 15 são recuperados através da linha 21 e depois de passar pelo separador de dióxido de carbono 22, uma corrente contendo óxido de etileno é passada para um reator de produção de etileno glicol ou destilação de óxido de etileno adicional.

[0026] A maior parte da água formada no reator de EO é condensada no purificador de extinção. Para manter o equilíbrio da água no sistema de água de extinção, é necessária uma purga líquida do condensado de extinção alcalino mais a água de lavagem. Uma vez que a purga de fundos de extinção total também conterá uma pequena concentração (1-4% em peso) de EO, ela será removido de seu teor de EO em uma pequena coluna de separação de purga que operará em paralelo com o separador principal. Para evitar a contaminação do vapor do produto do separador principal com formaldeído e sais de ácido arrastados do pequeno separador de purga, o vapor aéreo rico em EO do separador de purga pode será parcialmente condensado e o condensado contaminado será retornado como refluxo para o separador de purga. Os fundos livres de EO do separador de purga de extinção conterão, portanto, quase todo o formaldeído e impurezas aldeídicas pesadas e todos os ácidos (neutralizados) produzidos no sistema de reação de EO. Uma vez que a quantidade de glicol nesta pequena purga (produzida pela hidratação do EO no purificador de extinção e no separador de purga) é extremamente pequena, geralmente não justifica a instalação de instalações de recuperação de glicol de purga dedicadas e pode ser enviada diretamente para o tratamento de resíduos na maioria das fábricas. Alternativamente, a purga de extinção/lavagem pode ser processada para recuperação do teor de glicol como produto de grau técnico.

[0027] A corrente de fundos de EO-água diluída do absorvedor, que é livre de ácidos orgânicos e essencialmente livre de formaldeído e contaminantes pesados, será completamente separada de EO e gases dissolvidos no separador de EO principal. O EO aéreo e o vapor rico em água são resfriados e parcialmente condensados em um trocador de calor aéreo, que pode ser resfriado com ar ou água de resfriamento. Ao contrário do processo descrito na Pat. U.S. 3.964.980, tanto o vapor quanto o efluente condensado do condensador do separador principal são alimentados ao reabsorvedor, uma vez que o condensado que é rico em EO também está essencialmente livre de impurezas. Isto melhora a eficiência da etapa de separação/reabsorção de EO em comparação com a da técnica anterior.

[0028] Neste processo, fundos de EO-água de alta pureza do absorvedor de EO produziriam glicol de grau de fibra se usados como alimentação para uma planta de glicol integrada após a remoção de CO2e outros gases não condensáveis absorvidos. Infelizmente, com base nas informações da indústria, a concentração de óxido de etileno no absorbato de EO diluído é muito baixa em sistemas comerciais de reação de EO para permitir seu uso econômico como alimentação direta para um reator de glicol e sistema de evaporação.

[0029] O equilíbrio de água no sistema absorvedor-separador pode ser mantido pela injeção de vapor de processo de baixa pressão extraído da planta de glicol diretamente no separador de EO para fornecer até 100% do vapor de separação necessário (que é um benefício adicional desta invenção) ou reciclando água da seção de evaporação da fábrica de glicol para uso como água de absorção.

[0030] Em um método preferido da presente invenção, como mostrado na Fig. 2, uma porção substancial do absorbato de EO não precisa ser separado de seu EO no separador de EO principal e pode ser enviado diretamente para o sistema de reabsorção de EO para absorver mais óxido de etileno para que possa ser usado como alimentação direta para o reator de glicol ou uma coluna de HPEO. Isso reduz o custo operacional e de capital do sistema de absorção de EO e também torna o uso de razões molares água/EO maiores que 25:1 mais econômico.

[0031] O esquema de fluxo representado na Fig. 2 inclui todas as características preferidas observadas acima, embora, como apontado anteriormente, cada uma das características preferidas possa ser usada independentemente umas das outras. As partes comuns às Figs 1 e 2 têm os mesmos números de referência em ambas as figuras.

[0032] O esquema de fluxo na Fig. 2 difere daquele da Fig. 1 nas seguintes maneiras: 1) A coluna de extinção 2 é fornecida com removedores de névoa para remover líquidos arrastados da corrente gasosa que está sendo passada para o absorvedor 5. Normalmente são usados dois removedores de névoa, embora o número real possa variar dependendo das condições sendo usadas. Quando dois removedores de névoa são empregados, eles ficarão localizados na torre de resfriamento um acima do outro com uma alimentação de água doce localizada entre eles. Assim, na coluna de extinção 2 da Fig. 2, o material subindo da seção de extinção abaixo da entrada de alimentação de álcali é primeiro passado através da unidade de remoção de névoa 25, lavado com água doce alimentada através da entrada 27 e, em seguida, passado por uma unidade de remoção de névoa superior 26 antes de deixar a coluna de extinção através do conduto aéreo

