DD202289A5

DD202289A5 - Verfahren zur isothermen absorption von ethylenoxid

Info

Publication number: DD202289A5
Application number: DD82237798A
Authority: DD
Inventors: Vincenzo Lagana; Virginio Cavallanti
Original assignee: Snam Progetti
Priority date: 1981-03-02
Filing date: 1982-03-01
Publication date: 1983-09-07
Also published as: BE892323A; EG15697A; AU8031382A; DK88982A; CA1160242A; DE3204944C2; RO84316A; ZW2882A1; IN157831B; SE446401B; GB2093726B; CH649542A5; IL65054A; YU43782A; BR8200972A; US4469492A; ZA82947B; NL8200822A; PT74509B; RO84316B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur isothermen Absorption des Ethylenoxids, das in dem aus einer Ethylenoxidanlage stammenden Gas enthalten ist. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gas zunaechst auf eine Temperatur zwischen 5 und 60 Grad C gekuehlt und dann bei einem Druck, der zwischen 1 und 30 bar liegen kann, in einen mit Wasser gespeisten isothermen Filmabsorber gefuehrt wird, von dessen Boden eine Ethylenoxidloesung hoher Konzentration abgezogen werden kann, die direkt nach Rueckgewinnung des noch in Loesung befindlichen Ethylens in eine Glykolanlage geleitet werden kann, die direkt nach Rueckgewinnung des noch in Loesung befindlichen Ethylens in eine Glykolanlage geleitet werden kann. Mit Hilfe dieses Verfahrens wird die Absorption gegenueber bekannten Verfahren wird die Absorption gegenueber bekannten Verfahren vereinfacht, und der Verbrauch an Dampf, elektrischem Strom und Kuehlwasser wird wesentlich verringert.

Description

23 7 7 9 8 1 ~¹' Berlin, den 7. 7. 82

AP G Ol N/237 798/1 60 459 11

Verfahren zur isothermen Absorption von Ethylenoxid Anwendunqsqebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur isothermen Absorption von Ethylenoxid» das in einem aus einer Ethylenoxidanlage stammenden Gas enthalten ist«

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß bei der Herstellung von Ethylenoxid nach dem üblichen Direktoxidationsverfahren bei ungefähr 107 ⁰C und 19,2 bar (19,6 ata) ein Gas mit der folgenden Zusammensetzung erhalten wird:

°2 EtO

CO₂ ^C2^H6

Ar

100,00 Vol.-%

Bei den bekannten Absorptionsverfahren wird dieses Gas, das 1,47 Vol«-% Ethylenoxid enthält, in einen mit Wasser gespeisten adiabatischen Absorber geleitet, an dessen Kopf ein Ethylenoxid-freies Gas, enthaltend 39,36 Vol.-% C_?H. und 42,46 Vol.-% CO₂, austritt, von dem ein Teil aus dem System abgezogen und verworfen wird, um eine Anreicherung an unerwünschten Inertanteilen in dem Ethylenoxid-Reaktor zu ver-

38,26 V	ol.-%
3,59	··
1,47	1«
41,44	ti
0,61	I·
4,70	If
8,56	It
1,37	1«

16. ,1111.1982*022052

2*5 7 7 Q ft 1 AP G Ol N/237 793/1

ό ί f Ό Q S 60 459 11

hindern, und von dem ein Teil von Kohlensäure befreit wird, bevor er erneut zusammen mit dem restlichen Gas in den Ethylenoxid-Reaktor zurückgeführt wird.

Vom Boden des Absorbers wird eine Lösung mit einer Temperatur von 62 C erhalten, enthaltend 1,92 Gew,-% Ethylenoxid zusammen mit geringeren Mengen C₂H. und C0„» Diese Lösung wird auf 4,9 bar (5 ata) entspannt und dann auf 99 C vorerhitzt und in eine Stripperkolonne geführt, die ungefähr bei Atmosphärendruck arbeitet und in der Ethylenoxid, Ethylen und Kohlendioxid mit Hilfe eines Dampfstroms entfernt werden.

