CN102112187A - 环氧烷回收系统 - Google Patents
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Abstract
本公开内容的实施方案包括用于回收环氧烷的方法和系统。系统实施方案包括:汽提部,其位于环氧烷回收塔中,用于将进料流转化成包含环氧烷的第一气相部分;冷凝区,其至少包括以串联方式配置的第一冷凝器和第二冷凝器;和再吸收区域,其位于在所述至少两个冷凝器的最后一个的上方的所述环氧烷回收塔中。
Description
本申请要求2008年7月31日提交的美国临时申请61/137,494的优先权,该申请的说明书通过引用结合在此,并且该美国临时申请与如下共同拥有的美国专利申请一起提交:在2008年7月31日提交的系列号61/137,493,其名称为“Alkylene Oxide Recovery Systems(环氧烷回收系统)”,律师备案号为64976A;在2008年7月31日提交的系列号61/137,517,其名称为“Alkylene Oxide Recovery Systems(环氧烷回收系统)”,律师备案号为66715;在2008年7月31日提交的系列号61/137,514,其名称为“Alkylene Oxide Purification Processes and Systems(环氧烷纯化方法和系统)”,律师备案号为64979A;以及在2008年7月31日提交的系列号61/137,485,其名称为“Alkylene Oxide Purification Systems(环氧烷纯化系统)”,律师备案号为66717。
技术领域
本公开内容涉及用于从含有环氧烷的水溶液回收环氧烷的改进方法和系统。更具体地,本公开内容涉及用于从进料流通过在单个环氧烷回收塔(“AORC”)中汽提和再吸收环氧烷而回收环氧烷的方法和系统。
背景技术
环氧烷在商业上是重要的,并且通过下列方法大量生产:在高温和压力(例如,2至25个大气压)下,在合适的催化剂上,用含氧气体部分地氧化烯烃。环氧烷被从气态反应流出物分离,所述气态反应流出物含有未反应的烯烃、氧,和反应混合物的其它气态组分(例如,二氧化碳,惰性气体)。分离典型地通过经由水从气态反应混合物洗涤环氧烷而实现,这导致气相反应流出物和环氧烷水溶液。
环氧乙烷从气态反应流出物中的回收可以包括:开始的水吸收步骤、之后的汽提步骤,所述汽提步骤之后是再吸收步骤。在一些情况下,所述步骤的每一个均在单独的蒸馏塔中进行,这可能导致高的设备成本和对于存在浓的气相或液相环氧乙烷的区域的安全性担心。一个示例性的可能存在浓的液相环氧乙烷的区域是当从环氧乙烷汽提器的顶部出来的气相环氧乙烷被冷凝时,产生了液体环氧乙烷。在汽提器中产生的液体环氧乙烷可以被输送至另一件设备以被进一步精制。然而,处理和/或输送浓环氧乙烷如液体环氧乙烷可能是由于受污染的风险而是危险的,原因在于被污染的液体环氧乙烷可能导致失控聚合,这种失控聚合可能产生热并且可能是爆炸性猛烈的。同样,避免和/或减少浓和/或受污染的液体环氧乙烷的区域可以增加环氧乙烷回收的安全性。
发明概述
本公开内容的实施方案提供用于从进料流中回收环氧烷的方法和系统。实施方案可以包括在单个塔中的汽提部、具有以串联方式的至少两个冷凝器的冷凝区,和再吸收区域,其中所述塔包括一个或多个侧取出部(take-off),从而制备可以直接对二醇反应器进料的环氧烷流。
在一些实施方案中,本公开内容提供一种用于制备纯化的环氧烷的方法。与例如如在美国专利3,964,980中所述制备的纯化的环氧烷中的醛杂质的含量相比,所制备的纯化的环氧烷可以含有非常低含量的醛杂质如乙醛。与没有本公开内容的改进的相同方法相比,本公开内容的方法实施方案还使得能够回收增加收率的纯化的环氧烷。杂质减少可以将随后的二醇反应工艺中的不期望的化学反应最小化,并且可以导致纯化的二醇产物中改进的紫外吸光度和颜色。根据本公开内容的实施方案,再吸收环氧烷和汽提二氧化碳、氧和其它轻质气体的步骤在同时包括气体和再吸收区域的单个塔中进行。该设备还可以用于要求再吸收和汽提的其它化学处理系统。
如本文中讨论的,提供用于回收环氧烷的方法实施方案。该方法包括将含有环氧烷的进料流引入到环氧烷回收塔的汽提部。该环氧烷回收塔包括汽提部、冷凝区和再吸收区域。该冷凝区还至少包括在汽提部上方以串联方式配置的第一冷凝器和第二冷凝器。该方法还包括从进料流汽提环氧烷的至少一部分,以形成第一气相部分,所述第一气相部分从汽提部通过冷凝区流到再吸收区域。该方法还包括在第一冷凝器中将第一气相部分部分地和渐增地(progressively)冷凝成液体回流流和第二气相部分。将第二气相部分在第二冷凝器中冷凝成富环氧烷蒸气流和第一水溶液。第二冷凝器还包括用于从冷凝区移去第一水溶液的第一取出部。该方法还包括在再吸收区域中将富环氧烷蒸气流的至少一些再吸收到含水流中,以形成第二水溶液。该再吸收区域还包括用于从再吸收区域移去第二水溶液的第二取出部。
在又另一个实施方案中,提供一种用于回收环氧烷的系统。该系统包括汽提部,所述汽提部位于环氧烷回收塔中,用于将进料流转化成包括环氧烷的第一气相部分。该系统还包括冷凝区,所述冷凝区至少具有以串联方式配置的第一冷凝器和第二冷凝器,用于部分地和渐增地冷凝进料流的第一气相部分。第一冷凝器部分地冷凝第一气相部分,以制备液体回流流和包括环氧烷、水和轻质气体的第二气相部分。第二冷凝器部分冷凝第二气相部分,以制备富环氧烷蒸气流和包含环氧烷、水和轻质气体的第一水溶液。该系统还包括再吸收区域,所述再吸收区域处于环氧烷回收塔中,在所述至少两个冷凝器中的最后一个的上方,用于从富环氧烷蒸气流再吸收环氧烷,以形成包含环氧烷、水和轻质气体的第二水溶液。再吸收区域包括用于引入水流的入口。该系统还包括至少一个气体入口,所述至少一个气体入口用于对第二冷凝器和再吸收区域中的至少一种引入气态流,以从第一水溶液和第二水溶液中的至少一种汽提轻质气体,从而形成第一气相轻质杂质馏分和第二气相轻质杂质馏分中的至少一种。
在另一个实施方案中,用于回收环氧烷的系统包括在环氧烷回收塔上的上取出部,所述上取出部用于回收一种或多种气相轻质杂质馏分。
在又另一个方面中,回收的环氧烷选自环氧乙烷或环氧丙烷。