4. A água adicionada desta forma é incluída nos fundos da coluna de extinção que é alimentada ao separador de purga 10. Normalmente, a maior parte dos fundos de extinção removidos pela linha 9 será resfriada e reciclada para a coluna de extinção abaixo da malha de remoção de névoa inferior 25. 2) Conforme descrito na Patente U.S. 7569710, uma grande parte dos custos de energia em unidades de recuperação de óxido de etileno reside na separação convencional de todo o material que passa do absorvedor se óxido de etileno de pureza suficiente para a produção de etileno glicol de grau de fibra ou algum outro uso for desejado. A invenção descrita em US 7569710 é baseada na percepção de que o óxido de etileno com a pureza desejada pode ser obtido mesmo se apenas uma parte do absorbato do absorvedor passar pelo separador. Esta percepção é igualmente aplicável à presente invenção. No esquema de fluxo da Fig. 2, o absorbato do absorvedor 5 que passa através da linha 8 é dividido entre dois condutos. Alguns passam através do conduto 28 para o separador e o restante passa através do conduto 29 para o reabsorvedor 15. Normalmente, a solução de óxido de etileno diluída obtida a partir do absorvedor 5 é passada diretamente para o reabsorvedor 15 e. Por conseguinte, em uma característica comercialmente significativa de um aspecto desta invenção, de 10 a 90%, de preferência 20 a 80% e mais comumente 25-30% dos fundos do absorvedor de EO livres de impurezas podem ser alimentados diretamente no sistema de reabsorção, desviando do separador de EO e então passados para a remoção do dióxido de carbono dissolvido, sem nunca passar pelo separador de EO. As taxas máximas de desvio do separador potencial (e as economias relacionadas do separador) aumentam à medida que a concentração de EO no absorbato aumenta e à medida que a razão água para EO na alimentação do reator de glicol é aumentada para reduzir a produção de glicóis mais pesados. A taxa de fluxo de água de alimentação de reabsorção, que pode ser água reciclada da evaporação da fábrica de glicol (e seção de purificação de EO), é reduzida proporcionalmente para produzir a concentração desejada de EO (normalmente 6 -12% em peso) nos fundos do reabsorvedor (ou coluna de extremidades leves). 3) O dióxido de carbono introduzido no separador de purga 10 é reciclado da seção de remoção de dióxido de carbono através da linha 17 e misturado com vapor da linha 16 antes de ser injetado na seção de separação.

[0033] Como observado acima, pode ser útil reciclar os fundos do separador 11 após o resfriamento para o topo do absorvedor 5. Se isso for feito, pode ser útil passar os fundos quentes do separador passando através da saída 14 através de um trocador de calor no qual aquece o material sendo alimentado no topo do separador 11.

[0034] O método da presente invenção é aplicável aos sistemas de recuperação de óxido de etileno do tipo SD e Shell, conforme descrito acima para ajustar o nível de pH no que é referido tipicamente como um separador de purga no método SD ou um separador de sangria de extinção no Método Shell.

[0035] Em modalidades em que quantidades substanciais de absorbato desviam do separador e passam direto para o reabsorvedor, uma economia ainda maior para esquemas de fluxo de EO tipo SD melhorados resulta da eliminação de sistemas de tratamento de sangria de fundos de separador caros (ciclo de água), como descrito na Pat. U.S. 3.904.656 ou instalações separadas de concentração e recuperação de subproduto de glicol descritas na Pat. U.S. 6.417.411.

[0036] O esquema de fluxo de desvio de separador melhorado permite taxas de "sangria" muito altas de água do ciclo de EO para a fábrica de glicol sem pré-tratamento caro. Como resultado, a concentração de glicol de equilíbrio na água do ciclo do absorvedor-separador de EO pode ser reduzida a concentrações muito baixas (<1% em peso) em comparação com as concentrações muito mais altas (3-6% em peso) que são típicas para sistemas de separador padrão. A concentração mais baixa de MEG reduz a tendência de formação de espuma do absorvente de água no absorvedor de EO e no separador de EO e, assim, aumenta a capacidade e a eficiência das bandejas ou embalagem nessas colunas. Assim, a aplicação desta invenção a sistemas de absorvedor-separador de EO em novas fábricas economizará tanto o capital de investimento inicial quanto o uso contínuo de energia.

[0037] O conceito de desvio de separador também pode ter grandes benefícios para as fábricas de EO existentes que desejam expandir a capacidade de suas seções de reação e recuperação de EO existentes. A aplicação desta invenção irá eliminar o gargalo do sistema de absorvedor-separador de EO de forma muito simples, com um custo de capital mínimo, e também fornecer uma redução significativa no consumo de energia (e produção de CO2), que agora se tornou uma consideração ambiental e econômica importante.

[0038] A remoção de essencialmente todo o formaldeído produzido no Reator de EO dos vapores de alimentação para a unidade de glicol resultará na produção de menos impurezas que absorvem UV no reator de glicol e melhorará a qualidade do glicol de grau de fibra. Consequentemente, outro grande benefício potencial da aplicação desta invenção a sistemas de reação/recuperação de EO do tipo SD semelhantes ao descrito na Pat. U.S. 3.964.980, é que permitiria o uso de catalisadores de EO de ultra-alta seletividade, que (como é conhecido na indústria) podem gerar grandes quantidades de formaldeído que normalmente afetaria adversamente a qualidade UV do glicol produzido em unidades integradas de glicol do tipo SD padrão que produzem apenas MEG de grau de fibra.

