DD235635A1 - Verfahren zur aufarbeitung von reaktionsprodukten des ethenoxidsyntheseprozesses - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufarbeitung von Reaktionsprodukten des Ethenoxidprozesses nach dem Direktoxidationsverfahren insbesondere beim Strippprozess, in dem ueber Kopf Ethenoxid abgestrippt wird und im Sumpf das nahezu ethenoxidfreie, glykolhaltige Absorptionskreislaufwasser anfaellt, von dem ein Teil zur Aufrechterhaltung der konstant niedrigen Konzentration von Glykolen und anderen Reaktionsprodukten in eine nachgeschaltete Entwaesserungskolonne ausgeschleust wird, die Brueden der Entwaesserungskolonne als Strippdampf fuer die vorgeschaltete Strippkolonne benutzt und im Sumpf der Entwaesserungskolonne eine 50 bis 90 Ma.-% Glykole enthaltende waessrige Loesung abgezogen wird, die in bekannter Weise zu den reinen Produkten aufgearbeitet werden.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung . -

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufarbeitung von Reaktionsprodukten des Ethenoxidsyntheseprozesses nach dem Direktoxidationsverfahren, insbesondere beim Stripprozeß im Absorptionskreislauf der Ethenoxidwäsche.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der industriellen Herstellung von Ethenoxid nach dem katalytischen Direktoxidationsverfahren aus Ethen und Sauerstoff wird das entstehende Ethenoxid kontinuierlich aus dem Reaktorkreislaufgas in einer Absorptionskolonne mit Kreislaufwasser ausgewaschen. Dieses Kreislaufwasser wird nach dem Absorptionsprozeß zur Entfernung des gelösten Ethenoxids über eine Strippingkolonne geleitet, wo weitgehend eine Entfernung des absorbierten Ethenoxids erfolgt. Das so behandelte Kreislaufwasser wird erneut der Absorptionskolonne zugeführt. Sowohl während der Absorption als auch während des Stripprozesses wird ein geringer Anteil an Ethenoxid zu Monoethylenglykol, Diethylenglykol und höheren Ethylenglykolen umgesetzt, wodurch es zu einer Anreicherung der Glykole im Kreiswasser kommt. Gleichzeitig kommt es zu einer Anreicherung weiterer Nebenprodukte wie Verbindungen mit Carbonylgruppen und Carboxylgruppen, so daß ein Teil des Kreislaufwassers aus dem Prozeß ausgeschleust und durch Frischwasser ersetzt werden muß. Wegen der enthaltenen Verunreinigungen, wie z. B. Formaldehyd oder Essigsäure und deren Derivate, läßt sich dieser Abwasserstrom nicht als Zuspeisewasser für Anlagen zur Herstellung von Monoethylenglykol, welches für die Produktion von Polyesterfasern verwendet werden soll, einsetzen. Es ist bekannt, daß eine gesonderte destillative Aufarbeitung zur Gewinnung des Glykolanteiles angewendet wird. Dazu'erfolgt eine Einspeisung beispielsweise in eine gesonderte Vakuumverdampferanlage oder in die Verdampferanlage der Glykolanlage. Dabei tritt besonders der Nachteil des hohen Energiebedarfs für die Verdampfung des Wassers aus dem Glykolabwasserstrom auf, obwohl mit mehrstufigen Verdampferanlagen bereits eine Energieersparnis zu erzielen ist, wie in der Patentschrift FP 852988/1 beschrieben ist.

Eine andere bekannte Lösung, die in der Patentschrift DE 3001727 beschrieben ist, sieht die Einspeisung in den Vakuumverdampferteil von Glykolanlagen bei gleichzeitiger Zugabe vdn Alkoholaten, Hydroxiden, Oxiden und Salzen von Alkalimetallen und schwachen Säuren vor, so daß der pH-Wert des Produktes bei seinem Eintritt in die Monoethylenglykolkolonne auf 7-10 eingestellt wird. Bei diesem Verfahren ist es möglich, ethylenglykolhaltige Lösungen teilweise in die Produktion einzuspeisen.

Diese Lösung beseitigt jedoch nicht den Nachteil des hohen Energieaufwandes zur Isolierung des Glykols und führt zu einer Erhöhung des Salzanteiles in den verschiedenen Destillationssumpfströmen. Durch den erhöhten Anteil an Salzen in den Destillationssumpfströmen treten wiederum Qualitätsprobleme bei den erzeugten Produkten auf.