定义
术语“环氧烷回收塔”或“塔”是指例如通常竖式圆柱形的塔(column)或塔(tower),其包括分离级,其中所述分离级提供用于液体和气体进行接触的表面区域,从而以促进液体和气体之间的质量传递。所述塔还可以具有其它形状和通常的方位,包括但不限于位于水平方向上的多边形塔。环氧烷回收塔包括汽提部、冷凝区和再吸收区域。
如本文中使用的,“分离级”被定义为在蒸馏设备中的体积、装置或装置组合:在这种蒸馏设备内或在蒸馏设备处使相进行密切接触,在此所述相之间发生质量传递,从而趋向于将它们处于平衡,并且随后所述相可以在此机械分离。对于各种实施方案,具有理论塔板高度(“HETP”)的板式塔的每一个塔板和/或填料塔的填料是一个分离级,因为这些是流体进行紧密接触、发生相间扩散以及流体分离的位置。同样,在蒸馏设备中的塔板的数量也被归因于使用填料获得的分离级的等价数量。对于各种实施方案,术语具有HETP的分离级、塔板和/或填料可以交换使用,除非另外有相反的说明。
如本领域的技术人员所理解的,确定在蒸馏设备中使用的平衡级(理论塔板)的数量可以基于物料平衡以及在物质(例如,本公开内容的水性混合物)中的待分离化合物(例如环氧乙烷,水和处于液体形式的其它化合物)的平衡考虑因素计算。分离级的效率,以及因此的实际使用的分离级的数量,可以由所使用的机械设计以及蒸馏设备的操作条件确定。对于本文中提供的各种不同的实施方案,通过利用蒸馏设备的分离级的效率,可以使用平衡级(或理论塔板)的数量来代替在本公开内容中提供的分离级的数量。
如本文中使用的,术语“汽提部”是指塔中的这样的部分,在该部分中,进料流的一种或多种组分通过被放置与不溶于水溶液的气流接触,或通过加热该水溶液以引起必须移除的一种或多种组分的相变而被移除。在本文论述的实施方案中,可以对水溶液或进料流进行汽提以纯化、回收和/或分离环氧烷。“进料流”可以包括环氧烷和水的混合物。进料流还可以包含未反应的烯烃、甲烷、二氧化碳、氧和痕量杂质。在某些实施方案中,进料流具有两相,液体相和蒸气相。
如在本文中使用的,“冷凝区”是指塔中在汽提部上方的这样的部分,在该部分中,以串联方式配置至少两个冷凝器。“冷凝器”是将蒸气转化成液体的装置。在本文中讨论的实施方案中,进料流的气相部分可以进入冷凝器。进料流的气相部分的至少一些部分冷凝成液体,同时气相部分的剩余部分通过冷凝器并且保留在气相中。“回流冷凝器”是这样的冷凝器,其中在沸腾液体上方的蒸气冷凝并流回到含有该沸腾液体的容器中,以防止容器的内容物蒸干。
如本文中所使用的,“再吸收区域”是塔的这样的部分,在该部分中,通过将气体与吸收气体中一些组分而不吸收其它组分的溶剂接触而移除气体的一些组分。
在本公开内容的一些实施方案中,环氧烷回收塔包括在汽提部的上部与塔成为一体的冷凝区。如在本文中使用的,“与塔成为一体”冷凝器是指位于塔的外壁内部的冷凝器。在一些实施方案中,冷凝器可以在塔的外部,具有合适的与塔的连接,以用于将材料交换至冷凝器和从冷凝器中交换出。
如本文中使用的,“一个”、“一种”、“所述”、“至少一个”和“一种以上”交换使用。术语″包含″及其变体在出现在说明书和权利要求书的情况下,这些术语不具有限制意义。例如,位于环氧乙烷回收塔中以将″一种″进料流的一部分转化成气相部分的汽提部可以被解释为意思是指环氧乙烷回收塔包括“一种以上”的进料流。
术语“和/或”是指所列出要素中的一种、多于一种或全部。
如本文中使用的,术语“约”可以不限于所规定的精确值。在至少一种情况下,由术语″约″所表示的变化可以参考测量仪器的精确度来确定。如本文中使用的,术语“大约(approximately)”与术语“约(about)”同义地使用。
此外,在本文中,所提及的由端点限定的数值范围包括在该范围内所包含的所有的数字(例如,1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5、等)。
附图简述
在附图中,贯穿全部附图,类似的字符表示类似的部分,在附图中:
图1示例用于回收环氧烷的系统的示意图。
图2示例根据本公开内容的实施方案的用于回收环氧烷的示意性系统。
发明详述
本公开内容提供用于从进料流中回收环氧烷的改进方法和系统。虽然本文中的实施方案提供用于从含有环氧烷的进料流中回收环氧烷的方法和系统,将在本文中讨论环氧乙烷的代表性实施例。然而,本领域技术人员应当理解,本公开内容的实施方案还可以适用于其它环氧烷,包括环氧丙烷,环氧丁烷,甲醛等。
在环氧乙烷回收塔中可以回收环氧乙烷之前,可以进行若干步骤以获得用作进料流的含水流。如本文中所述的,产生环氧烷以及将环氧烷在另外的反应中使用的步骤可以在一个地方发生,例如,在环氧烷加工装置中发生。然而,不同的步骤也可以在分开的设施中发生。
此外,在环氧烷制备装置(unit)中,环氧烷生产工艺可以与环氧烷回收工艺互连。在环氧烷制备装置与下游的产品制备装置比如例如环氧烷制备装置一起操作的某些情况下,环氧烷工艺还可以与乙二醇制备工艺互连以使能量利用最大化,这进而可以降低生产成本。
在本公开的方法中使用的烯(alkylenes)(烯烃(olefins))可以由下面的结构式(I)表征:
其中R1和R2各自独立地选自氢和低级(lower)一价基团,优选C1-C6烷基,包括甲基、乙基、丙基、丁基和具有至多6个碳原子的高级同系物。优选地,R1和R2各自独立地选自氢、甲基和乙基。更优选地,每一个R1和R2都为氢,并且优选的烯烃是乙烯。在本公开内容的工艺中制备的对应的环氧烷优选由下面的结构式(II)表征:
其中R1和R2在本文涉及反应物烯烃时被确定。最优选地,环氧烷是环氧乙烷(即,R1和R2均是氢)。
氧可以以纯的分子氧提供给所述工艺。备选地,氧可以以含氧气体提供,其中所述气体进一步含有一种或多种气态组分,例如气态稀释剂,比如氮、氦、甲烷和氩,这些基本上对于氧化工艺是惰性的。在一些实施方案中,合适的含氧气体是空气。另外,如本文中所论述的,含氧气体可以含有下列气态组分中的一种或多种:水、二氧化碳和各种气态促进剂和/或气态副产物抑制剂。
在进料原料气体中烯烃与氧的相对体积比可以在根据已知的值的范围内。典型地,在进料原料中烯烃与氧的体积比可以从约2∶1变化至约6∶1。同样地,惰性气体、稀释剂或其它气态组分比如水、二氧化碳和气态促进剂和气态副产物抑制剂的量可以根据如本领域中发现的已知常规范围变化。
