CN110621646B - 在碳酸亚乙酯和乙二醇制备方法中的热集成 - Google Patents

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Abstract

提供了用于由环氧乙烷制备碳酸亚乙酯和乙二醇的方法和相关的反应系统，特别是涉及在再循环气流的处理中用于热集成的方法和相关的反应系统。具体而言，提供了一种方法，其包含将环氧乙烷吸收器顶部物流供应至冷凝器以产生冷却的再循环气流和一种或多种含水物流，加热至少一部分所述冷却的再循环气流以提供加热的再循环气流，在位于环氧乙烷反应器上游的一个或多个保护床系统中，使所述加热的再循环气流与一种或多种保护床材料接触，以提供经处理的再循环气流；在环氧乙烷反应器中使包含乙烯、氧气和至少一部分所述经处理的再循环气流的环氧化进料气与环氧化催化剂接触，以产生环氧化反应产物流，在羧化和水解催化剂的存在下，使环氧乙烷吸收器中的环氧化反应产物流与贫吸收剂流接触，以产生包含碳酸亚乙酯和/或乙二醇的富吸收剂流和环氧乙烷吸收器顶部物流，其中冷却的再循环气流通过与选自以下的热工艺流进行热交换而加热：(i)环氧乙烷吸收器顶部物流，(ii)乙二醇纯化塔顶部冷凝器中产生的蒸汽，和(iii)通过闪蒸所述方法中收集的冷凝物流产生的蒸汽，或其组合。

Description

在碳酸亚乙酯和乙二醇制备方法中的热集成
技术领域
本发明涉及由环氧乙烷制备碳酸亚乙酯和乙二醇的方法和系统，尤其涉及再循环气流处理中的热集成。
背景技术
乙二醇(EG)是一种有价值的工业化合物，被广泛用作制造聚酯纤维和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂的原料；它还可用于汽车防冻液和液压制动液、飞机除冰器以及医药产品中。
乙二醇通常由环氧乙烷(EO)制备，而环氧乙烷又通过银催化的乙烯氧化制备。更具体地说，乙烯和氧气通常在10-30巴的压力和200-300℃的温度下通过氧化银催化剂，从而生成包含环氧乙烷、二氧化碳、乙烯、氧气和水的产物流。在一种众所周知的方法中，然后在非催化过程中使环氧乙烷与大量过量的水反应，生成包含接近90重量％的单乙二醇(MEG)的乙二醇产物流，其余主要为二乙二醇(DEG)、一些三乙二醇(TEG)和少量高级同系物。在另一种众所周知的方法中，环氧乙烷在催化剂的存在下与二氧化碳反应以产生碳酸亚乙酯。随后将碳酸亚乙酯水解以提供乙二醇。通过碳酸亚乙酯的反应显著提高了环氧乙烷转化为单乙二醇的选择性。
在过去的几十年中，已经进行了许多努力来开发用于由烯烃生产烷二醇，特别是由乙烯生产乙二醇的简化方法和设备。例如，GB2107712描述了一种制备单乙二醇的方法，其中将来自环氧乙烷(EO)反应器的气体直接供应至反应器中，其中将环氧乙烷转化为碳酸亚乙酯或转化为乙二醇和碳酸亚乙酯的混合物。
EP 0776890描述了一种方法，其中将来自乙烯环氧化反应器的气体供应至吸收器，其中吸收溶液主要含有碳酸亚乙酯(EC)和乙二醇(EG)。将吸收溶液中的环氧乙烷供应至羧化反应器，并使其在羧化催化剂存在下与二氧化碳反应。随后在添加水的情况下，将吸收溶液中的碳酸亚乙酯供应至单独的水解反应器中，并在水解催化剂的存在下进行水解。
EP2178815描述了用于制备单乙二醇的反应吸收方法，其中将来自乙烯环氧化反应器的气体供应至反应吸收器，并使环氧乙烷在一种或多种羧化和水解催化剂的存在下与含水贫吸收剂接触，并且其中在吸收器中，大部分环氧乙烷会转化为碳酸亚乙酯(EC)或乙二醇(EG)。
在这些情况的每一个中，将从环氧乙烷吸收器或反应性吸收器产生含有未被再循环吸收剂流吸收的气体的气流。该气流在吸收器顶部或顶部附近作为环氧乙烷吸收器顶部物流去除，该顶部物流通常包含未反应的反应物(例如，乙烯和氧气)、压载气体(例如，甲烷)、二氧化碳等。
环氧乙烷吸收器顶部物流通常在二氧化碳去除段中至少部分地处理，然后与绕过二氧化碳去除段的任何气体再合并。然后，在压缩之后，将合并的气体至少部分地作为再循环气流再循环至环氧乙烷反应器。
然而，已经发现，在使用含碘化物的羧化催化剂在吸收器中进行羧化反应的那些方法中，分解材料和副产物可能存在于再循环气流和/或富吸收剂流中。此类分解材料和副产物的实例包括含气态碘化物的杂质，例如烷基碘化物(例如，甲基碘化物、乙基碘化物等)和乙烯基碘化物。
通常用于乙烯到环氧乙烷的转化(环氧化)中的银基催化剂非常容易受到催化剂中毒影响，特别是由于含气态碘化物的杂质如烷基碘化物和乙烯基碘化物而中毒。催化剂中毒会影响环氧化催化剂的性能，特别是选择性和/或活性，并缩短环氧化催化剂在必须用新鲜催化剂更换催化剂之前可以保留在环氧化反应器中的时长。
因此，希望在与环氧化催化剂接触之前从再循环气流中尽可能地去除此类催化剂毒物。为此，已经开发了位于EO反应器上游的一个或多个所谓的“保护床”系统的应用，如先前在EP2285795、EP2279182和EP2155375等中所公开。此类保护床系统通常包含一个或多个保护床容器，每个保护床容器包含入口、出口和填充床(“保护床”)，所述填充床包含能够通过化学或物理手段减少气流中含碘化物的杂质的量的吸收剂(“保护床材料”)，所述化学或物理手段包括但不限于与杂质反应和吸收杂质。
众所周知，与保护床接触的再循环气流中存在浓度很高的水会对保护床材料的吸收能力产生负面影响。因此，环氧乙烷吸收器顶部物流通常被冷却至约15至50℃的温度，以从顶部气流中冷凝和分离水。这样，减少了供应至一个或多个保护床系统的再循环气流中的水浓度。此外，来自环氧乙烷吸收器的蒸发的二醇也被冷凝和回收，并与冷凝水一起循环回到环氧乙烷吸收器。另外，在压缩之前对再循环气流进行冷却减少了压缩机的能量消耗，并有助于选择合适的压缩机材料。
为了最大程度地提高适用于从再循环气流中去除杂质的保护床材料的吸收能力，保护床系统在通常介于65至145℃范围内的高温下操作，这取决于要去除的杂质和使用的保护床材料。因此，冷却的环氧乙烷吸收器顶部物流需要再次加热至位于环氧乙烷吸收器顶部冷凝器下游的第一保护床系统的优选操作温度。
可以通过多种加热器和冷却器设备来实现将一个或多个保护床系统的气态进料流加热(以及任选地随后冷却)至最佳保护床操作温度，通常包括外部蒸汽和冷却水的进口。然而，乙二醇制造厂中包括的每个附加的加热和冷却装置都会对总体资本和运营支出产生负面影响。