[0039] O processo EO tipo Shell, conforme descrito na Pat. U.S.

4.822.926, inclui um purificador de extinção e um separador de extinção, que são etapas essenciais do processo de recuperação de EO melhorado. No entanto, essas duas etapas do processo, conforme descrito na patente, não podem produzir fundos de absorvedor de EO que sejam completamente livres de contaminantes e adequados como alimentação direta para um reator de glicol de grau de fibra, e no esquema de fluxo da patente, 100% do absorbato de EO é finalmente alimentado para o separador de EO. Ao incorporar esta invenção e aumentar a eficiência de absorção de impurezas da seção de extinção, adicionando uma lavagem com água e reduzindo o arrastamento entre estágios e interseções na coluna de lavagem de extinção, o absorbato rico em EO será puro o suficiente para uso como alimentação direta para a fábrica de glicol. Como resultado, uma porção significativa (15 -75%) do absorbato de EO pode então ser injetada diretamente na seção de recuperação de EO aérea do separador para absorver mais EO e, em seguida, alimentada diretamente para a coluna de Purificação de EO, assim desviando completamente do separador de EO.

[0040] Além disso, para evitar qualquer contaminação da solução de sangria de extinção no presente esquema de fluxo melhorado, o vapor aéreo rico em EO do separador de extinção (por exemplo, no processo Shell) será parcialmente condensado e o condensado, contaminado com os sais arrastados e o formaldeído condensado retornarão como refluxo ao separador de extinção. O vapor líquido de óxido de etileno e o vapor não condensado fluirão diretamente para o absorvedor de EO residual para recuperação do vapor de EO como alimentação do reator de glicol. Os fundos livres de EO do separador de sangria de extinção melhorado conterão essencialmente todo o formaldeído e impurezas aldeídicas pesadas e todos os ácidos (neutralizados) produzidos no sistema de reação de EO. Uma vez que a quantidade de glicol nesta pequena purga (produzida pela hidratação do EO no purificador e separador de extinção) é extremamente pequena, ela pode ser enviada diretamente para o tratamento de resíduos com perda econômica mínima se as instalações de recuperação de glicol de purga existentes não estiverem disponíveis.

[0041] As especificações atuais de vendas de transmitância UV, que são as seguintes: % de transmitância UV Em 220 nm 80 min Em 275 nm 95 min Em 350 nm 99 min

[0042] O principal contribuinte para a produção de impurezas no reator de hidratação de glicol, que afeta adversamente a transmitância de UV do produto de etileno glicol de grau de fibra, é o formaldeído que é introduzido através da sangria de água do ciclo tratado e que se acumula na água recirculada da reação de glicol.

[0043] A modalidade desta invenção conforme aplicada a fábricas descritas na Pat. U.S. 3.964.980, é mostrada na FIG. 3. Com referência à FIG. 3, o gás efluente do sistema de Reação de EO contendo óxido de etileno é introduzido diretamente na seção inferior da coluna de extinção 352 através do conduto 302. A solução de fundos de extinção é recirculada através dos condutos 353 e 355A, do resfriador 354 e dos condutos 355B e 357 para o topo da seção de purificação de extinção. Hidróxido de sódio concentrado (solução aquosa de 10-20% em peso) é injetado na solução de extinção recirculada através do conduto 356 para ser convertido em carbonato de sódio e bicarbonato e neutralizar ácidos orgânicos. O vapor purificado e resfriado do topo da seção de extinção 352, que está livre de vapor de ácido orgânico, mas contém algum formaldeído e líquido de resfriamento arrastado, é passado através de uma unidade de remoção de névoa 359 para remover o líquido arrastado e entra na seção de lavagem superior 361.

[0044] O gás de extinção filtrado que sai do removedor de névoa de extinção 359 é então lavado com água de processo fresca, introduzido através do conduto 362 para remover completamente qualquer líquido de extinção arrastado restante e absorver a maior parte do formaldeído restante e impurezas pesadas. Uma lavagem com água em contracorrente será preferencialmente usada, a qual pode ser precedida por uma seção de lavagem com água recirculada para máximo contato vapor- líquido. A água de lavagem líquida da parte inferior da(s) seção(ões) de lavagem com água pode drenar para o topo da seção inferior de extinção 352, diluindo a concentração de formaldeído e outras impurezas indesejáveis no líquido de extinção e reduzindo a concentração de equilíbrio dessas impurezas na alimentação de gás purificado para o absorvedor de EO. A sangria de solução de fundos de extinção líquida,

contendo água condensada, água de lavagem, impurezas absorvidas e algum óxido de etileno, flui através dos condutos 353 e 365 para o separador de sangria 366.

[0045] O vapor lavado do topo da seção de lavagem com água é passado através da unidade de remoção de névoa 363 para remover qualquer água de lavagem arrastada e entra na parte inferior do absorvedor de EO 303 através do conduto 364. Água de absorção fria é introduzida na seção superior da coluna de absorvedor 303 através do conduto 321 B e o gás efluente da reação é contatado em contracorrente pela água para absorver quase todo o óxido de etileno que entra através do conduto 364. O gás de reação não condensável que sai do topo do absorvedor 303 é essencialmente livre de óxido de etileno e é retornado ao sistema de reação de EO através do conduto 304. A solução diluída de EO-água que é formada no absorvedor 303 é retirada da parte inferior da seção de absorção através do conduto 305.