Das mit 98 ⁰C aus der Stripperkolonne austretende Gas wird auf 30 ⁰C gekühlt und in einen zweiten, mit Wasser gespeisten adiabatischen Absorber geführt, in dem das Ethylenoxid wieder absorbiert wird, wobei eine Lösung entsteht, die ungefähr 10 Gew.-% Ethylenoxid enthält und die in die Glykolanlage geleitet wird«

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten, insbesondere wirtschaftlicheren Verfahrens zur Absorption von Ethylenoxid aus einem aus einer Ethylenoxidanlage stammenden Gas»

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine isotherme Absorption durchzuführen und eine entsprechende Technologie zu entwickeln.

23 7 7 9 8 1 ^{AP G 01 n/237}

60 459 11

Ausführunqsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Beispiel näher erläutert

In der beiliegenden Zeichnung zeigen:

Fig* 1 ein Fließschema des bekannten Verfahrens;

Fig, 2 ein Fließschema des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Oie Arbeitsbedingungen (Druck, Anfangstemperatur und Zusammensetzung des Gases) sind dabei lediglich beispielhaft angegeben*

Die Temperatur des Gases, das bei dem erfindungsgeraäßen Verfahren in den Filmabsorber geleitet wird, kann zwischen 5 und 60 ⁰C variieren und der Druck zwischen O,.98 und 29,4 bar (1 bis 30 ata)» Der Ethylenoxidgehalt des in den Filmabsorber eingeleiteten Gases kann 90 Vol,-% erreichen*

Nach der Fig, 1 wird das aus dem Ethylenoxid-Reaktor unter einem Druck von 19,2 bar austretende und teilweise auf 107 ⁰C gekühlte Gas 1 zusammen mit dem zurückgeführten Gas 31 durch die Leitung 2 in den adiabatischen Absorber 3 geleitet, in den von oben Wasser von 30 C vom Boden der Stripperkolonne 36 über die Leitungen 51; 53; 54 und 56, den Wärmeaustauscher 34 und den Kühler 55 mit Hilfe der Pumpe 52 eingeleitet wird.

Das am Kopf des Absorbers 3 über die Leitung 4 austretende Gas wird teilweise über die Leitungen 6 und 8 nach Vermischen mit dem über die Leitung 7 aus der Decarbonisierungskolonne 11 kommenden decarbonisierten Gas wieder in den Ethylenoxid-

237798 1

AP G Ol N/237 798/1 60 459 11

-A-

Reaktor zurückgeführt, teilweise über die Leitungen 5 und 9 aus dem System abgeblasen und teilweise über die Leitungen und 10 in die Decarbonisierungskolonne 11 geleitet, die bei 19,2 bar arbeitet und in die von oben über die Leitungen 18 und 20 mit Hilfe der Pumpe 19 eine Kaliumcarbonatlösung von der Entgasungskolonne 16 eingeleitet wird, die bei Atmosphärendruck arbeitet und in die von unten über die Leitungen und 23 über das Gebläse 22 Luft eingeblasen wird, zusammen mit zusätzlichem Wasser und der ursprünglichen Kaliumcarbonatlösung durch die Leitung 24, Das Kaliumcarbonat reagiert mit dem in der Kolonne 11 vorhandenen CO₂ unter Bildung von Bicarbonate Die am Boden der Kolonne 11 austretende Bicarbonatlösung wird über die Leitung 12 und den Wärmeaustauscher 13j in dem sie mit Hilfe von zugeführtem Dampf erhitzt wird, und anschließend durch das Ventil (flash valve) 14 und die Leitung 15 in die Entgasungskolonne 16 geleitet, wo das in Kolonne 11 absorbierte C0_ aus dem Bicarbonat freigesetzt wird, wodurch dieses in das Carbonat verwandelt wird*

Das C0„ tritt am Kopf der Kolonne 16 über die Leitung 17 aus» Die am Boden des Absorbers 3 erhaltene Ethylenoxidlosung tritt über die Leitung 25 aus und wird über das Ventil 26 entspannt und über die Leitung 27 in den Behälter 28 geleitet. Der in dem Behälter 28 entstehende Dampf Wird über die Leitung 29 in den Kompressor 30 geführt und über die Leitungen 31 und 2 wieder in den Absorber 3 zurückgeführt.