本公开内容可应用于在任何合适反应器中的环氧化反应,所述任何合适反应器例如有固定床反应器、固定床管式反应器、连续搅拌罐式反应器(CSTR)以及流化床反应器,它们中的各种在本领域中是熟知的。本领域的技术人员也可以容易地确定再循环未反应的进料、使用单程系统,或通过使用串联布置的反应器来使用连续反应以增加乙烯转化率的适宜性。
所选择的操作的具体模式可以由工艺经济学规定。烯(alkylene)(烯烃(olefin))优选乙烯到环氧烷优选环氧乙烷的转化可以通过例如如下这样进行:取决于所需的质量速度和生产率,在约二百(200)摄氏度(℃)至约三百(300)℃的温度,以及在可以在约五(5)个大气压(表压)(五百零六(506)千帕(kPa))至约30个大气压(表压)(3,040kPa)的范围内变化的压力,将含有烯烃(例如,乙烯)和氧或含氧气体的进料流连续地引入到含催化剂的反应器中。在大规模反应器中的停留时间可以在约0.1至约五(5)秒的数量级。然后,使用另外的工艺,可以将所得的环氧烷优选环氧乙烷从反应产物中分离并且回收。
根据本公开内容产生的环氧烷可以被转化成烷撑二醇、烷醇胺和二醇醚。例如,乙二醇可以在两种应用中使用:作为用于聚酯纤维、膜和容器中的聚(对苯二甲酸乙二醇酯)的原料以及作为汽车防冻剂。此外,二-、三-和四甘二醇是乙二醇的联产物。
乙二醇可以通过环氧乙烷的(催化或未催化的)水解而产生。环氧乙烷水解可以在使用酸或碱催化进行或在中性介质中未催化地进行。酸催化的水解通过质子化使环氧乙烷活化用于与水的反应。然而,碱催化的水解导致对乙二醇的选择性相当低,从而除产生乙二醇之外,还产生二甘醇和高级二醇(例如,三甘醇和四甘醇)。乙二醇单醚可以通过醇与环氧乙烷的反应制备。此外,乙醇胺可以通过环氧乙烷与氨的反应制备。参见,例如美国专利4,845,296。
在一些实施方案中,乙烯至环氧乙烷的单程转化率(per-pass conversion)可能低(即,在百分之一(1)以下的数量级)。由此形成的气态反应流出物包含稀浓度的环氧乙烷以及未反应的乙烯和氧、醛、酸性杂质、氮和氩以及其它组分。在一些实施方案中,醛可以包括甲醛和乙醛。在一些实施方案中,乙烯至环氧乙烷的单程转化率可以在百分之五(5)至百分之二十五(25)的范围内变化。
环氧乙烷可以从气态反应流出物中分离并回收。例如,来自反应器的气态反应流出物可以用吸收剂比如水洗涤,以在吸收器塔中形成含有环氧乙烷的水性混合物。环氧乙烷在水中的吸收可以从未反应的乙烯、氧和/或其它气态组分(例如,二氧化碳、氮、氩)中回收环氧乙烷。然后,可以将残留的气态材料作为循环气体再循环以与乙烯和氧的原料混合,并且被进料至环氧乙烷反应器中,以产生作为气态反应流出物的环氧乙烷。
然后,可以将来自吸收器塔的含环氧乙烷的水性混合物通过本公开内容的环氧乙烷回收塔,在此,水性混合物或如本文中使用的进料流被用于产生具有更高环氧乙烷重量百分比的环氧乙烷流。环氧乙烷流可以从塔中移出,并且传输到在环氧乙烷加工装置中的其它设备中以进行进一步的纯化或用于其它的反应中。例如,在一些实施方案中,可以将环氧乙烷流发送到二醇装置反应器中,在此环氧乙烷通过与水的反应被转化成乙二醇。所产生的乙二醇可以是一乙二醇、二甘醇和/或三甘醇。
在本文的附图中,如应当理解的,可以添加、交换和/或消除本文的实施方案中所显示的要素(elements),以提供任何数量的其它实施方案。此外,如应当理解的,在附图中提供的元件的比例和相对尺寸意在说明本公开内容的实施方案,而不应当理解为具有限制性意义。本文中的附图遵从编号惯例,其中第一个或多个数字对应于附图的编号,而其余数字标记附图中的元件或组件。在不同附图中的类似元件或组件可以采用类似的数字标记。例如,110可以是图1中的标记元件“10”,并且图2中,类似的元件可以被标记为210。此外,本文中对于一个或多个附图提供的元件和/或组件的描述可用于其它附图或与其它附图相关,以说明相同元件和/或组件编号,但这些相同元件和/或组件编号并不是必需提供其确切表述。因此,例如,当图1中的元件“10”在本文中进行了确切的论述时,这些确切的论述也可应用于可能出现它的其它附图中的元件“10”。
图1示例了用于从含有环氧乙烷的进料流106回收环氧乙烷的环氧乙烷回收塔100的示意图,其细节可以在与本申请同日提交题为“Alkylene Oxide Recovery Systems(环氧烷回收系统)”的美国临时申请61/137,493中找到,所述美国临时申请的内容通过引用结合在此。环氧烷回收塔100包括汽提部102和再吸收部104。
简要地,在汽提部102中,引入含有环氧烷的进料流106。进料流106以逆流方式与第二汽提气体108接触,以将进料流106的一部分转化成气相部分110。进料流106的气相部分110从汽提部102流向冷凝器116以冷却和部分冷凝气相部分110,从而产生富环氧乙烷蒸气流118和液体回流流120。富环氧乙烷蒸气流118从冷凝器116流向塔100的再吸收部104。再吸收部104通过将富环氧烷蒸气流118与水流122接触而从富环氧烷蒸气流118吸收环氧烷,以形成水溶液128。在再吸收部分104中提供第一汽提气体以从水溶液128中移去二氧化碳和氧作为轻质杂质馏分134。形成的轻质杂质馏分134可以从塔100的顶部移去。
在一些实施方案中,将水溶液128导引到用于将环氧烷(例如,环氧乙烷)转化成烷撑二醇(例如,乙二醇)的二醇装置。在某些实施方案中,可以将水溶液128发送到用于进一步移除杂质的环氧烷纯化塔。
图2是根据本公开内容的实施方案的环氧烷回收塔200或塔200的示例。环氧烷回收塔200包括汽提部202,冷凝区205,和再吸收区域204。在一些实施方案中,当建造环氧烷加工设备时,采用单个塔进行汽提、冷凝和再吸收导致了更低的设备成本。通过将两个以上的塔和多个装置操作结合成单个塔,可以实现投资节约,从而导致了体积(bulk)的显著减小,包括使仪器、控制、泵、管道系统和试验空间(plot space)的最小化。