[0046] Na FIG. 3, a coluna de extinção/lavagem é mostrada como um recipiente separado para clareza de representação. No entanto, nas fábricas reais, o absorvedor de EO, a lavagem com água e as seções de extinção alcalina podem ser combinadas em um invólucro para minimizar a queda de pressão e o custo de capital.

[0047] Neste esquema de fluxo, parte do absorbato de EO no conduto 305 desvia do separador de EO 311 e flui diretamente para o resfriador de reciclagem de fundos de reabsorvedor de EO 329 através dos condutos 310 e 333A. A quantidade desviada variará entre 15-75% dependendo da concentração de EO no absorbato e da concentração de EO desejada nos fundos do reabsorvedor (e alimentação do reator de glicol) e pode ser determinada usando tabelas, equações ou gráficos.

[0048] O equilíbrio do absorbato é introduzido no trocador de pré-aquecedor de separador 307 através do conduto 308, e o absorbato rico quente do pré-aquecedor 307 é alimentado a uma porção superior do separador de EO 311, através do conduto 309. O vapor de separação extraído da fábrica de glicol é introduzido em uma porção inferior do separador 311 através do conduto 338 ou gerado internamente por um refervedor (não mostrado). Por contato em contracorrente do absorbato e vapor dentro do separador 311, o absorbato é retirado do óxido de etileno, que junto com o vapor, dióxido de carbono, extremidades leves e impurezas vestigiais é retirado do topo do separador 311 através do conduto 313A. O absorbato separado (pobre), agora essencialmente livre de óxido de etileno, é retirado do fundo do separador 311 através do conduto 319A e resfriado no trocador de calor 307, liberando calor para a alimentação rica em absorbato. O absorbato pobre resfriado do resfriador 307 é passado através do conduto 319B, combinado com água reciclada da fábrica de glicol no conduto 321A para o trocador de calor 320, onde é ainda mais resfriado e a corrente de absorbato pobre total é reciclada de volta para o absorvedor 303 através do conduto 321 B.

[0049] A alimentação rica em absorbato para o separador 311 pode conter de cerca de 1 a cerca de 5% em peso de óxido de etileno e o separador é operado para recuperar mais que 95% e geralmente mais que 99% do óxido de etileno contido na alimentação do separador. Embora o separador normalmente opere próximo à pressão atmosférica, as temperaturas na coluna são altas o suficiente para hidratar termicamente na faixa de 0,5-3,0% da alimentação de EO para etileno glicol. O glicol produzido no separador de EO atingirá uma concentração de equilíbrio baixa que é controlada pelo desvio de absorbato (através da corrente 310), que atua como um grande ciclo de glicol de água de ciclo.

[0050] O vapor de aéreo do separador retirado através do conduto 313A, geralmente contém cerca de 20 a 30% em mol de óxido de etileno. O diluente primário nesta corrente de vapor é água, embora cerca de 7-10% possam ser geralmente referidos como gases não condensáveis, predominantemente CO2, mas também incluindo nitrogênio, argônio,

oxigênio, metano, etileno e etano. Os vapores aéreos do separador são resfriados no trocador de calor 312 e a mistura total de efluente de vapor não condensado e condensado flui através dos condutos 313B e 316 para o reabsorvedor 327.

[0051] A corrente de fundos de sangria líquida da coluna de extinção 352 consiste principalmente na água do subproduto da reação de EO que é parcialmente condensada no purificador de extinção mais a água de lavagem de compensação e contém algum sal alcalino e óxido de etileno absorvido. Esta corrente é enviada, através do conduto 365, para um pequeno separador de purga 366 onde o óxido de etileno contido é removido, usando vapor de separação injetado através do conduto 371, ou gerado em um refervedor (não mostrado). Um trocador de calor de fundos/alimentação do separador de purga também pode ser usado para reduzir o trabalho de aquecimento do refervedor e/ou a quantidade de vapor de separação. Os vapores aéreos do separador de purga são resfriados no trocador de calor 368 a uma temperatura tal que uma parte substancial, de preferência pelo menos 60%, da água contida é condensada. A fase de condensado contaminado do condensador 368 é drenada ou bombeada de volta para a porção superior do separador de purga 366 através do conduto 369. O vapor aéreo do separador de purga não condensado é retirado do condensador 368 através do conduto 370, combinado com o EO e a mistura de condensado do condensador do separador principal 312 no conduto 316 e introduzido em uma porção inferior do reabsorvedor 327. Os fundos aquosos sem EO do separador de purga 366, contendo a maior parte do formaldeído, sais e uma pequena quantidade de etileno glicol, são enviados para tratamento de resíduos ou recuperação de glicol de grau técnico através do conduto 372.