Die Ethylenoxidlösung gelangt vom Boden des Behälters 28 über das Ventil 32, die Leitungen 33 und 35 und den Wärmeaustauscher (Vorerhitzer) 34 in die Stripperkolonne 36, die bei 1,37 bar (1,4 ata) arbeitet und in der das Ethylenoxid und Inertanteile mit Hilfe von Dampf, der über die Leitung

237798 1

AP G Ol N/237 798/1 60 459 11

37 am Boden in die Kolonne 36 eingeleitet wird, abdestilliert werden.

Der über Kopf aus der Stripperkolonne 36 über die Leitung 38 austretende Dampf wird in dem Kühler 39 gekühlt und dann über die Leitung 40 in einen zweiten adiabatischen Absorber 41 geleitet, in den von oben über die Leitungen 46; 48 und 50 und den Kühler 49 mit Hilfe der Pumpe 47 Wasser von 30 ⁰C geleitet wird.

Die Inertanteile werden am Kopf des Absorbers 41 über die Leitung 42 abgeblasen.

Am Boden des Absorbers 41 sammelt sich eine 10%ige (Gewicht) wäßrige Ethylenoxidlösung, die über die Leitungen 43 und 45 mit Hilfe der Pumpe 44 zu der Glykolanlage geführt wird.

In dem Fließschema der Fig, 2 ist das erfindungsgemäße Verfahren dargestellt»

Das aus dem Ethylenoxid-Reaktor unter einem Druck von 19,2 bar austretende und teilweise auf 107 ⁰C abgekühlte Gas 1 wird in dem Wasserkühler 2 weiter auf 35 ⁰C gekühlt und über die Leitung 3 in den Kondensatabscheider (condensate separator) 4 geführt.

Das mit 35 C aus dem Abscheider 4 austretende Gas gelangt über die Leitung 6 in den isothermen Filmabsorber 7, in den von oben über die Leitungen 2Oj, 22; 23 und 24 und den Wärmeaustauscher 9 mit Hilfe der Pumpe 21 Wasser von 30 °C geleitet wird»

237798 1 AP G Ol N/237 798/1

' 60 459 11

Ein kleiner Teil des Wassers von 30 ⁰C wird auch durch die Leitung 25 in einen zweiten isothermen Filmabsorber 17 geführt. Die Wärme wird in den beiden Filmabsorbern 7 und 17 abgeleitet mit Hilfe von Wasser, das in einer Lithiumsalz-Kühleinheit 53 auf 5 ⁰C gekühlt worden ist, und über die Leitungen 55 ; 56 und 57 mit Hilfe der Pumpe 54 durch die Mantel der beiden Absorber läuft.

Eine 6,5%ige (Gewicht) Ethylenoxidlösung wird vom Boden des Filmabsorbers 7 über die Leitungen 8 und 10, den Wärmeaustauscher (Vorerhitzer) 9 und das Ventil'll bei 1,47 bar in den Behälter (flash vessel) 12 geleitet, an dessen Boden sich eine ungefähr 6,4%ige (Gewicht) Ethylenoxidlösung ansammelt, die frei von Inertanteilen ist und die über die Leitungen 14 und 16 mit Hilfe der Pumpe 15 zu der Glykolanlage geführt wird.

Der im Behälter 12 entstehende Dampf enthält eine kleine Menge E_thyl_enoxxd,_die jedoch zurückgewonnen werden muß« Das wird erreicht durch Einspeisen dieses Dampfes über die Leitung 13 in den isothermen Filmabsorber 17, in den ebenfalls von oben Wasser von 30 ⁰C eingeleitet wird* Das in dem Abscheider 4 anfallende Kondensat wird über die Leitung 5 und das Ventil 18 mit 1,47 bar in den Absorber 17 geleitet. Am Boden dieses zweiten Filmabsorbers 17 erhält man eine Ethylenoxidlösung von 20 ⁰C, die über die Leitung 19 wieder in den Behälter 12 zurückgeführt wird.