单个塔的使用还可以通过减少浓气相和/或液相环氧烷的区域来减小安全性担心。例如,通过在单个塔中而不是在多于1个的塔中进行汽提、冷凝和再吸收步骤,可以将富环氧烷蒸气流从一个或多个冷凝器输送到再吸收区域,而不是将富环氧烷蒸气流输送到单独的塔中用于进一步的处理。通过减少纯的或浓的环氧烷的输送,即减少在其可燃性和挥发性方面难于处理的材料,可以增加环氧烷工艺的总的安全性。
环氧烷回收塔200,如本文中讨论的,可以配置成任何形状和取向。例如,在一些实施方案中,环氧烷回收塔200可以具有多边形形状并且可以以水平方式取向。另外,环氧烷回收塔200可以具有宽范围的尺寸。例如,具有圆筒状形状的塔200可以具有在约65厘米至约6米范围内或大于约6米的直径,以及在约6米至约60米范围内或更大的高度。
另外,如本领域技术人员应当理解的,环氧烷回收塔200可以由用于制造这种塔的任何材料如钢制成。在一些实施方案中,塔200可以是有夹套的(未示出),其中夹套和塔200之间的空间可以用惰性气体如二氧化碳,氮和/或氩吹扫(flushed)填。如应当理解的,对塔200提供夹套可以另外保护免受外部点火源,所述外部点火源可以引起环氧烷的爆炸性分解。在所示例的实施方案中,环氧烷回收塔200是由不锈钢制成的垂直取向的圆筒形塔。
在环氧烷回收塔200内的操作条件可以根据加工条件而调节。例如,塔200可以在宽范围的压力下操作,所述的压力范围在亚大气压(即,真空)至近大气压,至超大气压。实际上,塔200的通常操作压力可以在系统设计过程中选择,尽管存在一些灵活性以用于调节塔200在正常操作过程的压力。塔200的设计操作压力可以在约60千帕(kPa)至约2,200kPa的范围内,优选在约80kPa至约1,100kPa的范围内,并且更优选在约200kPa至约450kPa的范围内。
此外,越过塔200可以存在压力梯度,其中在汽提部202中的压力最高,而在再吸收区域204中的压力最低。这种梯度可以越过塔200和/或塔200的不同部分逐渐改变,或可以是突然的压力变化。如本领域中的技术人员应当理解的,压降可能主要在汽提部202中的分离级(例如塔板和/或填料)两端产生(如在本文中进一步论述)、在冷凝区205两端产生(这将在本文中论述),和/或在再吸收区域204中的分离级两端产生(如在本文中进一步论述)。此外,压降可能受设计和操作因素如蒸气回流、液体回流、分离级数量(例如,塔板和/或填料高度和/或填料的选择)和/或冷凝器设计以及其它因素影响。在塔中的压力梯度可以在约1kPa至约1,000kPa的范围内,优选在约3kPa至约500kPa的范围内,更优选在约5kPa至约300kPa的范围内。
环氧烷回收塔200还可以在宽范围的温度操作。实践中,塔200的操作温度可以在系统设计过程中选择,但是在操作过程中塔200的温度可能有明显的变化。此外,塔200中可能存在温度梯度,其中汽提部202中的温度最高,而在再吸收区域204中的温度最低。这种梯度可以越过塔200和/或塔200的不同部分逐渐变化,或可以是突然的温度变化。汽提部202的操作温度可以在约40℃至约200℃、优选约60℃至约160℃并且更优选约80℃至约140℃的范围。冷凝区205的操作温度可以在约0℃至约140℃、优选约3℃至约100℃并且更优选约5℃至约60℃的范围。再吸收区域204的操作温度可以在约10℃至约120℃、优选约20℃至约100℃并且更优选约25℃至约80℃的范围。
如本领域技术人员可以理解的,在本文中论述的,塔200的操作温度、塔200的操作压力以及进料流206的组成均可以是高度相互依赖的。此外,塔200的某些部可以受其它变量比如再吸收水温、所需的回流比、压降、其它进料入口和/或出口的存在和/或辅助加热器和/或冷却器的存在的影响。在设计和操作中,可以使这些变量最佳化以提供在汽提部202的操作成本、再吸收区域204的操作成本,冷凝区205的操作成本以及总的塔200投资成本之间的平衡。例如,汽提部202当以更低的压力运行时可以具有最低的操作成本;然而再吸收区域204在高压下操作时可以具有最低的操作成本。其它因素还可以影响所选择系统的操作压力,比如塔成本(例如,塔压力越高导致投资成本越高),热源可利用性(例如,需要热源来驱使汽提部202达到某一温度),或冷却源可利用性(例如,需要冷却源以达到冷凝区205中的操作温度)。此外,通常最佳的经济平衡涉及热联合要求或与装置的其它部分的其它联合要求。
环氧烷回收塔200包括汽提部202、冷凝区205和再吸收区域204,所述冷凝区205包括在汽提部202上方以串联方式配置的至少两个冷凝器207、209。在某些实施方案中,汽提部202可以位于环氧烷回收塔200的下部,而再吸收区域204可以位于环氧烷回收塔200的冷凝区205中的至少两个冷凝器中的最后一个的上方。
在一些实施方案中,汽提部202可以在约130kPa至约150kPa的范围内的压力和在约100℃至约120℃的范围的温度操作,而再吸收区域204可以在约110kPa至约130kPa的范围内的压力和在约30℃至约50℃的范围内的温度操作。
如本领域技术人员已知的,塔200的设计和操作可以取决于进料流206的组成以及期望产物的组成等。在一些情况下,例如,在二元组分进料的情况下,可以使用分析方法比如麦凯布-蒂尔法(McCabe Thiele method)或芬斯克方程(Fenske equation)来确定用于实现所需分离的平衡级的数量。对于多组分进料流,对于设计(例如,确定为了实现所需分离而需要的平衡级的数量)和操作(例如,对于确定最佳操作条件)都可以使用模拟模型。此外,一旦确定平衡级的数量,则本领域技术人员可以使用常规实验来确定为了实现所需的分离而在塔中使用的分离级的实际数量(例如,塔板的实际数量或填料的实际高度)。
本公开内容的塔200可以使用蒸馏塔板(板式)、填料或蒸馏塔板和填料的组合来操作。蒸馏塔板可以是通常在蒸馏塔中找到的类型的塔板,比如筛板、泡罩板或浮阀塔板等。在一些实施方案中,在每块塔板之间的距离可以变化。此外,在使用填料的实施方案中,填料材料可以是无规堆砌的填料,比如例如,金属或陶瓷的拉西环、鲍尔环或Bialecki环。填料材料还可以是结构化片-金属填料,比如那些已知的并且可以例如以名称Gempak(美国德克萨斯州达拉斯的Kock-Glitsch,LP)和/或Mellapak(瑞士Gebr.Sulzer,Winterthur)商购的那些。