[0052] Alguma água fria de reciclagem é introduzida em uma porção superior do reabsorvedor 327 através do conduto 351 B. Dentro da porção superior do reabsorvedor, os gases leves no vapor aéreo do separador e a água são contatados em contracorrente para absorver a quantidade máxima possível do óxido de etileno contido no vapor. Os gases não condensados do topo do reabsorvedor 327, normalmente contendo apenas vestígios de óxido de etileno, são ventilados através do conduto

328. Uma vez que esta corrente de ventilação contém uma quantidade significativa de hidrocarbonetos, consistindo principalmente de etileno e metano, ela é preferencialmente comprimida e reciclada de volta para o sistema de gás do reator de etileno para recuperação (parcial) do etileno contido. Em algumas plantas, particularmente aquelas de pequena capacidade de produção, o gás de ventilação do reabsorvedor é ventilado para a atmosfera ou, de preferência, incinerado para evitar a poluição atmosférica.

[0053] O reabsorbato rico em EO é retirado do fundo do reabsorvedor 327 através do conduto 330. O reabsorbato é pressurizado usando uma bomba (não representada) e dividido em duas porções. A porção que é o produto de fundos líquido flui através dos condutos 331 e 334 para o sistema de reação de glicol 335 e/ou pode fluir através do conduto 344 para a unidade de purificação de EO 345. Os fundos do reabsorbato aquoso contém não apenas o vapor de óxido de etileno reabsorvido, mas também acetaldeído e dióxido de carbono dissolvido e gases não condensáveis. O equilíbrio de água no sistema absorvedor- separador pode ser mantido pela injeção de vapor de processo de baixa pressão extraído da planta de glicol diretamente no separador de EO para fornecer até 100% do vapor de separação necessário (que é um benefício adicional desta invenção) ou reciclando água da seção de evaporação da instalação de glicol para uso como água de absorção e outros gases orgânicos e inorgânicos.

[0054] Conforme descrito na Pat. U.S. 4.134.797, o reabsorbato rico em EO retirado através dos condutos 330 e 331 vai primeiro passar para uma coluna de separação de dióxido de carbono 380, em que o líquido é separado de CO2. Os fundos livres de gás da coluna de separação de dióxido de carbono são então bombeados para a reação de glicol e unidades de purificação de EO, conforme descrito na Pat. U.S. 3.964.980.

[0055] O reabsorbato reciclado que flui através do conduto 332 é combinado com o absorbato rico desviado no conduto 333A, resfriado no trocador de calor 329 e introduzido como líquido frio em uma porção média do reabsorvedor 327 através do conduto 333B. O trocador de calor 329 mantém o reabsorvedor em equilíbrio de calor para atingir a temperatura de reabsorção inferior predeterminada e a concentração de óxido de etileno. Dependendo da pressão operacional do reabsorvedor e da quantidade de absorbato diluído desviado, a razão de reabsorbato reciclado através do conduto 332 para o reabsorbato líquido retirado através do conduto 331 irá variar de 0-3:1. O desvio máximo de absorbato rico (não mostrado) pode ser alcançado quando o absorbato desviado na corrente 310 é separadamente resfriado e introduzido no reabsorvedor 327 em um ponto acima do reabsorbato de fundo reciclado.

[0056] O reabsorbato que flui para a purificação de EO é pré- aquecido no trocador de calor 343 e alimentado para a parte inferior de uma única coluna de purificação de EO 345, onde é separado em um produto de EO purificado (corrente 346) e duas correntes de purga de EO em bruto ricas em formaldeído e acetaldeído (correntes 347 e 348, respectivamente) que são alimentadas ao reator de glicol 335. A corrente de água de fundo livre de EO contendo a maior parte da quantidade vestigial de formaldeído na alimentação de purificação é retirada através do conduto 349A, resfriada no trocador de calor 343 e reciclada para o reabsorvedor 327 através do conduto 349B.

[0057] No reator de glicol 335, o óxido de etileno nos fundos do reabsorvedor desgaseificado é quase completamente reagido com água para formar etileno glicóis. O efluente do reator de glicol 335 é alimentado a um trem de evaporação de efeito múltiplo 337 no qual a água é separada do glicol em bruto que é então alimentado para purificação de glicol (não mostrado) através do conduto 340. Parte da água separada no trem de evaporação 337 é reciclada de volta para a fábrica de EO como vapor através do conduto 338 e injetada diretamente no separador de EO 311 para fornecer até 100% do vapor de separação necessário. O equilíbrio da água recuperada é condensado que é reciclado de volta para a fábrica de EO através dos condutos 339A e 342, combinado com fundos do refinador de EO 345 no conduto 351A, resfriado na unidade de resfriamento 350 e alimentado para o topo do reabsorvedor 327 como o reabsorbato através do conduto 351 B. Para manter o equilíbrio de água no separador de EO 303, a água de reciclagem de glicol de compensação pode ser adicionada através do condutos 339B, 321A e 321 B.

[0058] O esquema de fluxo melhorado representado na FIG. 3 e aqui descrito produzirá MEG de grau de fibra que excederá significativamente as especificações de vendas de transmitância de UV atuais, que foram mostradas anteriormente.