Das am Kopf des Filmabsorbers 7 über die Leitung 29 austretende Gas wird teilweise über die Leitung 30 aus dem System entfernt, teilweise über die Leitungen 31; 38 und 39 wieder in den Ethylenoxid-Reaktor zurückgeführt,, nachdem es an der

237798 1

AP G Ol N/237 798/1 60 459 11

Einführungsstelle 37 mit dem aus einer Decarbonisierungskolonne 35 über die Leitung 36 austretenden decarbonisierten Gas vermischt worden ist, und teilweise durch die Leitungen 32 und 34 in die Decarbonisierungskolonne 35 geführt, die bei 19,2 bar arbeitet und in die von oben über die Leitungen 46 und 48 mit Hilfe der Pumpe 47 eine Kaliumcarbonatlösung eingeleitet wird, die aus der Entgasungskolonne 44 kommt, die bei Atmosphärendruck arbeitet und in die von unten über die Leitungen 49 und 51 mit Hilfe des Gebläses 50 Luft eingeblasen wird. Außerdem wird von unten in die Kolonne 44 über die Leitung 52 zusätzliches Wasser zugeführt.

Das COp wird am Kopf der Kolonne 44 über die Leitung 45. abgezogen.

Die am Boden der Kolonne 35 über die Leitung 40 austretende COp-reiche Lösung wird in den Wärmeaustauscher 41 geführt, wo sie du roh-ufrerv kommenden Dampf erhitzt wird und dann über die Leitung 42 und das Ventil (flash valve) 43 in die Entgasungskolonne 44.

Der am Kopf des Filmabsorbers 17 austretende Dampf, der eine kleine Menge Ethylen enthält, das zurückgewonnen werden muß, wird über die Leitungen 26; 28 und 34 mit Hilfe eines Kompressors 27 nach Vermischen mit dem am Kopf des Filmabsorbers 7 austretenden Strom 32 an der Einführungsstelle in die Decarbonisierungskolonne 35 geleitet.

Um die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem bekannten Verfahren aufzuzeigen, wurde ein Versuch

237798 1

AP G Ol N/237 798/1 60 459 11

R -

durchgeführt, bei dem die gleiche Menge an Gas der gleichen Zusammensetzung in eine bekannte Anlage (Fig. 1) und in eine erfindungsgemäße Anlage (Fig. 2) geführt wurde«

Man erhielt die folgenden Ergebnisse:

Bekanntes Ver- Erfindungsgemäßes fahren (Fig. 1) Verfahren (Fig. 2)

Einspeisungsgeschwindigkeit in den Absor-

ber	175566 m³/h⁺'
Ethylenoxid-Gehalt	1,47 VoI,-%
Druck	19,2 bar
Temperatur	107 °C
Ethylenoxid-Ausbeute	5072 kg/h
Verbrauch an Sattdampf
von 1,96 bar	15073 kg/h
Stromverbrauch	470,7 kWh/h
Kühlwasserverbrauch	1500 m³/h

175566 m /h^+;	VoIo-	%
1,47	bar
19,2	⁰C
107	kg/h
5072	kg/h
8533	6 kWh/h
312,	m³/h
835

Die Ersparnis an Dampf und Elektrizität, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem bekannten Verfahren erreicht werden kann, beträgt:

100x(15073-8533)/l5073 = 43,4 % für Dampf 100x(470,7-312,6)/470,7 = 33,6 % für Strom

Normalbedingungen

Claims

— g — Erfinduηqsanspruch

1. Verfahren zur isothermen Absorption von Ethylenoxid, das in dem aus einer Ethylenoxidanlage stammenden Gas enthalten ist, gekennzeichnet dadurch, daß das Gas zunächst auf eine Temperatur zwischen 5 und 60 ⁰C gekühlt und
dann unter einem Druck,, der zwischen 1 und 30 bar schwanken kann, in einen mit Wasser gespeisten isothermen Filmabsorber geleitet wird,- von dessen Boden eine hoch konzentrierte Ethylenoxidlösung erhalten wird, die direkt
nach Rückgewinnung des noch in Lösung befindlichen
Ethylens in die Glykolanlage geführt werden kann,

2* Verfahren nach Punkt 1, gekennnzeichnet dadurch, daß das aus der Ethylenoxidanlage stammende Gas bis zu 90 VoI,-% Ethylenoxid enthält«

Hierzu Z Seilen Zeichnungen