在使用无规填料的实施方案中,提供所需数量的分离级的填料的总要求高度可以通过计算出的平衡级的数量乘以理论塔板高度或HETP来确定。所述HETP是将产生与平衡级相同的分离的填料的高度的值。如本领域的技术人员所知的,HETP可以取决于所选择的填料的种类而变化。
在一些实施方案中,填料的总高度可以被分开成一个或多个区,其中气液再分布器在所述区之间,例如,以容纳由于填料的结构整体性所带来的高度限制或用于容纳进料流或产物流。在一些实施方案中,与塔板相比,填料可以提供更低的压降的优点,但是也必需考虑由于塔板相对于填料的选择所引起的成本差异。
本公开内容的塔200的汽提部202可以以这样的方式操作:包括4至14个之间的分离级,优选6至12个之间的分离级,并且更优选7至11个分离级。同样地,汽提部202可以包括约6至约25个分离级。在一些实施方案中,当使用塔板时,每块塔板之间的距离可以变化,其中每块塔板之间的距离被最优化,以用于进料流206组分在每块塔板的具体的温度和压力下的最好分离。
在一些实施方案中,每一个分离级可以处于不同的温度和压力,其中汽提部202的下部可以具有最高的压力和温度。在一些实施方案中,随着在汽提部202中的向上行进,温度和压力可以在一个或多个连续的分离级降低。在一些实施方案中,相对于在每一个分离级中的压力和温度条件,进料流206的气液平衡以独特的方式发生变化(react)。
在一些实施方案中,汽提部202可以具有许多部件,包括入口和出口。可以更改入口和出口的形状或结构以影响和/或控制通过其中的流动。例如,入口/出口的内表面可以是刻来复线的(rifled)。刻来复线可以使流体旋转流出末端并且增强混合。在图2中,在汽提部202的上部设置进料入口211以将进料流206引入到汽提部202中。
在一些实施方案中,进料流206包括环氧烷和水。进料流206中的其它化合物的非限制性实例包括甲烷、二氧化碳、氧和/或烯烃等。在一些实施方案中,进料流206的组成是约1重量%至约5重量%的环氧烷,0重量%至约0.03重量%的烷烃(例如,甲烷),约0重量%至约0.03重量%的二氧化碳,约0重量%至约0.015重量%的氧,约0重量%至约0.06重量%的烯烃,以及由水构成的其余部分,其中所有重量%基于进料流206的总重量。在一个实施方案中,进料流206的组成是约3重量%的环氧乙烷,约0.02重量%的甲烷,约0.02重量%的二氧化碳,约0.01重量%的氧,约0.04重量%乙烯,以及由水构成的其余部分,其中所有重量%基于进料流206的总重量。进料流206还可以含有杂质,即,含氯的有机化合物和氧化的烃。在某些实施方案中,进料流206可以是具有两相,即,液相和气相。
可以将由在吸收器中吸收稀的环氧烷混合物产生的进料流206引入到塔200的汽提部202中。在某些实施方案中,可以将蒸汽或热水作为第一气态流208引入到汽提部202中,从而以逆流方式接触进料流206。
在一些实施方案中,通过利用放置在塔200的内部或外部的加热机构,可以在汽提部202内产生蒸汽。例如,可以使用蒸汽加热再沸器来加热汽提部202底部的水并且使其沸腾。
在一些实施方案中,第一气态流208通过将进料流206的一部分转化成第一气相210部分而从进料流206汽提环氧烷。如本文中使用的,第一“气相部分”210是经历相变并且随后进入冷凝器的进料流206的一部分,如本文中讨论的。
在本公开内容的实施方案中,第一气相部分210进入到第一冷凝器207中。进料流206的剩余部分212包括水和痕量的环氧烷,以及其它化合物。可以从汽提部202的底部部分移去进料流206的剩余部分212并且将其输送回至吸收器(absorber),如本文中讨论的,以在进料流206中收集更多的要送回至塔200的环氧烷。在一些实施方案中,被输送到吸收器的进料流206的剩余部分212中的环氧烷可以在约0至约1,000ppm(每百万分之份)环氧烷的范围内。
汽提部202还可以包括至少一个入口(未示出),用于从环氧烷预回收或后回收工艺引入含有烯烃和/或环氧烷的输入流,以将环氧烷制备和回收的效率以及经济最大化。如在之前论述的,回收塔200可以是环氧烷-烷撑二醇制造装置中的一部分,所述环氧烷-烷撑二醇制造装置包括环氧烷制备、浓缩、纯化和任选的二醇形成。
如本文中讨论的,汽提部202可以位于包括以串联方式的至少两个冷凝器207、209的冷凝区205下方。通过包括具有以串联形式的至少两个冷凝器的冷凝区205,与没有冷凝区205的相同方法相比,可以回收增加收率的纯化的环氧烷。杂质减少可以将随后的二醇反应工艺中的不想要的化学反应最小化,并且可以导致纯化二醇产物中改进的紫外吸光度和颜色。
在一些实施方案中,进料流206的第一气相部分210可以从汽提部202流到冷凝区205的第一冷凝器207以冷却并部分冷凝第一气相部分210,从而制备液体回流流222和第二气相部分224。在一些实施方案中,进入冷凝区205的第一冷凝器207中的进料流206的第一气相部分210可以具有在约80℃至约110℃的范围内,优选在约90℃至约100℃的范围内的温度。
在一些实施方案中,冷凝区205中的第一冷凝器207可以包括,例如,以逆流方式流到进料流206的第一气相部分210以冷却和部分冷凝第一气相部分210的冷却水流(未示出)。如在图2中所示,冷凝区205的第一冷凝器207可以与塔200成为一体并且可以位于汽提部202上方。在一些实施方案中,冷凝区205中的第一冷凝器207可以在塔200外部并且与汽提部202串联设置。
在一些实施方案中,冷凝区205中的第一冷凝器207可以是回流冷凝器,其中冷凝区205中的第一冷凝器207将冷凝蒸气直接返回到汽提部202,而未冷凝的气体通过冷凝区205中的第一冷凝器207。在一些实施方案中,可以在环氧烷制备工艺的其它部分中使用从冷凝区205中的第一冷凝器207移去的热量的一部分。