因此，本发明人寻求提供适合于生产碳酸亚乙酯和/或乙二醇的改进的方法和系统。特别地，本发明人试图提供减少气态工艺流中杂质的量的方法和系统，使得所述气态工艺流可以在碳酸亚乙酯和/或乙二醇的生产中再循环，并且还试图降低与之相关联的能量消耗。
发明内容
因此，在一个方面，提供了一种方法，其包含
将环氧乙烷吸收器顶部物流供应至环氧乙烷吸收器顶部冷凝器，以产生冷却的再循环气流和一种或多种含水物流，
加热至少一部分所述冷却的再循环气流以提供加热的再循环气流，
在位于环氧乙烷反应器上游的一个或多个保护床系统中，使所述加热的再循环气流与一种或多种保护床材料接触，以提供经处理的再循环气流，
在环氧乙烷反应器中使包含乙烯、氧气和至少一部分所述经处理的再循环气流的环氧化进料气与环氧化催化剂接触，以产生环氧化反应产物流，
在羧化和水解催化剂的存在下，使环氧乙烷吸收器中的环氧化反应产物流与贫吸收剂流接触，以产生包含碳酸亚乙酯和/或乙二醇的富吸收剂流以及环氧乙烷吸收器顶部物流，
其中冷却的再循环气流通过与选自以下的热工艺流进行热交换而加热：(i)环氧乙烷吸收器顶部冷凝器中的环氧乙烷吸收器顶部物流；(ii)在位于环氧乙烷吸收器顶部冷凝器下游的第一热交换器中，在乙二醇纯化塔顶部冷凝器中产生的蒸汽；(iii)在位于环氧乙烷吸收器顶部冷凝器下游的第二热交换器中，通过闪蒸工艺中收集的一种或多种冷凝物流产生的蒸汽，或其组合。
此外，根据另一方面，提供了用于生产碳酸亚乙酯和/或乙二醇的反应系统，其包含
(i)流体连接至乙烯和氧气源的再循环气体回路；
(ii)环氧乙烷反应器，其包含环氧化催化剂、入口和出口，其中环氧乙烷反应器的入口流体连接至再循环气体回路；
(iii)环氧乙烷吸收器，其配置成产生环氧乙烷吸收器顶部物流和包含碳酸亚乙酯和/或乙二醇的富吸收剂流，所述环氧乙烷吸收器包含羧化和水解催化剂、流体连接至环氧乙烷反应器的出口的入口、用于贫吸收剂的入口、用于排出再循环气流的出口和用于排出富吸收剂流的出口；
(iv)环氧乙烷吸收器顶部冷凝器，其配置成产生再循环气流和冷凝物流，所述环氧乙烷吸收器顶部冷凝器包含流体连接至环氧乙烷吸收器用于排出再循环气流的出口的入口、用于接收冷却的再循环气流的入口、流体连接至再循环气体回路的出口以及用于排出冷却的再循环气流的出口；
(v)精制反应器，其配置成产生乙二醇流，包含流体连接至环氧乙烷吸收器用于排出富吸收剂流的出口的入口，和用于排出乙二醇流的出口；
(vi)脱水器，其配置成产生浓缩的乙二醇流，包含入口和出口，包含流体连接至精制反应器用于排出乙二醇流的出口的入口，和用于排出浓缩的乙二醇流的出口；
(vii)乙二醇纯化塔，其配备有乙二醇纯化塔顶部冷凝器、流体连接至脱水器用于排出浓缩的乙二醇流的出口的入口、用于排出冷凝物流的出口和用于排出蒸汽流的出口，
(viii)一个或多个保护床系统，其包含入口、出口和一个或多个保护床容器，所述容器包含一种或多种保护床材料，其中保护床系统的入口流体连接至再循环气体回路，其中一种或多种保护床材料被配置成从再循环气流中去除一种或多种杂质的至少一部分，以产生经处理的再循环气流；并且其中保护床系统的出口流体连接至再循环气体回路；
(ix)一个或多个保护床加热器，其位于一个或多个保护床系统上游，包含用于接收再循环气流的入口和用于排出加热的再循环气流的出口，其中一个或多个保护床加热器与乙二醇纯化塔顶部冷凝器用于排出蒸汽流的出口和/或冷凝物闪蒸容器的蒸汽出口流体连接。
附图说明
图1和图2是示出本公开的示例性但非限制性实施例的示意图。
具体实施方式
本文描述了用于生产碳酸亚乙酯和/或乙二醇的方法和系统。通过使用本文公开的方法和系统，有可能利用所述方法的一个或多个选定部分中产生的热量来加热其他部分的较冷进料流，从而使乙二醇生产中产生的大部分热能得以在同一方法中回收和利用。更具体地，通过采用消耗乙二醇工艺中产生的低压和中压蒸汽并直接接触热和冷工艺流的热交换器和加热器的特定组合，可以显著减少要提供给所述工艺，甚至使所述工艺成为高压蒸汽的输出物的外部热能的量。
因此，本文公开的系统和方法提供了以下优点：热能被有效地回收并用于所述方法的适当部分中，从而降低了操作成本。另外，这种热集成可以减小现有工艺设备的传热表面，从而允许减小其尺寸，因而进一步有助于降低资本成本。
通过乙烯的环氧化和环氧乙烷的反应性吸收来生产乙二醇和/或碳酸亚乙酯的方法已在WO2009021830、WO2009140318、WO2009140319等中详细描述，其公开内容通过引用并入本文中。
通常，环氧化方法包含在环氧乙烷反应器中使乙烯与氧气在环氧化催化剂的存在下反应以形成环氧乙烷。在这种反应中，氧气可以氧气或空气的形式提供，但优选以氧气的形式提供。通常提供压载气体，例如甲烷或氮气，以允许在高氧水平下运行而不会引起易燃混合物。可以提供缓和剂，例如一氯乙烷(氯乙烷)、氯乙烯或二氯乙烷，以控制环氧乙烷催化剂的性能。
环氧乙烷反应器通常是多管固定床反应器。环氧化催化剂优选包含银和任选的助催化剂金属，其沉积在载体材料例如氧化铝上。环氧化反应优选在大于1MPa且小于3MPa的压力和大于200℃且小于300℃的温度下进行。从环氧乙烷反应器中抽出的环氧乙烷产物流优选在一个或多个冷却器中冷却，优选在一种或多种压力和温度水平下产生蒸汽。
来自环氧乙烷反应器的环氧乙烷产物流，通常包含环氧乙烷、未反应的反应物(即，乙烯和氧气)、二氧化碳和水，然后可以通过吸收器，在吸收器中与贫吸收剂紧密接触。通常，贫吸收剂包含至少20重量％的水，并且优选包含20重量％至80重量％的水。贫吸收剂也可以包含乙二醇。
在吸收器中，环氧乙烷产物流在一种或多种羧化和水解催化剂的存在下与贫吸收剂紧密接触。如果这仅在一种催化剂的存在下发生，则该催化剂必须促进羧化和水解。如果这在两种或更多种催化剂的存在下发生，则每种催化剂可以促进羧化或水解或可以促进两个反应(前提是至少一种催化剂促进羧化并且至少一种催化剂促进水解)。优选地，使环氧乙烷产物流在至少两种催化剂的存在下与贫吸收剂接触，所述催化剂包括促进羧化的第一催化剂和促进水解的第二催化剂。合适地，吸收器可以是在WO2009021830或共同待决的申请PCT/EP2015/071534中描述的反应性吸收器。
优选地，一种或多种羧化和水解催化剂是均相的，贫吸收剂含有一种或多种催化剂。已知促进羧化的均相催化剂包括碱金属卤化物，例如碘化钾和溴化钾；以及卤化有机鏻或铵盐，例如碘化三丁基甲基鏻、碘化四丁基鏻、溴化三苯基甲基鏻、溴化三苯基丙基鏻、氯化三苯基苄基鏻、溴化四乙基铵、溴化四甲基铵、溴化苄基三乙基铵、溴化四丁基铵和碘化三丁基甲基铵。已知促进羧化的优选的均相催化剂包括碱金属碘化物，例如碘化钾；和卤化有机鏻或铵盐，例如碘化三丁基甲基鏻、碘化四丁基鏻、碘化三苯基甲基鏻和碘化三丁基甲基铵。