Die Aufarbeitung des giykolhaltigen Abwasserstroms aus dem Absorptionskreislauf soll auch dadurch ermöglicht werden, daß, wie im DE-OS 2558039 beschrieben, die Ethylenglykollösungen, die gleichzeitig Aldehyde, Carbonsäuren und/oder Metallsalze von Carbonsäuren enthalten und bei denen die Lösungen mitlonenaustauscherverbindungen behandelt werden, anschließend durch Destillation aufgearbeitet werden. Der Nachteil dieser vorgeschlagenen Lösung besteht darin, daß bei der Behandlung in der Deionisierungsanlage Spuren der Gerüstsubstanz der Ionenaustauscher, z. B. Alkylamine, zu einer starken Geruchsbeeinflussung des erzeugten Monoethylenglykols und Diethylenglykolsführen, die einen Einsatz für viele Einsatzzwecke nicht zuläßt. Weiterhin wird der Nachteil des hohen Energieaufwandes nicht beseitigt, da die zusätzliche Wasserverdampfung bei der Aufarbeitung im Verdampferteil der Glykplanlage nicht vermieden wird.

InDE-OS 3133803 wird eine Vorrichtung zum Konzentrieren wäßriger Lösungen von Glykol durch eine „Multieffekt-Destillation" beschrieben. Diese Lösung kann den Nachteil des hohen Energieaufwandes in der Ethenoxid-Anlage nicht beseitigen, da keine Kopplung mit dem Stripprozeß in der Ethenoxid-Anlage erfolgt und der Effekt der Verbindung des Stripprozesses mit der Aufkonzentrierung nicht erreicht wird.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, das beim Stripprozeß der Ethenoxidsynthese nach dem Direktoxidationsverfahren anfallende glykolhaltige Abwasser unter ökonomisch günstigen Bedingungen ohne wesentlichen zusätzlichen Energieaufwand und ohne Beeinflussung der Qualität des Hauptproduktes aufzuarbeiten.

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Darstellung des Wesens der Erfindung

— Die technische Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Aufarbeitung von Reaktionsprodukten des Ethenoxidsyntheseprozesses nach dem Direktoxidationsverfahren, insbesondere beim Stripprozeß im Absorptionskreislauf der Ethenoxidwäsche, indem über Kopf Ethenoxid abgestrippt wird und im Sumpf ein nahezu ethenoxidfreies, glykolhaltiges Absorptionskreislaufwasser anfällt; von dem ein Teil zur Aufrechterhaltung der konstant niedrigen Konzentration von Glykolen und anderen Verunreinigungen ausgeschleust wird, zu entwickeln, das die Gewinnung einer hochkonzentrierten Glykollösung aus dem Glykolabwasser bei gleichzeitiger Einsparung von Dampf ermöglicht.

— Merkmale der Erfindung

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem

— der Strip-Kolonne eine Entwässerungskolonne nächgeschaltet wird

— das Glykolabwasser in der Entwässerungskolonne auf 50-90 Ma.-% Glykol aufkonzentriert wird,

— die Brücken der Entwässerungskolonne als Stripdampf in die Strip-Kolonne unterhalb des untersten Bodens dieser Kolonne eingeleitet werden

— der Sumpfdruck der Entwässerungskolonne 0,01 bis0,08MPa höhereingestelltwirdalsderDruckam Kopf der Strip-Kolonne. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine ökonomische Verbesserung des Stripprozesses im Absorptionskreislauf von Ethenoxidanlagen nach dem Direktoxidationsprozeß ermöglicht. Gegenüber den bisher bekannten Verfahren wird nach dem erfindungsgemäßen Stripprozeß mit nachgesctialteter Entwässerungskolonne Glykolabwasser mit einer Glykolkonzentration von 50-90% Glykole erhalten, ohne daß ein wesentlicher Energiezusatzbedarf für den Stripprozeß auftritt. Der zusätzliche Bedarf an Energie beschränkt sich auf die Wärmeverluste durch Abstrahlung an der Entwässerungskolonne.

Das Verfahren ermöglicht außerdem die ökonomische Aufarbeitung des Glykolabwassers ohne Beeinflussung der Qualität des Hauptproduktes in der Glykolanlage. Dadurch, daß keine chemische Behandlung, wie z. B. mit Natronlauge, erfolgt, treten bei Abweichungen der NaOH-Konzentrationen keine Störungen der Gesamtglykolproduktion auf. Die Beeinträchtigung der Endprodukte der Glykolanlage durch einen deutlichen artfremden, unangenehmen Geruch, wie er bei Behandlung des Glykolabwassers durch Ionenaustauscher mit nachfolgender Einschleusung in die Glykolanlage auftritt, der einen Absatz der Produkte erschwert oder unmöglich macht, wird vermieden.