[0059] A modalidade desta invenção conforme aplicada a fábricas EO/EG integradas com um esquema de fluxo de recuperação de EO comparável àquele da Pat. U.S. 4.822.926, é mostrada na FIG. 4. Com referência à FIG. 4, o gás efluente do sistema de Reação de EO contendo óxido de etileno é passado através do conduto 602A, resfriador de gás 601 e conduto 602B para a seção de extinção de EO 652 da coluna de absorção de EO, como antes. A solução de fundos de extinção é recirculada através dos condutos 653 e 655A, do resfriador 654 e dos condutos 655B e 657 para o topo da seção de purificação de extinção 652. O hidróxido de sódio é injetado através do conduto 656 na solução de extinção recirculada para ser convertido em carbonato de sódio e bicarbonato e neutralizar os ácidos orgânicos. Em uma nova planta, o resfriador de gás 601 pode ser omitido aumentando a taxa de recirculação de extinção e a taxa de calor do resfriador de extinção e pela adição de mais 1-4 bandejas de extinção.

[0060] O vapor purificado e resfriado do topo da seção de extinção 652, que está livre de vapor de ácido orgânico, mas contém algum formaldeído e líquido de resfriamento arrastado, é passado através de uma unidade de remoção de névoa 659 para remover o líquido arrastado e entra na seção de lavagem superior 661 através de um conduto de vapor interno (não mostrado). O gás de extinção filtrado que deixa o removedor de névoa de extinção 659 é então lavado com água fresca do processo (corrente 662) para remover completamente qualquer líquido de extinção arrastado restante e absorver a maior parte do formaldeído restante e das impurezas pesadas. Uma lavagem com água em contracorrente será preferencialmente usada, a qual pode ser precedida por uma seção de lavagem com água recirculada para máximo contato vapor-líquido. A água de lavagem líquida da parte inferior da(s) seção(ões) de lavagem com água 661 pode drenar para o topo da seção inferior de extinção 652, diluindo a concentração de formaldeído e outras impurezas indesejáveis no líquido de extinção e reduzindo a concentração de equilíbrio dessas impurezas na alimentação de gás purificado para a seção de lavagem. A sangria de solução de fundos de extinção líquida, contendo água condensada, água de lavagem, sais alcalinos, impurezas absorvidas e algum óxido de etileno, flui através dos condutos 653 e 665 para o separador de sangria 673. O CO2 concentrado que é injetado no separador de sangria de extinção através da linha 695 para diminuir o pH é preferencialmente misturado com vapor da linha 674. O CO2 está disponível na Seção de Remoção de CO2 da unidade de produção de óxido de etileno. O pH é controlado na faixa de 7,3-7,9 monitorando o pH e ajustando o fluxo de CO2 no separador de purga. Se a quantidade de CO2 necessária para atingir o pH desejado se tornar muito alta, um ajuste adicional do pH pode ser afetado pela adição de um ácido, como acético ou sulfúrico.

[0061] O vapor lavado do topo da seção de lavagem com água é passado através do removedor de névoa 661 A para remover qualquer água de lavagem arrastada e entra na parte inferior do absorvedor de EO 603 através do conduto interno 660. No absorvedor de EO 603, o EO contido no gás de reação extinto é absorvido por contato em contracorrente com água de absorção reciclada e fria introduzida através do conduto 622. O gás de reação não condensável que sai do topo do absorvedor 603 é essencialmente livre de óxido de etileno e é retornado ao sistema de reação de EO através do conduto 604. Os fundos de absorção ricos em EO saem pelo conduto 605 e uma porção (15-75%) devia do separador de EO e é enviada diretamente, através dos condutos 606, 682A e 682B e do novo resfriador de reabsorção 681, para a seção intermediária do absorvedor residual 683 onde absorve mais óxido de etileno.

[0062] O equilíbrio do absorbato rico flui através do conduto 605A existente para o resfriador de gás 601 e entra no trocador do pré- aquecedor do separador 607 através do conduto 605B. O absorbato rico quente do pré-aquecedor 607 é introduzido na parte superior do separador de EO 611, através do conduto 609. No separador de EO 611, o óxido de etileno dissolvido e outros componentes leves são separados usando vapor de separação gerado no refervedor 617 e/ou injetado diretamente como vapor vivo (corrente 638). O absorbato separado (pobre), agora essencialmente livre de óxido de etileno, é retirado do fundo do separador 611 através do conduto 619A e resfriado no trocador de calor 607, liberando calor para a alimentação rica em absorbato. O absorbato pobre resfriado do resfriador 607 é passado através do conduto 619B, combinado com água reciclada da evaporação de glicol e purificação de EO (corrente 671) no conduto 621A para a unidade de resfriamento 620, onde é ainda resfriado e reciclado de volta para o absorvedor 603 através dos condutos 621B e 622. Uma porção do absorbato pobre frio do resfriador 620 pode ser enviada através do conduto 623 para o topo do absorvedor residual 683 para absorver óxido de etileno da ventilação de gás leve. Alternativamente, a água fria reciclada das unidades de purificação de glicol e EO (corrente 684) pode ser injetada diretamente no reabsorvedor para substituir toda ou parte da corrente 623.