已知促进水解的均相催化剂包括碱性碱金属盐，例如碳酸钾、氢氧化钾和碳酸氢钾；或碱金属金属盐，例如钼酸钾。优选的均相催化剂体系包括碘化钾和碳酸钾的组合，以及碘化钾和钼酸钾的组合。
在另一个实施例中，一种或多种羧化和水解催化剂是非均相的，并且非均相催化剂被包含在垂直堆叠的塔盘中。促进羧化的非均相催化剂包括固定在二氧化硅上的季铵和季鏻卤化物、结合到不溶性聚苯乙烯珠上的季铵和季鏻卤化物，以及固定在含有季铵或季鏻基团的固体载体上的金属盐如锌盐，例如含有季铵或季鏻基团的离子交换树脂。促进水解的非均相催化剂包括固定在固体载体上的金属盐，例如固定在含有季铵或季鏻基团的离子交换树脂上的钼酸盐、钒酸盐或钨酸盐；或固定在固体载体上的碱性阴离子如碳酸氢根离子，例如固定在含有季铵或季鏻基团的离子交换树脂上的碳酸氢盐。
吸收器中的温度优选为50℃至160℃，优选为80℃至150℃，更优选为80℃至120℃。这高于常规方法中吸收器中的温度，是促进羧化和水解反应所必需的。高于160℃的温度不是优选的，因为这会降低环氧乙烷转化为乙二醇的选择性。环氧乙烷产物流和贫吸收剂都优选在50℃至160℃范围内的温度下供应至吸收器。
吸收器中的压力为1至4MPa，优选2至3MPa。优选的压力是在需要较便宜的设备(例如，具有较薄壁的设备)的较低压力与增加吸收并减少气体体积流量，从而减小设备和管道尺寸的较高压力之间的折衷。
优选地，进入吸收器的至少50％的环氧乙烷在吸收器中转化。优选地，进入吸收器的至少60％、更优选至少70％、甚至更优选至少80％、最优选至少90％的环氧乙烷在吸收器中转化。环氧乙烷可以进行羧化，得到碳酸亚乙酯。环氧乙烷可以进行水解，得到乙二醇。另外，由环氧乙烷产生的碳酸亚乙酯可以进行水解，得到乙二醇。
供应至吸收器的环氧乙烷产物流包含二氧化碳。然而，环氧乙烷产物流可能含有不足以达到所需羧化水平的二氧化碳。任选地，将额外的二氧化碳源供应至吸收器，例如从精制反应器再循环的二氧化碳、从吸收器下游的二氧化碳去除段回收的二氧化碳和/或例如在启动时来自外部来源的二氧化碳。
根据本公开，然后将通常具有90-130℃范围内的温度的环氧乙烷吸收器顶部物流供应至冷凝器。通常，为了获得所需的热环氧乙烷吸收器顶部物流的冷却程度，将环氧乙烷吸收器顶部物流供应至至少串联的第一和第二冷凝器。在一个实施例中，将环氧乙烷吸收器顶部物流供应至第一冷凝器，例如管壳式热交换器，以产生脱水的再循环气流和含水物流。优选地，随后将脱水的再循环气流供应至第二冷凝器，例如冷却水热交换器，以产生进一步脱水和冷却的再循环气流。
因此，在一个实施例中，将环氧乙烷吸收器顶部物流提供给第一冷凝器以产生脱水的再循环气流和含水物流，其中将脱水的再循环气流提供给第二冷凝器以产生进一步脱水和冷却的再循环气流，其中将所述再循环气流供应至气液分离器以产生冷却和脱水的再循环气流。所述气液分离器可以例如是分离容器，或包括洗涤部分的吸收器分离塔。
在一些实施例中，可以将从气液分离器中抽出的含水物流供应至蒸馏设备，以产生顶部杂质流和纯化的含水工艺流，其中将至少一部分纯化的含水工艺流供应至环氧乙烷吸收器。
在一些实施例中，环氧乙烷吸收器可以被暂时旁路。在这种情况下，通常在环氧乙烷反应器下游的一个或多个环氧化产物冷却器中进行预冷却后，可以将气态工艺流直接作为流出物从环氧乙烷反应器中抽出，并提供给一个或多个冷凝器以提供冷却的再循环气流。
通常，再循环气体压缩机位于再循环气体回路中，优选地位于管线中最后一个冷凝器的下游，以便使再循环气体压缩机暴露于最低进料温度和露点。气体回路中的优选操作压力为1至4MPa(表压)。更优选的操作压力在1.5至3MPa(表压)的范围内。
‘富吸收剂’流优选通过从吸收器的底部抽出液体而从吸收器抽出。富吸收剂流将包含碳酸亚乙酯和/或乙二醇和任何剩余的环氧乙烷(如果存在的话)，取决于吸收器中的条件、结构和催化剂。另外，当一种或多种羧化和水解催化剂是均相时，富吸收剂流将进一步包含一种或多种羧化和水解催化剂。
任选地，将离开环氧乙烷吸收器的部分或全部富吸收剂流供应至一个或多个精制反应器(例如，以提供在吸收器中未转化成乙二醇的任何环氧乙烷和/或碳酸亚乙酯的进一步转化)。合适的精制反应器可包括羧化反应器，水解反应器，羧化和水解反应器及其组合。如果大量(例如至少1％)的环氧乙烷或碳酸亚乙酯在吸收器中没有转化成乙二醇，则优选供应至一个或多个精制反应器。
优选地，一个或多个精制反应器至少包含水解反应器。
二氧化碳可以在一个或多个精制反应器中产生，并且如果需要的话，可以在其离开一个或多个精制反应器时与一种或多种精制反应器产物流分离并任选地再循环至吸收器中。
一个或多个精制反应器中的温度通常为100℃至200℃，优选为100℃至180℃。一个或多个精制反应器中的压力通常为0.1至3MPa(表压)。
在一个实施例中，将在环氧乙烷吸收器中产生的至少一部分乙二醇和/或在精制反应器中产生的至少一部分乙二醇供应至一个或多个脱水器以提供浓缩的乙二醇流。
脱水器优选是一个或多个塔，包括至少一个真空塔，优选在小于0.05MPa，更优选小于0.025MPa，最优选约0.0125MPa的压力下操作。
在一个实施例中，将至少一部分浓缩的乙二醇流供应至乙二醇纯化塔，从中提取纯化的乙二醇产物流。另外，产生汽态顶部物流，其被供应至顶部冷凝器以产生冷凝物流和蒸汽。
在一个优选的实施例中，将包含碳酸亚乙酯和/或乙二醇的富吸收剂流的至少一部分供应至一个或多个精制反应器和/或一个或多个脱水器以提供浓缩的乙二醇流，并且将所述浓缩的乙二醇流的至少一部分供应至乙二醇纯化塔以产生纯化的乙二醇产物流和汽态顶部物流，其中将所述汽态顶部物流供应至乙二醇纯化塔的顶部冷凝器以产生冷凝物流和蒸汽。
在被供应至一个或多个冷凝器之后，并且任选地在进一步除水之后，需要将如此冷却的再循环气流的温度升高至用于从再循环气流中去除杂质的一个或多个保护床系统的优选操作温度范围，然后在环氧化反应器中与环氧化催化剂接触。例如，包含能够从再循环气流中去除一种或多种烷基碘杂质的保护床材料的保护床系统通常具有在80至145℃范围内的优选操作温度。优选地，包含能够从再循环气流中去除一种或多种烷基碘杂质的保护床材料的保护床系统中的一个或多个保护床容器在至少100℃、甚至更优选至少至少115℃、最优选至少120℃的温度下操作。此外，包含能够从再循环气流中去除一种或多种烷基碘杂质的保护床材料的保护床系统中的一个或多个保护床容器优选地在至多140℃、最优选至多135℃、或100℃至145℃、或115℃至140℃的温度下操作。优选地，它们在120℃至135℃的温度范围内操作。