Der Nutzeffekt des Verfahrens besteht deshalb darin, bei gleichzeitiger Gewinnung einer hochkonzentrierten Glykollösung eine Absenkung des Dampfbedarfs für den Stripprozeß in der Druckstufe 1,65 MPa um 40% zu erreichen. Der Abfallglykolstrom, der vorher zu einer Umweltverschmutzung führte, wird gewonnen und genutzt. Durch dieenergetischeVerschaltung im Stripprozeß kann eine beliebige Absenkung der Glykolkonzentration im Absorptionskreislauf erfolgen und damit eine Absenkung der Schaumneigung des Kreislaüfwassers erreicht werden. Durch direkte Nutzung der Brüden erfolgt eine Senkung des Prozeßwasserbedarfs.

Ausführungsbeispiel

Die Stripper-Kolonne 1 wird mit einem Zulauf von 600m³/h Absorptionskreislaufwasser, welches mit Ethenoxid beladen ist, beschickt. Die Stripper-Kolonne wird von oben nach unten durchlaufen, wobei durch den im Sumpf über einen Umlaufverdampfer 2 erzeugten Dampf ein Abstrippen des absorbierten Ethenoxids erfolgt. Über Kopf dieser Kolonne geht ein Gemisch aus Ethenoxid und Wasserdampf in den Stripperkopfkühler und weiter in die Reabsorberkolonne. Im Sumpf der Stripper-Kolonne fällt ein nahezu ethenoxidfreies Absorptionskreislaufwasser an. Die Konzentration an Ethenoxid soll nicht höher als 20 Ma ppm sein. Damit keine An reicherung der Glykole und anderer Verunreinigungen in diesem Kreislauf eintritt, wird ein kleiner Teilstrom von mindestens 15m³/h aus dem Absorptionskreislaufwasser, das zum Absorber zurückgeführt wird, als Einlauf mit einerTemperatur von 112,5°C auf den oberen Boden der Entwässerungskolonne 3 geführt. Die Temperatur im Sumpf der Entwässerungskolonne wird über den Wärmeaustauscher 4 auf eine Temperatur von 135⁰C gebracht, die einen Sumpfdruck von 0,05MPa ermöglicht. Der Kopfdruck der Stripping-Kolonne beträgt 0,025 MPa.

Die Glykolkonzentration des Einlaufe in die Entwässerungskolonne beträgt 3%. Dabei ist es unerheblich, wie hoch der Anteil von Monoethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylengiykol oder der Gesamtanteil von Glykolen aus diesem Gemisch ist. Die Brüden aus der Kolonne 3 werden unterhalb des untersten Bodens der Kolonne 1 eingeleitet. Dabei stellt sich eine Glykolkonzentration von 75% im Sumpf der Entwässerungskolonne ein. Dieses Sumpfprodukt wird kontinuierlich aus dem Kreislauf über den Umlaufverdampfer 4 mittels Pumpe abgezogen und in an sich bekannter Art und Weise weiter aufgearbeitet. m

Claims (1)

1. Erfindungsanspruch:

   Verfahren zur Aufarbeitung von Reaktionsprodukten des Ethenoxidsyntheseprozesses nach dem Direktoxidationsverfahren insbesondere beim Stripprozeß, in dem über Kopf Ethenoxid abgestrippt wird und im Sumpf ein nahezu eth'enoxidfreies, glykolhaltiges Absorptionskreislaufwasser anfällt, von dem ein Teil zur Aufrechterhaltung der konstant niedrigen Konzentration von Glykolen und anderen Reaktionsprodukten ausgeschleust wird, gekennzeichnet dadurch, daß

   — der Stripkolonne eine Entwässerungskolonne nachgeschaltet wird,

   — das Glykolabwasser in der Entwässerungskolonne auf 50 bis 90Gew.-% Glykole und andere Reaktionsprodukte aufkonzentriert wird,

   — die Brüden der Entwässerungskolonne als Stripdampf in die Strip-Kolonne unterhalb des untersten Bodens eingeleitet werden, ,

   — und der Sumpfdruck der Entwässerungskolonne 0,01 bis 0,08 MPa höher eingestellt wird als der Druck am Kopf der Strip-Kolonne.