[0063] Pode-se esperar que o vapor aéreo do separador retirado através do conduto 613 contenha cerca de 20 a 30% em mol de óxido de etileno. O diluente primário nesta corrente de vapor é geralmente água, embora cerca de 7-15% sejam gases não condensáveis, predominantemente CO2, mas também inclui nitrogênio, argônio, oxigênio, metano, etileno e etano. Os vapores superiores do separador são combinados com o vapor superior da coluna de extremidades leves 690 no conduto 613A e são resfriados e parcialmente condensados no trocador de calor 612. A mistura total de efluente de vapor não condensado e condensado do condensador 612 flui através do conduto 613B para o separador 614, onde o vapor e o líquido são separados.

[0064] O vapor rico em EO flui do separador 614 através do conduto 616 para a porção inferior do absorvedor residual 683. Dentro da porção superior do reabsorvedor residual 683, os gases leves no vapor aéreo do separador são contatados em contracorrente por água de reciclagem fria para absorver a quantidade máxima possível do óxido de etileno contido no vapor. Os gases não condensados do topo do reabsorvedor 683, normalmente contendo apenas vestígios de óxido de etileno, são ventilados através do conduto 686A. Uma vez que esta corrente de ventilação contém uma quantidade significativa de hidrocarbonetos, consistindo principalmente de etileno e metano, ela é preferencialmente comprimida no compressor 685 e reciclada de volta para o sistema de gás do reator de etileno para recuperação do etileno contido. Em algumas fábricas de pequena capacidade de produção, o gás residual de ventilação do absorvedor pode ser ventilado para a atmosfera ou, de preferência, incinerado para evitar a poluição atmosférica.

[0065] O reabsorbato rico em EO é retirado do fundo do absorvedor residual 683 através do conduto 687. O reabsorbato é pressurizado usando uma bomba (não representada) e dividido em duas porções. A porção que é reciclada flui através do conduto 689 e depois de combinar com o absorbato rico desviado no conduto 682A, é resfriada no trocador de calor 681 e entra na seção média do reabsorvedor residual 683. O produto líquido de reabsorbato flui através do conduto 688 para o separador 614 onde é combinado com o condensado do condensador 612 e entra na parte superior da coluna de extremidades leves 690 através do conduto 615. Na coluna de extremidades leves 690, a solução de reabsorbato é removida do CO2 e de outros gases dissolvidos que são reciclados de volta através do conduto 691 e 613A para o condensador

612.

[0066] Todos os fundos livres de leves da torre de extremidades leves 690 são, então, bombeados diretamente para a reação de glicol e unidades de purificação de EO (não mostradas) através do conduto 693.

[0067] O sistema melhorado de extinção/lavagem de EO da presente invenção reduz o formaldeído e outros contaminantes no absorbato de EO, tornando-o adequado como alimentação direta para a reação de glicol e melhorando a qualidade MEG. Além disso, o projeto melhorado do sistema de resfriamento de extinção de EO proporcionado pelo sistema de extinção/lavagem melhorado permite a omissão do resfriador de gás de reação e reduz a queda de pressão do gás de ciclo, economizando energia. O projeto melhorado da coluna de purga de extinção reduz a contaminação da alimentação de reabsorbato de EO para a reação de glicol e melhora a qualidade do MEG. Outras melhorias na reação de glicol resultantes da presente invenção incluem: aumentar a faixa economicamente ideal de razões de água/EO na alimentação do reator de glicol (reabsorbato de EO) aumentando o desvio efetivo do separador de EO, fazendo o uso de razões de água muito altas (até 40:1) justificável,

resultando em produção reduzida de DEG/TEG com maiores rendimentos de MEG; injetar vapor de processo de baixa pressão extraído da fábrica de glicol diretamente na parte inferior do separador de EO fornece até 100% do vapor de separação necessário; Enviar a corrente de sangria aquosa da seção de extinção/lavagem para um separador de purga separado, projetado para baixo tempo de retenção de líquido para minimizar a hidratação de EO para MEG, em que EO absorvido é completamente separador para recuperação como alimentação para o reator de MEG de grau de fibra; Resfriar os vapores aéreos do separador de purga para condensar uma parte substancial (de preferência pelo menos 60%) do vapor de água e retornar o condensado, contaminado com sais aprisionados e formaldeído condensado, de volta ao topo do separador de purga. O vapor rico em EO não condensado do condensador parcial é então puro o suficiente para ser combinado com o vapor aéreo do separador de EO principal para recuperação de seu teor de EO no reabsorvedor ou absorvedor residual.

[0068] A eliminação da necessidade de sistemas de tratamento de glicol anteriores economiza capital e custos operacionais. A presente incorporação do sistema de extinção/lavagem e purga de extinção remove a maior parte do formaldeído feito na reação de EO para resíduos e reduz radicalmente um acúmulo de formaldeído no sistema de reação de glicol que permite o uso de catalisadores de EO de ultra-alta seletividade. À medida que a razão água/EO na alimentação do reator de glicol (reabsorbato EO) é aumentada, o desvio do separador pode ser aumentado, tornando o uso de razões de água muito altas (até 35:1) economicamente justificável e resultando em maiores rendimentos de MEG.