作为另一个实例，包含一个或多个保护床容器的保护床系统，所述容器包含能够从再循环气流中去除碘化乙烯杂质的保护床材料，通常具有在65至95℃范围内的优选操作温度。优选地，能够从再循环气流中去除碘化乙烯杂质的保护床系统中的这种保护床容器在至少70℃、最优选至少83℃的温度下操作。此外，在能够从再循环气流中去除碘化乙烯杂质的保护床系统中的这种保护床容器优选在至多90℃、最优选至多87℃、或65℃至95℃、或70℃至90℃、或83℃至87℃的温度下操作。
因此，根据本公开，将冷却的再循环气流的至少一部分且优选全部加热，随后将其供应至位于环氧乙烷吸收器和一个或多个冷凝器下游的保护床系统。进一步根据本公开，通过与一种或多种热工艺流进行热交换来加热冷却的再循环气流，其中所述热工艺流包含(i)环氧乙烷吸收器顶部物流，(ii)由乙二醇纯化塔顶部冷凝器产生的蒸汽和(iii)通过闪蒸所述工艺中收集的一种或多种冷凝物流产生的蒸汽中的一种或多种。
优选地，通过随后与环氧乙烷吸收器顶部物流进行热交换并与在所述工艺中产生的蒸汽流进行热交换来加热冷却的再循环气流。优选地，后者通过使用由乙二醇纯化塔顶部冷凝器产生的低压蒸汽，然后使用通过闪蒸所述工艺中收集的一种或多种冷凝物流产生的蒸汽来实现。与升高温度的工艺流进行热交换的这一顺序允许在本方法的各个部分中产生的热量的最大集成，其中每步升高的最大温度受到热侧和冷侧之间的最小允许温度差或蒸汽可用性的限制。
通过使冷却的再循环物流与热的环氧乙烷吸收器顶部物流在位于所述环氧乙烷吸收器下游的第一冷凝器中逆流接触，可以实现与环氧乙烷吸收器顶部物流的热交换。通常，这会将再循环气流加热到70至125℃的温度。
在一个实施例中，该加热的物流可以进一步由一级保护床热交换器加热，优选使用由乙二醇纯化塔顶部冷凝器产生的蒸汽。乙二醇纯化塔顶部冷凝器产生的蒸汽是低压蒸汽，通常压力范围为1.5-3kg/cm2表压(g)[0.15-0.29MPa表压]，优选1.5-2.5kg/cm2(g)[0.15-0.25MPa(g)]。在用环氧乙烷吸收器顶部物流预热之后，该蒸汽流可用于将再循环气流加热至通常在90至130℃、优选110至125℃的范围内的温度。
在一个实施例中，可以通过二级保护床热交换器将如此加热的再循环气流进一步加热至期望的(第一)保护床操作温度。优选地，该二级保护床加热器使用通过在工艺中从(高压)蒸汽使用者收集的冷凝物流闪蒸(减压)而产生的蒸汽，从而允许利用排放的冷凝物中所含的热能。通常，这是通过收集工艺中从蒸汽驱动的加热器和再沸器排放的所有或基本上所有冷凝物流，并将收集到的冷凝物的压力(在冷凝物闪蒸容器中)降低到足够低的压力以产生在工艺中足以用于选定的热量消耗者的高温的最大蒸汽而实现的。在本文所述的方法中，该闪蒸蒸汽流通常将具有在2.5-3.5kg/cm2 g[0.25-0.34MPa表压]范围内的压力，并且可以在二级保护床热交换器中使用以将再循环气流进一步加热(如果需要的话)到110-145℃、优选120-135℃的温度，随后与保护床系统中的保护床接触。
因此，在一个优选的实施例中，冷却的再循环气流通过随后在冷凝器中与环氧乙烷吸收器顶部物流；在乙二醇纯化塔顶部冷凝器中产生的蒸汽；和闪蒸所述工艺中收集的一种或多种冷凝物流产生的蒸汽进行热交换来加热。
尽管在蒸汽压力和热量增加的情况下，使用该顺序的一级和二级保护床加热器，本发明的优点是最明显的，但是也可以优选暂时地仅应用一种蒸汽热集成选项。例如，如果没有足够的蒸汽达到所需压力或温度，或者当需要一级或二级保护床换热器的负荷较少时，则可能发生这种情况。
在一些实施例中，例如在乙烯环氧化工艺启动时，当环氧乙烷吸收器顶部物流不够热时，或在所述吸收器的(临时)旁路期间，一级和/或二级保护床热交换器可以至少部分替代环氧乙烷吸收器顶部(第一)冷凝器的负荷。或者，当反应性吸收器在高于正常操作温度的温度下操作时，产生更多蒸汽，从而使得在环氧乙烷吸收器顶部冷凝器的恢复负荷更高，和一级和/或二级保护床热交换器的负荷减少。
在一些实施例中，如果需要，为了至少部分地代替反应性吸收器顶部冷凝器的负荷，一级和/或二级保护床加热器可以至少暂时地使用在所述工艺中可用的较高压力(相比正常压力)的蒸汽来进行操作。
在其他实施例中，可以通过工艺中产生的高压蒸汽流级联而产生的低压蒸汽(暂时)至少部分地替换或补充用于操作一级或二级保护床加热器的低压蒸汽，所述低压蒸汽分别从乙二醇纯化塔顶部冷凝器获得或通过闪蒸收集的工艺冷凝物流而产生。所述工艺中高压蒸汽产生器的实例是环氧乙烷反应器和环氧乙烷反应器初级产物冷却器。在这种情况下，保护床加热器具有足够的传热面积，以(部分)代替第一EO吸收器的冷凝器负荷。
在本发明的方法中，在位于环氧乙烷反应器上游的一个或多个保护床系统中，使加热的再循环气流与一种或多种保护床材料接触，以提供经处理的再循环气流。
在一个实施例中，一个或多个保护床系统包含能够从再循环气流中去除一种或多种烷基碘杂质的保护床材料。在另一个实施例中，一个或多个保护床系统包含能够从再循环气流中去除碘化乙烯杂质的保护床材料。
在又一个实施例中，一个或多个保护床系统包含能够从再循环气流中去除一种或多种烷基碘杂质的第一保护床材料和能够从再循环气流中去除碘化乙烯杂质的第二保护床材料。
通常，所述方法涉及使再循环气流与包含一个或多个包含第一保护床材料的保护床容器的第一保护床系统以及包含一个或多个包含第二保护床材料的保护床容器的第二保护床系统接触。
优选地，本文公开的方法包含在包含一个或多个保护床容器的第一保护床系统中接触至少一部分再循环气流，所述保护床容器包含能够从再循环气体中去除一种或多种烷基碘杂质的第一保护床材料，以产生经部分处理的再循环气流；在包含一个或多个保护床容器的第二保护床系统中接触至少一部分经部分处理的再循环气流，所述保护床容器包含能够从再循环气流中去除乙烯基杂质的第二保护床材料，以提供经处理的再循环气流。