冷凝区205中的第一冷凝器207还可以包括位于冷凝区205中的第一冷凝器207上方的烟囱式塔板226,使得第二气相部分224可以流动通过烟囱228并且进入到冷凝区205中的第二冷凝器209中,如在本文中讨论的。如本文中使用的,“烟囱式塔板”是这样的方式设计的塔板:它允许蒸气(例如,第二气相部分224)经由它上升,但是它防止液体通过塔板226下降。在一些实施方案中,第一烟囱式塔板226由具有烟囱228的实心塔板或竖管形成,其被“罩”封顶以防止液体通过竖管落下。“竖管”,如本文中使用的,是这样一种开口管,其延伸通过烟囱式塔板226、直至到达第一烟囱式塔板226上方一定距离,从而使得液体可以收集在第一烟囱式塔板226上而没有流回到汽提部202中。如本文中使用的,“罩”是指覆盖物,其松散地连接到竖管上,从而可以允许蒸气向上流动并且流出竖管,同时防止例如来自冷凝区205中的第二冷凝器209的冷凝液体进入竖管并且排放到冷凝区205中的第一冷凝器207中。如本领域技术人员应当理解的,烟囱228可以额外增强通过填充塔向上流动的蒸气(例如,第二气相部分224)的分布,其中所述填料是塔板、堆砌的填料、结构化的填料,或塔板和填料的混合物。
在一些实施方案中,烟囱式塔板226可以被设计成在不正常状态中允许烟囱式塔板226上的液体溢流到冷凝区205中的第一冷凝器207中。如本文中使用的,术语“不正常状态”被定义为其中存在扰动和/或偏离工艺的正常功能的状态。
如在图2中所示的,可以将第二气态流230在第一烟囱式塔板226上方引入到塔200中,以从在第一烟囱式塔板226上收集的第一水溶液232中汽提轻质气体,例如二氧化碳和/或氧,如在本文中进一步讨论的。在一些实施方案中,第二气态流230可以是蒸汽。将第一水溶液232汽提可以制备第一水溶液232的包含轻质气体如二氧化碳和氧的气相部分234。如本领域技术人员应当理解的,第一水溶液232的气相部分234可以与第二气相部分224一起向上流动到冷凝区205中的第二冷凝器209中。
可以将第一水溶液232作为位于在烟囱式塔板226上收集液体的地方附近的侧取出部的第一环氧烷流236,在冷凝区205中从塔200移去。在一些实施方案中,可以将从塔200中的冷凝区205移去的第一环氧烷流236送至二醇反应器以将第一环氧烷流236转化成烷撑二醇。还可以将第一环氧烷流236发送用于进一步纯化或用于其它反应。
如在图2中所示,第一气相部分224可以从冷凝区205中的第一冷凝器207流至冷凝区205中的第二冷凝器209,以冷却和部分冷凝第二气相部分224,从而制备富环氧烷蒸气流235和第一水溶液232,如本文中讨论的。在一些实施方案中,第二气相部分224可以进入到在约20℃至约60℃,优选约30℃至约40℃范围内的温度的在冷凝区205中的第二冷凝器209中。
在一些实施方案中,冷凝区205中的第二冷凝器209可以包括例如冷却水流(未示出),所述冷却水流以相对于第二气相部分224逆流的方式流动,用于冷却并部分冷凝第二气相部分224。在一些实施方案中,冷却水流可以是急冷水或盐水。
如在图2中示例的,冷凝区205中的第二冷凝器209可以与塔200成为一体并且可以位于冷凝区205中的第一冷凝器207的上方。在一些实施方案中,冷凝区205中的第二冷凝器209可以在塔200的外部并且可以以与冷凝区205中的第一冷凝器207和汽提部202串联的方式配置。另外,冷凝区205中的第二冷凝器209可以是回流冷凝器,其中冷凝区205中的第二冷凝器209将冷凝蒸气返回到冷凝区205中的第一冷凝器207以形成第一水溶液232,同时未冷凝的气体通过冷凝区205中的第二冷凝器209到达再吸收区域204。
与冷凝区205中的第一冷凝器207类似,冷凝区205中的第二冷凝器209可以包括第二烟囱式塔板238,所述第二烟囱式塔板238包括第二烟囱240。如本文中讨论的,第二烟囱式塔板238可以允许蒸气(例如,富环氧烷蒸气流235)通过进入到再吸收区域204中,同时允许在再吸收区域204中形成的冷凝液体收集在第二烟囱式塔板238上。
如在图2中示例的,富环氧烷蒸气流234可以经由通过第二烟囱240而进入到再吸收区域204中。例如,富环氧烷蒸气流235可以从第二冷凝器209进入到再吸收区域204的下部。
再吸收区域204,如所示例的,具有由分离级(例如,塔板、堆砌的填料、结构化的填料或塔板和填料的混合物)构成的质量传递部,如本文中关于汽提部202中的质量传递部所讨论的。塔200的再吸收区域204可以以包括2至10个之间的分离级,优选3至9个之间的分离级,并且更优选4至8个之间的分离级的方式运行。
可以在再吸收区域204中设置水入口以引入水流242。在一些实施方案中,水流242可以是工艺用水(process water)或原水(raw water)。在一些实施方案中,水流242可以是来自环氧烷制备工艺中的一个或多个的再循环流。可以将水流242提供给在再吸收区域204的上部的再吸收区域204。
在一些实施方案中,水流242可以再吸收富环氧烷蒸气流235中的环氧烷的至少一些以形成第二水溶液244。如应当理解的,再吸收富环氧烷蒸气流235中的环氧烷以形成第二水溶液244可能要求足以再吸收所需量的环氧烷的量的水流242。根据本公开内容的实施方案,再吸收富环氧烷蒸气流235中的环氧烷的至少一些可以包括:再吸收约1%至约80%的来自富环氧烷蒸气流235的环氧烷。在各种实施方案中,再吸收富环氧烷蒸气流235中的环氧烷的至少一些可以包括:再吸收约3%至约65%的来自富环氧烷蒸气流235的环氧烷。
在一些实施方案中,基于第二水溶液244的总重量,从再吸收富环氧烷蒸气流235中的环氧烷制备的第二水溶液244可以包含在约2重量%至约10重量%范围内的环氧烷。在某些实施方案中,再吸收区域204可以包括第二侧取出部,所述第二侧取出部位于再吸收区域204的下部,用于将第二水溶液244作为第二环氧烷流246从塔200移去。
在一些实施方案中,第二侧取出部可以位于再吸收区域204的侧壁。在一些实施方案中,第二侧取出部可以与二醇装置反应器物理连通。这样,可以将第二水溶液244转移到二醇装置反应器,在所述二醇装置反应器中,环氧烷通过与水的反应而转化成烷撑二醇。
在一些实施方案中,基于第二环氧烷流246的总重量,第二环氧烷流246可以包括约10重量%的环氧烷。另外,离开塔的第二环氧烷流246的温度可以取决于工艺条件(例如,水流温度、水流流动速率、注射到气态流中的气体的量等)而变化。在一些实施方案中,第二水溶液246的温度可以为约50℃。
在各种实施方案中,第二取出部可以与环氧烷纯化装置物理连通。环氧烷纯化装置可以进一步通过移去杂质如醛杂质和/或轻质气体(例如,甲烷,二氧化碳和氧)而精制第二水溶液246。
