CN1003854B - 回收浓缩乙二醇的方法 - Google Patents

Abstract

一种从甘醇酸酯水中分离乙二醇的方法，甘醇酸酯水是在乙烯同氧气相催化氧化反应制取环氧乙烷的过程中，从环氧乙烷解吸塔底部得到的，该方法包括将从上述环氧乙烷解吸塔底部得到的甘醇酸酯水直接通入在顶部下面具有达１２块理论塔板的分离塔顶部，且间接加热足以使甘醇酸酯分成两股物流，第一股气体物流，实质上是蒸汽，从该分离塔顶部排出，通入上述环氧乙烷解吸塔内，作为取物流；第二股含水物流，从该分离塔底部排出，约含４０％到９０％（重量）的乙二醇。

Description

回收浓缩乙二醇的方法

本发明是关于回收乙二醇的方法，而乙二醇是通过乙烯同氧气相催化氧化反应制取环氧乙烷过程中生成的。

首先，为了从此反应产生的气体混合物中分离出环氧乙烷，通常采用两个步骤：

（1）吸收过程，即将气体混合物同水接触，形成含有溶解气体（主要是二氧化碳）的环氧乙烷的稀释水溶液;及

（2）解吸过程，即将吸收过程中产生的环氧乙烷水溶液在塔中同蒸汽作用，从塔底部放出水流，特别是不含乙二醇的水流，将之冷却后可将其作为刚才所述两个步骤中的第一个步骤所用的吸收液体。

该水流（此后称之为“甘醇酸脂水”-G1）由于环氧乙烷在其所处的条件下，特别在解吸过程中发生水合作而逐渐地或不断地富集乙二醇，如果不从中排出部分乙二醇，以便限制乙二醇浓度达到约10%（重量）最大值的话。

从环氧乙烷生产过程的经济性考虑，包括污染问题，则要求回收排出的甘醇酸酯水中所含的乙二醇。实际上，这只是其中之一，除了乙二醇外，甘醇酸酯水中还含有其它醇类，如二甘醇或三甘醇，和难以处理的杂质，如美国专利第3904656号所指出的那些和盐类，主要是碳酸钠或碳酸钾，以及羧酸的钠和钾盐。这些盐类的存在是由于向甘醇酸酯水中添加了含钠或钾的化合物（如氢氧化物）;另外，甘醇酸酯水还产生腐蚀，由于其含有二氧化碳和羧酸它的PH值通常呈酸性。

为了从甘醇酸酯水中分离乙二醇，曾提出一些复杂而又价昂的处理方法。

例如，美国专利第3904656号介绍，在直接把过程中产生的水流通到由环氧乙烷制乙二醇的过程之前，将排出的甘醇酸酯水通过离子交换树脂和活性炭。

法国专利第2246527号提出一种通过反渗透法来处理排出的甘醇酸酯水的方法，一方面排出的水流含有乙二醇，约为最初乙二醇含量的60%，并且实际上不含盐类;另一方面排出的水流，实际上所含的完全是盐和残余的乙二醇。前一种水流导入乙二醇生产装置，而第二种水流中所含的乙二醇不再回收。

根据法国专利第2295938号，从排出的甘醇酸酯水溶液中分离乙二醇，是在直馏分离乙二醇之前，把甘醇酸酯水溶液通过阳离子交换器和阴离子交换器接触。

尚无任何生产厂家实现了直接从排出的甘醇酸酯水中分离浓乙二醇，而又不事先分出其中所含盐类的方法。

本发明提供从排出的甘醇酸酯水流中分离浓缩乙二醇的方法，而不必事先分离其中所含的盐。根据本发明提供的从甘醇酸酯水中分离乙二醇的方法，甘醇酸酯水是在乙烯同氧气相催化氧化反应制取环氧乙烷过程中，从环氧乙烷解吸塔的底部得到的。该方法包括将从上述环氧乙烷解吸塔底部得到的甘醇酸酯水直接能入在塔顶下面具有达12块理论塔板的分离塔顶部，并间接加热足以使甘醇酸酯水形成两股物流：第一股气体物流，含有的实质上是蒸汽，它从该分离塔顶部排出，送入上述环氧乙烷解吸塔中做为取物流;第二股含水物流，从该分离塔底部排出约含40%到90%（重量）的乙二醇。

待处理的甘醇酸酯水馏份，最好在其离开解吸塔时的温度和压力条件，或与此类似的条件下，将其通入乙二醇分离塔。

通常，甘醇酸酯水中盐类的存在，并不妨碍实施本发明的方法。

在实施本发明方法的分离塔中，其平均绝对压力优先选用至少等于环氧乙烷解吸塔内的压力，通常低于6巴。

塔中的温度，取决于此压力和从塔底部排出的物流所要求的乙二醇浓度，而乙二醇是要从待处理的甘醇酸酯水中分离出来的。

分离塔的加热可以采用蒸汽或常用的加热流体介质。

从塔底部放出的含有乙二醇的物流，能用任何常用的方法处理，以分离或浓缩乙二醇，例如，通过脱水，然后用簿膜蒸发器蒸馏出乙二醇。为了同一目的，在分离之前，可将其与从环氧乙烷制得的乙二醇物流合并一起。

用下列实施例进一步解释本发明。

实施例1

就通常的乙烯同氧气相催化氧化反应制取环氧乙烷系统，包括一个环氧乙烷分离系统，由用水从催化反应产生的气体混合物中吸收所含环氧乙烷的吸收塔和用水蒸汽解吸所吸收的环氧乙烷的解吸塔组成。在此生成387.1公斤/小时含水物流，其中含水94.4%（重量）、环氧乙烷2.54%（重量）和乙二醇3%（重量）。在108℃下，将该物流通入理论塔板数为5的解吸塔内。在该塔顶部，控制温度为97℃和绝对压力1.2巴，得到23.9公斤/小时的气体混合物，其中含水58%（重量）、以及含环氧乙烷40.5%（重量），除此之外，还有其它气体，主要是以溶解状态存在于最初通入解吸塔的环氧乙烷稀水溶液中的二氧化碳。