合适地，能够从再循环气流中去除一种或多种烷基碘杂质的保护床材料包含第一载体材料，并且以2重量％至10重量％的量沉积在第一载体材料银上。合适地，第一载体材料可以包含氧化铝、二氧化钛、氧化锆、二氧化硅、活性炭或其任何组合。优选地，第一载体材料包含氧化铝，特别是γ-氧化铝。在相同基础上，相对于载体材料的重量，合适的第一载体材料的表面积可以大于20m2/g，或至少25m2/g，或至少50m2/g，或至少75m2/g，或至少100m2/g，或至少125m2/g，或至多1200m2/g，或至多500m2/g，或至多300m2/g，或至多200m2/g，或至多175m2/g，或20m2/g至1200m2/g，或50m2/g至500m2/g，或75m2/g至300m2/g，或100m2/g至200m2/g，或125m2/g至175m2/g。如本文所用，“表面积”应理解为是指根据B.E.T.(Brunauer，Emmett和Teller)方法测量的载体材料的表面积如Brunauer,S.,Emmet,P.Y.和Teller,E.,《美国化学学会杂志(J.Am.Chem.Soc.)》,60,第309-316页(1938)中所详细描述。优选地，第一载体材料是球形载体材料，并且具有小于2mm，或1.8mm或更小，或1.6mm或更小，或1.5mm或更小，或1.3mm或更小，或1.0mm或更小的直径，或0.25mm至小于2mm，或0.5mm至小于2mm，或0.75mm至小于2mm，或1mm至小于2mm，或0.25mm至1.5mm，或0.5mm至1.5mm，或0.75mm至1.5mm，或1mm至1.5mm的直径。
优选地，能够从再循环气流中去除碘化乙烯杂质的保护床材料包含第二载体材料钯和金。合适的第二载体材料是包含二氧化硅、氧化铝、二氧化硅-氧化铝、硅胶、硅酸、硅酸盐、碳化硅、二氧化钛、氧化锆、三氧化钨、浮石、氧化镁、沸石及其组合的那些。优选地，第二载体材料包含二氧化硅，并且可以或可以不进一步包含氧化铝。在这些实施例中，以载体材料的重量计，第二载体材料的二氧化硅含量可以为至少50重量％，更通常为至少90重量％。通常，在相同的基础上，第二载体材料的二氧化硅含量为至多99.99重量％，更经常为至多99.9重量％。优选地，第二载体材料是直径为约2至10mm，或3至9mm，或4至7mm的颗粒或球的形式。
在一个优选的实施例中，本文公开的方法包含在包含一个或多个保护床容器的第一保护床系统中使至少一部分包含烷基碘杂质和碘化乙烯杂质的再循环气流与第一保护床材料接触，产生经部分处理的再循环气流，其中第一保护床材料包含第一载体材料，并以2重量％至10重量％的量沉积在第一载体材料银上；在包含一个或多个保护床容器的第二保护床系统中使至少一部分经部分处理的再循环气流与第二保护床材料接触，产生经处理的再循环气流，其中第二保护床材料包含第二载体材料钯和金。
如本文所公开的配置成用于从再循环气流中去除乙烯基杂质的第二保护床系统通常具有优选的操作温度范围，该操作温度范围低于配置成用于从再循环气流中去除一种或多种烷基碘杂质的第一保护床系统的操作温度范围。因此，在这种情况下，需要将离开用于去除烷基碘杂质的第一保护床系统的经部分处理的再循环气流冷却至第二保护床系统的优选操作温度范围，该第二保护床系统被配置成从再循环气流中去除乙烯基杂质。
优选地，将离开用于去除烷基碘杂质的一个或多个第一保护床系统的热的再循环气流通过水冷却而冷却至优选温度，以供应至一个或多个第二保护床系统用于去除碘化乙烯杂质。
如上所述，在一个或多个保护床系统中处理后，在与进料到环氧乙烷反应器中的进料气流合并之前，通常将经处理的再循环气流至少部分地在二氧化碳去除段中进行处理，以提供贫二氧化碳的再循环气流，其可以与绕过二氧化碳去除段的再循环气流的任何部分重新组合，然后循环到环氧乙烷反应器中，在此与环氧化催化剂接触。
二氧化碳去除段通常包含二氧化碳吸收器，其中二氧化碳被再循环的吸收剂流至少部分吸收以产生贫二氧化碳的顶部物流；以及二氧化碳汽提器，用于再生饱和吸收剂流。
40-80℃范围内的温度有利于在二氧化碳吸收器中吸收二氧化碳。因此，离开一个或多个保护床系统的经处理的再循环气流在被供应到二氧化碳去除段之前宜被冷却。
二氧化碳去除之前的再循环气流的冷却可以通过与二氧化碳吸收器顶部物流进行热交换来实现，优选在管壳式热交换器中。因此，在使它与环氧乙烷反应器中的环氧化催化剂接触之前，宜将离开二氧化碳去除段的冷却的贫二氧化碳的再循环气流通过使其与离开一个或多个保护床系统的热的经处理的再循环气流逆流接触而再次加热。考虑到增加的能量节省，并且因为它允许降低下游的进料-产物交换器的负荷，这是有益的，该下游的进料-产物交换器用于在将再循环气流进料到环氧乙烷反应器之前将其加热。
因此，在一个实施例中，将经处理的再循环气流供应至位于二氧化碳去除段上游的热交换器，以通过与二氧化碳吸收器顶部物流进行热交换而产生冷却的经处理的再循环气流，其中所述冷却的经处理的再循环气体气流被供应至二氧化碳去除段以产生贫二氧化碳的再循环气流。
优选地，将贫二氧化碳的再循环气流进一步提供给冷凝器，以提供冷却的贫二氧化碳的再循环气流，其中所述冷却的贫二氧化碳的再循环气流通过与二氧化碳去除段上游的热交换器中的经处理的再循环气流进行热交换而再次加热，以提供加热的贫二氧化碳的再循环气流。然后，任选地在进料产物热交换器中加热之后，使该物流的至少一部分在环氧乙烷反应器中与环氧化催化剂接触。
优选地，二氧化碳去除段包含汽提器再沸器，其中通过使用至少一部分从乙二醇纯化塔顶部冷凝器获得的蒸汽流或通过闪蒸所述工艺中收集的一种或多种冷凝物流产生的蒸汽，优选从乙二醇纯化塔顶部冷凝器获得的蒸汽，将热量供应至二氧化碳汽提器再沸器。
本公开进一步涉及用于生产碳酸亚乙酯和/或乙二醇的反应系统，其包含(i)流体连接至乙烯和氧气源的再循环气体回路；
(ii)环氧乙烷反应器，其包含环氧化催化剂、入口和出口，其中环氧乙烷反应器的入口流体连接至再循环气体回路；
(iii)环氧乙烷吸收器，其配置成产生环氧乙烷吸收器顶部物流和包含碳酸亚乙酯和/或乙二醇的富吸收剂流，所述环氧乙烷吸收器包含羧化和水解催化剂、流体连接至环氧乙烷反应器的出口的入口、用于贫吸收剂的入口、用于排出再循环气流的出口和用于排出富吸收剂流的出口；
(iv)环氧乙烷吸收器顶部冷凝器，其配置成产生再循环气流和冷凝物流，所述环氧乙烷吸收器顶部冷凝器包含流体连接至环氧乙烷吸收器用于排出再循环气流的出口的入口、用于接收冷却的再循环气流的入口、流体连接至再循环气体回路的出口以及用于排出冷却的再循环气流的出口；