在图2的示例实施方案中,再吸收区域204可以包括用于引入第二气态流250的气态流入口248。在一些实施方案中,第二气态流250包括蒸汽。气态流250可以从第二水溶液246汽提轻质气体如二氧化碳和氧,以形成气相轻质杂质馏分252。如应当理解的,气相轻质杂质馏分252与没有在冷凝区205中的第二冷凝器209中冷凝的富环氧烷蒸气流235一起向上流动。
在一些实施方案中,在再吸收区域204中形成的气相轻质杂质馏分252可以流到塔200的上部。然后,通过位于再吸收区域204上部的顶部出口,可以从塔200移去气相轻质杂质馏分252。
在一些实施方案中,塔200可以包括排气压缩机254,其可以压缩气相轻质杂质馏分252,以制备压缩的气相轻质杂质馏分256和冷凝液体258。在一些实施方案中,压缩的气相轻质杂质馏分256可以被再循环回到环氧烷反应器。另外,可以将冷凝液体258循环回到塔200的汽提部202,以回收可能存在于冷凝液体258中的环氧烷和水。
本发明的实施方案通过在汽提部202和再吸收区域204之间包括以串联形式的第一和第二冷凝器207、209以形成冷凝区205,可以改进醛杂质的移去。因而,可以将在再吸收区域204中产生的第二水溶液244直接发送到烷撑二醇反应器。
对于各种实施方案,根据本公开内容的环氧乙烷回收物(recovery)可以被加工,以提供另外的下游产品,比如例如,1,2-二醇,1,2-二醇醚、1,2-碳酸酯和烷醇胺。由于本公开内容提供了对环氧乙烷的分离和纯度的改进,因此预期在本文中提供的改进将进一步提供对这些下游工艺和/或产品的改进。因此,本文中还提供了对1,2-二醇、1,2-二醇醚、1,2-碳酸酯和烷醇胺生产的改进方法。
环氧乙烷成为1,2-二醇或1,2-二醇醚的转化可以包括例如:使环氧乙烷与水反应,适当地在酸或碱催化剂的存在下反应。例如,对于1,2-二醇相对于1,2-二醇醚的优先制备,环氧乙烷可以与10倍摩尔过量的水在如下情况下反应:在液相反应中,在酸催化剂如基于总反应混合物为0.5-1.0重量%硫酸存在下,在50-70℃,在1巴的绝对压力;或在气相反应中,在130-240℃和20-40巴绝对压力,优选在没有催化剂的情况下。如果降低水的比例,则1,2-二醇醚在反应混合物中的比例将增加。由此制备的1,2-二醇醚可以包括二-醚、三-醚、四-醚或其它多醚。备选地,通过用醇比如甲醇或乙醇转化环氧乙烷,或通过用所述醇代替至少一部分水,可以制备1,2-二醇醚。所得的1,2-二醇和二醇醚可以在食品、饮料、烟草、化妆品、热塑性聚合物、可固化树脂体系、洗涤剂、热传递体系等工业中的广泛的终端应用中使用。
根据本发明回收的环氧乙烷成为烷醇胺的转化可以包括使例如环氧乙烷与氨反应。可以使用无水氨或氨水,但是无水氨有利于制备单烷醇胺,并且当优选单烷醇胺时,可以使用无水氨。例如在天然气的处理中,可以使用所得的烷醇胺。氧化烯烃可以通过使氧化烯烃与二氧化碳反应而被转化成对应的1,2-碳酸酯。必要时,1,2-二醇可以通过随后使1,2-碳酸酯与水或醇反应以形成1,2-二醇而制备。对于可应用的方法,可提及的有美国专利6,080,897,该专利通过引用结合在此。
为了再更全面显示本公开内容的属性,阐述典型程序的下列实施例,除非另外指出,应当理解的是,这些实施例仅示意性地提供,并且不意在限制本公开内容的范围。
本公开内容的具体实施方案
下列实施例使用ASPEN 2004.1模拟进行,并且仅经由举例说明而提供,并且不应当限制于解释本公开内容的范围。使用来自Aspen Technology,Inc.(美国马萨诸塞州,剑桥)的AspenTech’s Aspen Plus 2004.1,即一种在化学工业中普遍使用的可商购的模拟包进行质量和能量平衡。在组分列表中包括了在典型环氧乙烷/乙二醇制备设备中存在的普通组分,包括环氧乙烷、乙烯、氧、氩、二氧化碳、甲烷、水、乙烷、氮、单烷撑二醇、乙二醇、三甘醇、四甘醇和乙醛。在该模拟中使用的基本方法是采用亨利定律(Henry’s Law)的UNIQUAC/Redlich-Kwong状态方程。
使用单个的6个分离级的RadFrac模块,模仿再吸收器/轻质气体汽提器。将再吸收水进料到顶部分离级即分离级1,而将进料流进料到分离级5中。将汽提蒸汽进料到分离级6。尾液(tails liquid)在分离级6离开塔的底部,而工艺气体在分离级1离开塔的顶部。调节再吸收水、蒸汽流量、冷凝器出口温度和对汽提器的热量输入,以提供所需的轻质气体浓度和在液体尾流(tails stream)中的环氧乙烷的量。
实施例1
在此实施例中,使用本公开内容的工艺条件进行计算机模拟,其中如图1中描绘的,对汽提器段/再吸收区域增加第二冷凝器(急冷冷凝器)、烟囱式塔板和汽提部。第一冷凝器形成对于(with)汽提部的回流。离开第一冷凝器的蒸气通过烟囱式塔板并且进入第二冷凝器。来自第二冷凝器的冷凝液体通过环状空间(annulus)中的填充部分在烟囱周围向下流回到塔中。在填充部分下方进料工艺蒸汽以汽提出在冷凝液体中溶解的轻质气体。汽提气体被强制通过第二冷凝器在塔中上行。被汽提了轻质气体的液体被收集在第一烟囱式塔板上并且离开塔,以用作用于环氧乙烷纯化塔的原料。通过第二冷凝器顶部的气体通过第二烟囱式塔板并且进入再吸收区域。水相对于气体逆流地流下,从而吸收环氧乙烷和一些轻质气体。离开塔的顶部的蒸气占优势地为轻质气体、蒸汽,和痕量的环氧乙烷和杂质。离开再吸收区域的液体向下流到包围烟囱式塔板的环状空间中的小的填充部分中。在填充部分下方进料蒸汽以汽提轻质气体。在第二烟囱式塔板上收集汽提液体并且将其进料到二醇反应系统。在此实施例中,约65%的被进料到汽提器的环氧乙烷被作为冷凝液体收集并且被进料到环氧乙烷纯化塔。从模拟产生的值显示在表1中。
表1
实施例2
在此实施例中,使用工艺条件汽提部、单个冷凝器和再吸收区域进行计算机模拟。塔冷凝器形成对于汽提部的回流。通过冷凝器顶部的气体通过烟囱式塔板并且进入再吸收区域。水相对于气体逆流地流下,从而将环氧乙烷和一些轻质气体吸收在水中。离开塔的顶部的蒸气占优势地为轻质气体、蒸汽,和痕量的环氧乙烷和杂质。离开再吸收区域填料的液体向下流到包围烟囱式塔板的环状空间中的小的填充部分中。在填充部分下方进料蒸汽以汽提轻质气体。在烟囱式塔板上收集汽提液体并且将其进料,使得35%进入到二醇反应系统,并且65%进入到EO纯化系统。从模拟产生的值显示在表2中。