[0069] Uma alta taxa de "purga" de água de ciclo de separador para fábrica de glicol resulta em concentração de glicol de equilíbrio muito baixa na água de ciclo com espuma reduzida e eficiência e capacidade de coluna melhoradas e permite a injeção direta de vapor de processo de pressão muito baixa extraído da fábrica de glicol no separador de EO para fornecer até 100% do vapor de separação necessário.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de purificação de óxido de etileno, caracterizado pelo fato de que compreende: extinguir e lavar o efluente do reator de óxido de etileno por contato com álcali aquoso, passar uma corrente gasosa contendo óxido de etileno obtida a partir da referida extinção/lavagem para um absorvedor de óxido de etileno, em que o óxido de etileno é absorvido em água para formar um óxido de etileno aquoso diluído e dióxido de carbono contendo a solução e, posteriormente, separar a referida solução diluída em um separador de EO para produzir um óxido de etileno gasoso e vapor aéreo contendo dióxido de carbono que é então passado para um reabsorvedor em que o óxido de etileno e dióxido de carbono são absorvidos para formar uma solução aquosa concentrada, o reabsorbato então sendo passado para um dióxido de carbono e separador de luzes para liberar dióxido de carbono gasoso e a solução contendo óxido de etileno sendo recuperada para uso ou tratamento posterior; e passar uma corrente líquida contendo impurezas obtida a partir da referida extinção/lavagem para um segundo separador, tal como um separador de purga ou separador de sangria, introduzir vapor e dióxido de carbono no referido segundo separador, alimentar a sobrecarga gasosa do referido separador de sangria de extinção para o referido reabsorvedor e remover os fundos contendo impurezas do referido separador de sangria de extinção.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dióxido de carbono alimentado ao segundo separador é dióxido de carbono reciclado obtido de um ponto a jusante do absorvedor residual.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o pH no segundo separador após a alimentação com dióxido de carbono está abaixo de 8,0.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o vapor de CO2 é alimentado ao vapor de separação para fornecer um mínimo de 0,07 bar de pressão parcial de CO2.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que de 10 a 90%, mais preferencialmente 20 a 80%, mais comumente 25-30% da solução de óxido de etileno diluída obtida a partir do absorvedor é passada diretamente para o reabsorvedor sem nunca passar pelo separador.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que uma coluna de extinção separada (ou a seção inferior de um absorvedor) é fornecida para purificar completamente o gás efluente do reator de EO com solução alcalina diluída recirculada, resfriada, normalmente de 1 a 30%, de preferência solução de hidróxido alcalino a 1 a 15%, para neutralizar os ácidos orgânicos e absorver a quantidade máxima (cerca de 90-98%) do formaldeído e outras impurezas aldeídicas pesadas (em água).

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o gás purificado da seção de extinção é passado através de uma unidade de remoção de névoa de alta eficiência para remover a solução de extinção arrastada e será então lavado com uma pequena quantidade de água doce de passagem única (e/ou recirculada) para remover qualquer líquido de extinção arrastado e absorver mais formaldeído.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que é para recuperar óxido de etileno de uma corrente de reação vaporosa contendo óxido de etileno, CO2, formaldeído, acetaldeído e compostos orgânicos ácidos, caracterizado pelo fato de que compreende: absorção de óxido de etileno e uma porção do referido CO2, formaldeído, acetaldeído compostos orgânicos ácidos em água para formar uma corrente de absorção; contatar a referida corrente de absorção com vapor para retirar o óxido de etileno, CO2, formaldeído, acetaldeído e compostos orgânicos ácidos da referida corrente de absorção para formar uma corrente de vapor aérea do separador; água de condensação, formaldeído, uma porção do óxido de etileno, acetaldeído e compostos orgânicos ácidos; e recuperar uma corrente de produto de óxido de etileno vaporoso; e contatar a corrente de produto de óxido de etileno vaporoso em um absorvedor de EO onde é lavado em contracorrente com água de processo livre de EO recirculada para absorver o óxido de etileno para produzir o absorbato contendo EO: em que a melhoria compreende enviar uma porção compreendendo 10-90% do EO contendo absorbato diluído do absorvedor de EO diretamente para um absorvedor de EO/absorvedor residual, onde o referido absorbato contendo EO diluído absorve EO adicional de um vapor aéreo do separador de EO para produzir uma solução de EO/água da alta concentração de EO desejada adequada para uso como alimentação para uma coluna de Purificação de EO ou um sistema de reação de produção de glicol, reduzindo a quantidade de vapor de separação necessária no separador de EO em proporção direta à quantidade de absorbato de EO que desvia do Separador de EO.

9. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a corrente de reação de vapor de uma seção de lavagem de Extinção alcalina é alimentada a uma seção de lavagem com água na qual é lavada com água de processo fresca e desidratada antes de ser alimentada para o fundo do absorvedor de EO onde produz um absorbato contendo EO de alta pureza, do qual 10-90% pode ser enviado diretamente para um Reabsorvedor de EO para absorver mais EO e produzir uma solução de EO-água de alta pureza mais concentrada que pode então ser alimentada para a seção de reação de glicol para a produção de MEG de grau de fibra ou para uma Coluna EO HP para a produção de EO de alta pureza.