(v)精制反应器，其配置成产生乙二醇流，包含流体连接至环氧乙烷吸收器用于排出富吸收剂流的出口的入口，和用于排出乙二醇流的出口；
(vi)脱水器，其配置成产生浓缩的乙二醇流，包含入口和出口，包含流体连接至精制反应器用于排出乙二醇流的出口的入口，和用于排出浓缩的乙二醇流的出口；
(vii)乙二醇纯化塔，其配备有乙二醇纯化塔顶部冷凝器、流体连接至脱水器用于排出浓缩的乙二醇流的出口的入口、用于排出冷凝物流的出口和用于排出蒸汽流的出口，
(viii)一个或多个保护床系统，其包含入口、出口和一个或多个保护床容器，所述容器包含一种或多种保护床材料，其中保护床系统的入口流体连接至再循环气体回路，其中一种或多种保护床材料被配置成从再循环气流中去除一种或多种杂质的至少一部分，以产生经处理的再循环气流；并且其中保护床系统的出口流体连接至再循环气体回路；
(ix)保护床加热器，其位于一个或多个保护床系统上游，包含用于接收再循环气流的入口和用于排出加热的再循环气流的出口，其中保护床加热器与乙二醇纯化塔顶部冷凝器用于排出蒸汽流的出口或冷凝物闪蒸容器的蒸汽出口流体连接。
如果利用特定系列的热集成选项来将再循环气流加热至所需的保护床操作温度，则本公开的益处尤其显著，通常涉及随后在吸收器顶部冷凝器中与环氧乙烷吸收器顶部物流；在乙二醇纯化塔顶部冷凝器中产生的蒸汽；以及通过闪蒸所述工艺中收集的一种或多种冷凝物流获得的蒸汽进行热交换。因此，优选地，反应系统包含位于一个或多个保护床系统上游的一级保护床加热器，其包含用于接收再循环气流的入口和用于排出加热的再循环气流的出口，其中一级保护床加热器与乙二醇纯化塔顶部冷凝器的出口流体连接，以排出蒸汽流；以及位于一个或多个保护床系统上游和一级保护床加热器下游的二级保护床加热器，其包含用于接收加热的再循环气流的入口和用于排出另一加热的再循环气流的出口，其中二级保护床加热器与冷凝物闪蒸容器的蒸汽出口流体连接。
如前所述，为了对乙烯吸收器顶部物流的冷凝进行充分的深度冷却，通常在环氧乙烷吸收器顶部冷凝器的下游使用第二冷凝器。因此，在一个优选的实施例中，所述系统进一步包含位于环氧乙烷吸收器顶部冷凝器下游的冷凝器，该冷凝器包含流体连接至环氧乙烷吸收器顶部冷凝器用于排出冷却的再循环气流的出口的入口，和用于排出冷却的再循环气流的出口。
优选地，反应系统进一步包含流体连接至再循环气体回路的二氧化碳去除段，如上文详细描述。通常，这样的二氧化碳去除段包含具有二氧化碳汽提器再沸器的二氧化碳汽提器，其中所述再沸器通过与从反应系统中抽出的热工艺流，优选来自乙二醇纯化塔顶部冷凝器的蒸汽或通过闪蒸收集的冷凝物流获得的蒸汽热集成而加热。
现在参考图1和图2，其为根据本公开的一个实施例的用于生产碳酸亚乙酯和/或乙二醇的反应系统的示意图。对于技术人员将清楚的是，作为示意图，这些图未示出反应系统中可能存在的所有必需的输入、输出、再循环物流等。此外，在本文的图中，应了解，可以添加、交换和/或消除元件，以提供任何数量的另外的实施例，并且将各种进料组分和/或物流引入到工艺中的顺序及其各自的引入点以及流体连接可以与所描述的不同。另外，应了解，图中提供的元件的比例和相对标度旨在说明本公开的实施例，而不应被认为是限制性的。
如图1所示，反应系统包括环氧乙烷反应器(2)，其包含环氧化催化剂。环氧化进料气(1)经由一个或多个入口供应至环氧乙烷反应器(2)，并且通常包含乙烯、氧气、压载气体(例如甲烷或氮气)和反应改性剂(例如一氯乙烷、氯乙烯或二氯乙烷)。在环氧乙烷反应器(2)中，使乙烯在环氧化催化剂的存在下与氧气反应，以产生环氧乙烷产物流(4)。环氧乙烷产物流(4)离开环氧乙烷反应器(2)，并到达吸收器(9)的入口。
在吸收器(9)中，环氧乙烷产物流在一种或多种羧化和水解催化剂的存在下，与经由管线(10)供应的贫吸收剂紧密接触。环氧乙烷产物流中的环氧乙烷的至少一部分，优选基本上全部，被吸收到贫吸收剂中。包含碳酸亚乙酯和/或乙二醇的富吸收剂流(13)通过出口从吸收器(9)中抽出。将未被吸收器(9)吸收的任何气体作为热的乙烯吸收器顶部物流抽出，将其至少部分地作为物流(14)供应至冷凝器(15)，以产生冷却的吸收器顶部物流(16)。冷却的顶部吸收器物流(16)通常在二级冷凝器(17)中进一步冷却，例如使用水冷却，以提供进一步冷却的顶部吸收器物流(18)。进一步冷却的顶部吸收器物流(18)被供应至合适的气液分离器(19)(例如分离容器、包括洗涤部分的吸收器分离塔等)，以产生冷却和脱水的再循环气流(20)和含水物流(19a)。冷却的再循环气流(20)通常使用压缩机(21)压缩并供应至冷凝器(15)。如本文所示的冷凝器(15)是用于逆流冷却热的物流(14)和加热冷却的再循环物流(20)以提供加热的再循环气流(22)的集成冷凝器。加热的再循环气流(22)可以在保护床系统上游的热交换器[“保护床加热器”](23)或(28)或通常多个热交换器中进一步加热到优选的保护床系统操作温度，以便产生进一步加热的再循环气流(27)和(30)。一个或多个保护床加热器运行所需的热能可通过与工艺中其他地方产生的低压蒸汽进行热集成来提供，例如通过管线(24)供应的来自单乙二醇(MEG)纯化塔顶部冷凝器的蒸汽，或通过管线(25)供应的通过闪蒸所述工艺中从蒸汽消耗器收集的合并冷凝物而获得的蒸汽，或优选如图1所示，使用通过管线(24)供应的来自单乙二醇(MEG)纯化塔顶部冷凝器的低压蒸汽的一级保护床加热器(23)和使用通过管线(25)供应的通过闪蒸所述工艺中从蒸汽消耗器收集的合并冷凝物而获得的微高压蒸汽的二级保护床加热器(28)的组合。
使加热的再循环气流(30)在包含一个或多个保护床容器的保护床系统(31)中与保护床材料的填充床接触，其中所述保护床材料能够从再循环气流中去除气态碘化物杂质。通过使加热的再循环气流(30)与保护床材料接触，从再循环气流(30)中去除至少一部分碘化物杂质，以产生经处理的再循环气流(36)，其包含相对于再循环气流(30)而言减少量的碘化物杂质。将至少一部分经处理的再循环气流(36)与进气流(1)合并，并供应至环氧乙烷反应器(2)。
在图1中还以虚线(7)示出了吸收器(9)的旁路，其通过直接提供不含EO的EO反应器流出物流(4)(例如在启动期间)以及当EO吸收器退出运行时，作为气态流进入冷凝器(15)。在这种情况下，冷凝器(15)的进料流通常比乙烯吸收器顶部物流(14)冷，因此需要热交换器(23)(或保护床系统上游的任何其他加热器)的额外加热负荷。