表2
如通过实施例1和2的比较可以看出,在实施例1中所述的工艺条件中,二醇进料流中的杂质(例如,乙醛和二氯化乙烯)的量大大减少。如以上讨论的,这些杂质在对于二醇反应器的进料中是不适宜的,因为杂质可以降低二醇质量。在对于二醇反应器的进料流(即,“至二醇的EO/水”)中杂质的减少归因于第二冷凝器在冷凝区中的存在,如本文中的实施方案中所述的。与图1中所述的塔相比,第二冷凝器允许进料流被冷凝和汽提另外一次,从而提供了用于移去杂质的额外机会。
Claims (20)
1.一种用于回收环氧烷的系统,所述系统包括:
汽提部,所述汽提部位于环氧烷回收塔中,用于将包括环氧烷和水的进料流转化成包括环氧烷的第一气相部分;
冷凝区,所述冷凝区至少包括以串联方式配置的第一冷凝器和第二冷凝器,使得:
所述第一冷凝器部分地冷凝所述第一气相部分,以制备液体回流
流和包括环氧烷、水和轻质气体的第二气相部分;
所述第二冷凝器部分地冷凝所述第二气相部分,以制备富环氧烷
蒸气流和包括环氧烷、水和轻质气体的第一水溶液;和
再吸收区域,所述再吸收区域位于在所述至少两个冷凝器中的最后一个的上方的所述环氧烷回收塔中,其中含水流从所述富环氧烷蒸气流再吸收环氧烷,以制备包括环氧烷、水和轻质气体的第二水溶液。
2.根据权利要求1所述的系统,所述系统还包括取出部,所述取出部位于所述第二冷凝器和所述再吸收区域中的至少一个的下部。
3.根据前述权利要求中任一项所述的系统,所述系统还包括:至少一个气态流入口,所述气态流入口用于将气态流引入到所述第二冷凝器和所述再吸收区域中的至少一个中,以从所述第一水溶液和所述第二水溶液中的至少一个汽提轻质气体,从而形成第一和第二气相轻质杂质馏分中的至少一个;和
上取出部,所述上取出部位于所述环氧烷回收塔上,用于从所述环氧烷回收塔移去一种或多种气相轻质杂质馏分。
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统,其中所述汽提部包括来自二氧化碳吸收器的与所述轻质杂质馏分一起收集的二氧化碳流。
5.根据前述权利要求中任一项所述的系统,其中所述至少两个冷凝器与所述环氧烷回收塔成为一体并且位于所述汽提部的上方。
6.根据前述权利要求中任一项所述的系统,其中所述富环氧烷蒸气流包括至少约70摩尔%的环氧烷。
7.根据前述权利要求中任一项所述的系统,其中所述进料流基于总进料流重量包括:约0重量%至约10重量%的环氧烷,约0重量%至约0.1重量%的乙醛,约0重量%至约1重量%的甲烷,约0重量%至约1重量%的二氧化碳,约0重量%至约1重量%的氧,和约0重量%至约1重量%的烯烃。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统,其中所述第一水溶液包括约50重量%至约99重量%的环氧烷,并且所述第二水溶液包括约0重量%至约10重量%的环氧烷。
9.根据前述权利要求中任一项所述的系统,所述系统还包括烟囱式塔板,所述烟囱式塔板位于所述第二冷凝器的下部,其中在所述第二气相部分通过所述烟囱式塔板的烟囱的同时,所述第一水溶液收集在所述烟囱式塔板上。
10.根据前述权利要求中任一项所述的系统,所述系统还包括烟囱式塔板,所述烟囱式塔板位于所述再吸收区域的下部,其中在所述富环氧烷蒸气流通过所述烟囱式塔板的烟囱的同时,所述第二水溶液收集在所述烟囱式塔板上。
11.一种用于回收环氧烷的方法,所述方法包括:
将包括环氧烷的进料流引入到包括汽提部、冷凝区和再吸收区域的环氧烷回收塔中,其中所述冷凝区至少包括以串联方式配置的第一冷凝器和第二冷凝器;
从所述进料流汽提环氧烷的至少一部分以制备第一气相部分,其中所述第一气相部分从所述汽提部通过所述冷凝区流到所述再吸收区域;
将所述冷凝区的所述第一冷凝器中的所述第一气相部分部分地和渐增地冷凝成液体回流流和第二气相部分;
将所述冷凝区的所述第二冷凝器中的所述第二气相部分冷凝成富环氧烷蒸气流和第一水溶液;和
在所述再吸收区域中将来自所述富环氧烷蒸气流的环氧烷的至少一些再吸收到含水流中,以制备第二水溶液。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法,所述方法还包括通过引入气态流,从所述第二水溶液和所述第二水溶液的至少一个中汽提轻质气体,以形成气相轻质杂质馏分。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法,所述方法还包括:将气相轻质杂质馏分作为位于所述环氧烷回收塔上的顶部取出部的顶部离开流,从所述环氧烷回收塔移去。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中将来自所述第一冷凝器的所述气态流通过所述第二冷凝器冷凝以制备所述第一水溶液,并且将其发送到环氧烷纯化塔。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中将来自最后一个冷凝器的气态流由含水流在所述再吸收区域中吸收以制备第二水溶液,并且将其发送到二醇反应器。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中来自所述第二冷凝器的所述水溶液包括约50重量%至约99重量%的环氧烷。
17.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中来自再吸收区域的下部的所述水溶液包括约0重量%至约10重量%的环氧烷。
18.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述环氧烷为环氧乙烷或环氧丙烷。
19.根据权利要求18所述的方法,其中所述方法包括将环氧乙烷在二醇反应器中转化成乙二醇。
20.根据权利要求18所述的方法,其中所述乙二醇为一乙二醇、二甘醇和三甘醇中的至少一种。
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