109℃的甘醇酸酯水以376.2公斤/小时的流速从解吸塔底部流出，其中含有3.1%（重量）的乙二醇及低于0.01%（重量）的环氧乙烷。然后分成两部分：第一部分为362.5公斤/小时，在冷却后将之做为吸收塔中吸收环氧乙烷的吸收液流;第二部分为13.74公斤/小时，在109℃下通入甘醇酸酯水处理塔的上部，该处理塔有2块理论塔板。

在温度109.5℃、绝对压力1.4巴，以及流速为13.07公斤/小时的条件下，从该塔顶部放出气体物流，主要组成是蒸汽，将之通入产生甘醇酸酯水的解吸塔中，做为环氧乙烷解吸流体。

从甘醇酸酯水处理塔底部排出含水物流，流量0.67公斤/小时温度120.5℃，含乙二醇60%（重量）。

这样的乙二醇浓度，以及环氧乙烷有效回收一起，需要对环氧乙烷解吸塔提供1.5兆卡/小时的热量，对甘醇酸酯水处理塔供给7兆卡/小时的热量。

当不采用本发明的方法时，相同的环氧乙烷解吸效率，等量的热能只能使水溶液的乙二醇含量达到3.1%（重量）。

实施例2

按实施例1进行环氧乙烷的解吸操作，但塔顶温度为137.5℃，绝对压力为5巴，塔顶排出气体物流流量为18.9公斤/小时，该气体物流中含环氧乙烷51%（重量），水47%（重量）。在塔底部温度为153℃，排出383.9公斤/小时的甘醇酸酯水，其中含有3.3%（重量）的乙二醇及低于0.01%（重量）的环氧乙烷。在同样温度下，将16.41公斤/小时甘醇酸酯水通入如实施例1相同的塔内。在154℃和绝对压力5.2巴的条件下，从该塔顶部排出15.74公斤/小时的气体物流，主要组成为蒸汽。

在该塔底部，在166℃下，收集得到0.67公斤/小时的乙二醇小溶液，乙二醇含量60%（重量）。

得到这样的结果，和相同环氧乙烷解吸度但只能回收乙二醇含量为3.3%（重量）水溶液的系统相比，不需更多的热量。

实施例3

实施例1的含水物流，其中环氧乙烷必须解吸，以相同的流速，在相同的温度下通入与实施例1同样的塔中。

在绝对压力为3巴，和124℃的条件下，从塔顶部排出23.2公斤/小时的气体物流，其中含有42%（重量）环氧乙烷和56.5%（重量）的水。

在135℃下从塔底部排出395.4公斤/小时的甘醇酸酯水，其中含3.2%（重量）的乙二醇。将31.9公斤/小时的甘醇酸酯水，在与实施例1相同的温度下，通入相同的处理塔。

在136℃条件下从塔顶产生的31.46公斤/小时的气体物流，实际上是由蒸汽组成，在这个温度下将之通入环氧乙烷解吸塔。

在180℃甘醇酸酯水处理塔底部回收乙二醇和水，得到流量为0.455公斤/小时，含90%（重量）乙二醇的物流。

需要输入的热量与不采用本发明的处理方法，环氧乙烷解吸度相同，但水溶液的乙二醇含量仅为3.2%（重量）的处理系统相等。

实施例4

按照实施例1的操作处理，但在108℃，以403.7公斤/小时流速将含水物流通入环氧乙烷解吸塔中。含水物流含有90.5%（重量）的水、2.44%（重量）环氧乙烷和7%（重量）的乙二醇;在120℃以及绝对压力为3巴的条件下，从塔顶部放出17.9公斤/小时气体物流，其中含有54%（重量）环氧乙烷和44%（重量）的水。

在135.5℃，从塔底部排出393.4公斤/小时甘醇酸酯水，其中含有7.3%（重量）的乙二醇。

在与实施例1同样的甘醇酸酯水处理塔内处理8.1公斤/小时的甘醇酸酯水。在137℃及3.2巴压力下，从塔顶部排出7.65公斤/小时的气体物流，实际上主要是组成是蒸汽，将之通入环氧乙烷解吸塔。

在甘醇酸酯水处理塔底部，在180℃和以0.455公斤/小时的流量收集含有90%（重量）的乙二醇水溶液。

得到这样的结果所需的热量与不采用本发明的方法，环氧乙烷回收率相同，但得到的乙二醇水溶液仅含乙二醇7.3%（重量）的方法相等。

Claims (5)

1、一种从甘醇酸酯水中分离乙二醇的方法，甘醇酸酯水是在乙烯同氧气相催化氧化反应制取环氧乙烷的过程中，并从环氧乙烷解吸塔的底部得到的，该方法的特征在于，直接将上述甘醇酸酯水送入分离塔中，在该塔入口的下面有12块理论塔板;间接供给足够的热量，使甘醇酸酯水分成两股物流，第一股实际上为蒸汽组成的气体物流，从分离塔顶部排出，第二股为含40%到90%（重量）乙二醇的含水物流，从分离塔的底部排出，而分离塔内的平均绝对压力至少等于环氧乙烷解吸塔内的压力。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于甘醇酸酯水中含有钠或钾盐。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于分离塔内的平均绝对压力低于6巴。

4、根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，在环氧乙烷解吸塔排出甘醇酸酯水的温度下，将甘醇酸酯水通入分离塔。

5、根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于将第一股气体物流通入环氧乙烷解吸塔。