除了图1中所示的组件外，图2中的反应系统还包括用于逆流加热提供给环氧乙烷反应器(2)的再循环气流(57)的进料产物交换器(6)，以及一级产物冷却器(5a)和二级产物冷却器(5b)。在图2的系统中，保护床一级加热器(23)运行所需的热能优选通过与通过管线(24)供应的来自单乙二醇(MEG)纯化塔顶部冷凝器的低压蒸汽[通常为0.15-0.25MPa表压]进行热集成来提供。离开保护床一级加热器(23)的进一步加热的再循环气流(27)在保护床二级加热器(28)中进一步加热，优选通过与通过管线(25)供应的通过闪蒸工艺中收集的冷凝物获得的低压蒸汽[通常为0.25-0.34MPa表压]进行热整合来加热。优选地，在保护床系统(31)中，去除存在于再循环气流(30)中的至少一部分烷基碘杂质，以产生经部分处理的再循环气流(32)，其包含相对于再循环气流(30)而言减少量的烷基碘杂质。可以将至少一部分经部分处理的再循环气流(32)供应至保护床冷却器(33)，其中通常通过冷却水将再循环气流(32)冷却至第二保护床系统(35)的期望操作温度。冷却的经部分处理的再循环气流(34)离开保护床冷却器(33)，并且可以被供应至第二保护床系统(35)，其中使经部分处理的再循环气流(34)与保护床容器中第二保护床材料的填充床接触，其中所述第二保护床材料优选地能够从再循环气流中去除碘化乙烯杂质。通过使经部分处理的再循环气流(34)与第二保护床材料接触，优选地从经部分处理的再循环气流(34)中去除至少一部分碘化乙烯杂质，得到经处理的再循环气流(36)，其包含相对于再循环气流(34)而言减少量的碘化乙烯杂质。经处理的再循环气流(36)离开第二保护床系统(35)，并被供应至保护床产物热交换器(37)。在此，通过与二氧化碳吸收器顶部物流进行热交换来冷却经处理的再循环气流(36)，以提供冷却的经处理的再循环气流(38)，其温度对应于与再循环气体回路流体连通的二氧化碳去除段(39)的优选操作温度。二氧化碳去除段(39)通常包含二氧化碳吸收器(40)和配备有二氧化碳汽提器再沸器(41)的二氧化碳汽提器(细节未示出)。任选地，二氧化碳汽提器再沸器通过与从反应系统中抽出的热工艺流，优选通过管线(24)供应的作为物流(55)从乙二醇纯化塔顶部冷凝器中抽出的蒸汽，或通过管线(25)供应的通过闪蒸收集的工艺冷凝物流而获得的蒸汽进行热整合而加热。
贫二氧化碳的再循环气流(42)离开二氧化碳去除段(39)，并且优选地提供至冷凝器(43)和气液分离器(如分离容器；未示出)以提供进一步冷却的物流顶部物流(56)。该贫二氧化碳的再循环气流(56)可以通过使其在保护床产物流热交换器(37)中与经处理的再循环气流(36)逆流接触而被加热，以提供加热的经处理的贫二氧化碳的再循环气流(57)，其至少一部分与进料气流(1)合并，通过进料-产物交换器(6)进料，随后供应至环氧乙烷反应器(2)。
在图2所示的系统中，将作为来自吸收器(9)的底部物流获得的包含碳酸亚乙酯和/或乙二醇的富吸收剂流(13)供应至一个或多个精制反应器，例如水解反应器(44)(例如，提供未在环氧乙烷吸收器中转化的任何环氧乙烷和/或碳酸亚乙酯的进一步转化)。从一个或多个精制反应器如水解反应器(44)中抽出精制反应器产物流(45)，并将其供应至脱水器(46)。在脱水器(46)中，从脱水器进料流中去除水，以产生主要包含MEG和顶部脱水器物流(48)的脱水器底部物流(47)。
从脱水器(46)中抽出脱水器底部物流(47)，并且任选地将其供应至单乙二醇纯化塔(49)，以提供纯化的MEG物流(50)和底部物流(51)，其可以作为贫吸收剂流(10)再循环至吸收器(9)。将单乙二醇纯化塔顶部物流(52)供应至单乙二醇纯化塔冷凝器(53)，以提供冷凝物流[54](通常使用，巴氏灭菌馏分有部分渗出，作为回流回到纯化塔)和低压蒸汽流(55)，其可用于通过管线(24)与一级保护床加热器(23)进行热集成。在一些实施例中，在单乙二醇纯化塔冷凝器(53)中产生的任何剩余蒸汽可用于向二氧化碳汽提器(41)的再沸器提供热量(未示出)。

Claims (15)

1.一种制备碳酸亚乙酯和乙二醇方法，其包含
将环氧乙烷吸收器顶部物流(14)供应至冷凝器(15)以产生冷却的再循环气流(20)和一种或多种含水物流，
加热至少一部分所述冷却的再循环气流(20)以提供加热的再循环气流(30)，
在位于环氧乙烷反应器(2)上游的一个或多个保护床系统(31)中，使所述加热的再循环气流(30)与一种或多种保护床材料接触，以提供经处理的再循环气流(36)，
在环氧乙烷反应器(2)中使包含乙烯、氧气和至少一部分所述经处理的再循环气流(36)的环氧化进料气(1)与环氧化催化剂接触，以产生环氧化反应产物流(4)，
在羧化和水解催化剂的存在下，使环氧乙烷吸收器(9)中的所述环氧化反应产物流(4)与贫吸收剂流(10)接触，以产生包含碳酸亚乙酯和/或乙二醇的富吸收剂流(13)和环氧乙烷吸收器顶部物流(14)，
其中冷却的再循环气流(20)通过与选自以下的热工艺流进行热交换而加热：
(i)在冷凝器(15)中的所述环氧乙烷吸收器顶部物流(14)；
(ii)在位于冷凝器(15)下游的第一热交换器中，在乙二醇纯化塔顶部冷凝器中产生的蒸汽(24)；
(iii)在位于冷凝器(15)下游的第二热交换器中，通过闪蒸所述方法中收集的一种或多种冷凝物流而产生的蒸汽(25)，
或其组合。
2.根据权利要求1所述的方法，其中将环氧乙烷吸收器顶部物流(14)提供至第一冷凝器(15)以产生脱水的再循环气流(16)和含水物流，
其中将脱水的再循环气流(16)供应至第二冷凝器(17)以产生进一步脱水和冷却的再循环气流(18)，以及
其中将再循环气流(18)供应至气液分离器(19)以产生冷却和脱水的再循环气流(20)。
3.根据权利要求2所述的方法，其进一步包含
将至少一部分包含碳酸亚乙酯和/或乙二醇的富吸收剂流(13)供应至一个或多个精制反应器(44)和/或一个或多个脱水器(46)，以提供浓缩的乙二醇流(47)，
将至少一部分所述浓缩的乙二醇流(47)供应至乙二醇纯化塔(49)以产生纯化的乙二醇流(50)和汽态顶部物流(52)，以及
将所述汽态顶部物流(52)供应至乙二醇纯化塔顶部冷凝器(53)以产生冷凝物流(54)和蒸汽流(55)。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述冷却的再循环气流(20)通过随后与冷凝器(15)中的所述环氧乙烷吸收器顶部物流(14)；在乙二醇纯化塔顶部冷凝器中产生的蒸汽(24)；和通过闪蒸所述方法中收集的一种或多种冷凝物流而获得的蒸汽(25)进行热交换来加热。
5.根据权利要求1所述的方法，
其中将所述经处理的再循环气流(36)供应至热交换器(37)以产生冷却的经处理的再循环气流(38)，
其中将所述冷却的经处理的再循环气流(38)供应至二氧化碳去除段(39)以产生贫二氧化碳的再循环气流(42)。
6.根据权利要求5所述的方法，其中将贫二氧化碳的再循环气流(42)提供至冷凝器以提供冷却的贫二氧化碳的再循环气流(56)，
其中物流(56)通过在热交换器(37)中与所述经处理的再循环物流(36)进行热交换而被加热，以提供加热的贫二氧化碳的再循环气流(57)。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述二氧化碳去除段(39)包含二氧化碳吸收器(40)和配备有二氧化碳汽提器再沸器(41)的二氧化碳汽提器，
其中通过使用至少一部分从所述乙二醇纯化塔顶部冷凝器(53)获得的蒸汽流(55)或通过闪蒸所述方法中收集的一种或多种冷凝物流产生的蒸汽，将热量供应至所述二氧化碳汽提器再沸器。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个保护床系统包含能够从所述再循环气流中去除一种或多种烷基碘杂质的保护床材料和/或能够从所述再循环气流中去除碘化乙烯杂质的保护床材料。
9.根据权利要求8所述的方法，其包含
在第一保护床系统中使至少一部分包含烷基碘杂质和碘化乙烯杂质的再循环气流与第一保护床材料接触，以产生经部分处理的再循环气流，其中所述第一保护床材料包含第一载体材料，并以2重量％至10重量％的量沉积在所述第一载体材料银上；以及
在第二保护床系统中使至少一部分所述经部分处理的再循环气流与第二保护床材料接触以产生经处理的再循环气流，其中所述第二保护床材料包含第二载体材料钯和金。
10.一种用于生产碳酸亚乙酯和/或乙二醇的反应系统，其包含
(i)流体连接至乙烯和氧气源(1)的再循环气体回路；
(ii)环氧乙烷反应器(2)，其包含环氧化催化剂、入口和出口，其中所述环氧乙烷反应器的入口流体连接至所述再循环气体回路；
(iii)环氧乙烷吸收器(9)，其配置成产生环氧乙烷吸收器顶部物流和包含碳酸亚乙酯和/或乙二醇的富吸收剂流，所述环氧乙烷吸收器(9)包含羧化和水解催化剂、流体连接至所述环氧乙烷反应器的出口的入口、用于贫吸收剂的入口(10)、用于排出再循环气流(14)的出口和用于排出富吸收剂流(13)的出口；
(iv)环氧乙烷吸收器顶部冷凝器(15)，其配置成产生再循环气流和冷凝物流，所述环氧乙烷吸收器顶部冷凝器包含流体连接至所述环氧乙烷吸收器(9)用于排出再循环气流的出口的入口、用于接收冷却的再循环气流的入口、流体连接至所述再循环气体回路的出口以及用于排出加热的再循环气流(22)的出口；
(v)精制反应器(44)，其配置成产生乙二醇流，包含流体连接至所述环氧乙烷吸收器用于排出富吸收剂流(13)的出口的入口，和用于排出乙二醇流(45)的出口；
(vi)脱水器(46)，其配置成产生浓缩的乙二醇流，包含入口和出口，包含流体连接至所述精制反应器(44)用于排出乙二醇流(45)的出口的入口，和用于排出浓缩的乙二醇流(47)的出口；
(vii)乙二醇纯化塔(49)，其配备有乙二醇纯化塔顶部冷凝器(53)、流体连接至所述脱水器用于排出浓缩的乙二醇流(47)的出口的入口、用于排出冷凝物流(54)的出口和用于排出蒸汽流(55)的出口，
(viii)一个或多个保护床系统(31)、(35)，其包含入口、出口和一个或多个保护床容器，所述保护床容器包含一种或多种保护床材料，其中所述保护床系统的入口流体连接至所述再循环气体回路，其中所述一种或多种保护床材料被配置成从所述再循环气流中去除一种或多种杂质的至少一部分，以产生经处理的再循环气流(36)；并且其中所述保护床系统的出口流体连接至所述再循环气体回路；
(ix)一个或多个保护床加热器(23)、(28)、(33)，其位于所述一个或多个保护床系统上游，包含用于接收再循环气流的入口和用于排出加热的再循环气流的出口，其中所述一个或多个保护床加热器与所述乙二醇纯化塔顶部冷凝器用于排出蒸汽流(55)的出口和/或冷凝物闪蒸容器的蒸汽出口流体连接。
11.根据权利要求10所述的反应系统，其包含
一级保护床加热器(23)，其位于所述一个或多个保护床系统的上游，包含用于接收再循环气流的入口和用于排出加热的再循环气流(27)的出口，其中所述一级保护床加热器与所述乙二醇纯化塔顶部冷凝器用于排出蒸汽流(55)的出口流体连接；以及
二级保护床加热器(28)，其位于所述一个或多个保护床系统的上游和所述一级保护床加热器(23)的下游，包含用于接收加热的再循环气流(27)的入口和用于排出进一步加热的再循环气流(30)的出口，其中所述二级保护床加热器与冷凝物闪蒸容器的蒸汽出口流体连接。
12.根据权利要求10所述的反应系统，其进一步包含位于所述环氧乙烷吸收器顶部冷凝器(15)下游的冷凝器(17)，所述冷凝器包含流体连接至所述环氧乙烷吸收器顶部冷凝器(15)用于排出冷却的顶部吸收器流物流(16)的出口的入口，和用于排出进一步冷却的再循环气流(18)的出口。
13.根据权利要求10所述的反应系统，其进一步包含流体连接至所述再循环气体回路的二氧化碳去除段，其中所述二氧化碳去除段包含二氧化碳吸收器(40)和二氧化碳汽提器(41)。
14.根据权利要求13所述的反应系统，其包含位于所述二氧化碳去除段上游的热交换器(37)，其中所述热交换器包含用于接收经处理的再循环气流(36)的入口和用于接收二氧化碳吸收器顶部物流(56)的入口、用于排出冷却的经处理的再循环气流(38)的出口和用于排出加热的贫二氧化碳的再循环气流(57)的出口，其中所述热交换器被配置成在经处理的再循环气流(36)和二氧化碳吸收器顶部物流(56)之间交换热量。
15.根据权利要求13所述的反应系统，其中所述二氧化碳去除段包含二氧化碳汽提器，所述二氧化碳汽提器包含二氧化碳汽提器再沸器，其中所述再沸器通过与从所述反应系统中抽出的热工艺流，优选来自乙二醇纯化塔顶部冷凝器(53)的蒸汽(55)或通过闪蒸收集的冷凝物流而获得的蒸汽进行热集成而被加热。
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