JP6391913B2 - エチレンオキシドの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、エチレンオキシドの製造方法に関する。
エチレンオキシドは、今日ではエチレンを銀触媒の存在下で分子状酸素含有ガスにより接触気相酸化して製造される。そして、エチレンオキシドの製造プロセスにおける精製方法は大略以下のとおりである(例えば、特許文献1を参照)。
まず、エチレンと分子状酸素含有ガスとを銀触媒上で接触気相酸化して、エチレンオキシドを含む反応生成ガスを得る(反応工程)。次いで、得られた反応生成ガスをエチレンオキシド吸収塔へ導き、水を主成分とする吸収液と接触させて、エチレンオキシドを水溶液として回収する(吸収工程)。次いで、回収されたエチレンオキシド水溶液をエチレンオキシドの精製系へと送り、いくつかの段階を経て高純度エチレンオキシドが得られる。このエチレンオキシドの精製系は通常、放散工程、精留工程、脱水工程、軽質分分離工程、重質分分離工程などからなっている。
なお、エチレンオキシド吸収塔の塔頂部から排出される未反応エチレン、副生した炭酸ガス(二酸化炭素;CO)や水、さらには不活性ガス(窒素、アルゴン、メタン、エタン等)を含む排出ガスについては、そのままエチレン酸化工程に循環させるか、またはその一部を抜き出し、炭酸ガス吸収塔に導きアルカリ性吸収液により炭酸ガスを選択的に吸収させ、この吸収液を炭酸ガス放散塔に供給して炭酸ガスを放散回収することが通常行われている(例えば、特許文献2を参照)。
特開昭62−103072号公報 特開昭60−131817号公報
ここで、エチレンオキシド精製系から排出される未凝縮ガスはエチレンオキシドを含有していることから、当該未凝縮ガスについてはエチレンオキシド再吸収塔へ供給することでエチレンオキシドを再度吸収し、得られた吸収液をエチレンオキシド精製系へ再循環させることでエチレンオキシドを回収することが行われている。
しかしながら、このようにエチレンオキシド再吸収塔においてエチレンオキシドを回収しようとすると、エチレンオキシドを吸収した後のエチレンオキシド吸収塔の塔底液をエチレンオキシド放散塔へ送る過程やエチレンオキシド放散塔において、エチレンオキシドの一部に水分子が付加してエチレングリコールが生成する反応が起こる。このようなエチレングリコールの副生は、より高純度のエチレンオキシドをより高い取得率で製造するための障害となる。したがって、かようなエチレングリコールの副生を抑制する手段の開発が望まれている。なお、エチレンオキシド製造プロセスの系内でのエチレングリコールの濃縮を防止する目的で、エチレングリコールの一部を系外へ排出したりエチレングリコール製造プラントへ送ったりするという対処が従来採られているが、これらの対処ではエチレンオキシドの取得率が低下してしまうという問題がある。
そこで本発明は、エチレンオキシドの製造プロセスにおけるエチレングリコールの副生量を低減させ、エチレンオキシドの取得率を向上させうる手段を提供することを目的とする。
本発明者らは、上述した課題の解決を図るべく、鋭意研究を行った。その結果、エチレンオキシド再吸収塔の運転圧力を従来よりも小さくすることにより、上記課題が解決されうることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明の一形態は、エチレンオキシドの製造方法に関する。当該製造方法は、エチレンを銀触媒の存在下、分子状酸素含有ガスにより接触気相酸化させるエチレン酸化反応工程において生成したエチレンオキシドを含有する反応生成ガスをエチレンオキシド吸収塔へ供給し、前記エチレンオキシド吸収塔へ供給された吸収液と接触させ、エチレンオキシドを含有する前記エチレンオキシド吸収塔の塔底液をエチレンオキシド精製系へ供給し、前記エチレンオキシド精製系から排出されるエチレンオキシド含有未凝縮ガスをエチレンオキシド再吸収塔へ供給する工程を含む。そして、当該製造方法は、エチレンオキシド再吸収塔の運転圧力を3〜50kPa gaugeとする点に特徴がある。
本発明によれば、エチレンオキシドの製造プロセスにおけるエチレングリコールの副生量が低減され、エチレンオキシドの取得率が向上する。また、副次的な効果として、エチレンオキシド製造プロセスの系外へ排出すべき副生エチレングリコールの濃縮に要する蒸気量や、副生エチレングリコール系外へ排出する際に必要になる投入水量が削減されるという、工業的に見てきわめて有利な効果が奏される。
本発明の一実施形態に係るエチレンオキシドの製造方法を実施するエチレンオキシドの製造プロセスの構成例を示すブロック図である。 図2は、本発明の一実施形態に係るエチレンオキシドの製造プロセスを実施するためのプロセスの構成例を示すブロック図である。図2は、後述する実施例で採用された放散工程に対応している。 放散されたエチレンオキシドが最終的に精製されるまでの精留工程の構成例を示すブロック図である。
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための具体的な形態について詳細に説明するが、本発明の技術的範囲は特許請求の範囲の記載に基づいて定められるべきであり、下記の形態のみには限定されない。
≪反応系≫
まず、図1を参照しつつ、エチレンの酸化反応によってエチレンオキシドを製造する系(以下、単に「反応系」とも称する)について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るエチレンオキシドの製造方法を実施するエチレンオキシドの製造プロセスの構成例を示すブロック図である。図1に示すエチレンオキシドの製造プロセスは、大きく分けて反応系、炭酸ガス系、および精製系の3つの系から構成されている。
本発明で用いられる「エチレンオキシドを含有する反応生成ガス」は、エチレンを銀触媒の存在下、分子状酸素含有ガスにより接触気相酸化させる工程(以下、「エチレン酸化反応工程」とも称する)で生成したものであればよい。この接触気相酸化反応の技術自体は広く知られたものであり、本発明の実施にあたっても、従来公知の知見が適宜参照されうる。なお、反応生成ガスの組成等の具体的な形態に特に制限はない。一例として、反応生成ガスは、通常0.5〜5容量%のエチレンオキシドの他、未反応酸素、未反応エチレン、生成水、二酸化炭素、窒素、アルゴン、メタン、エタン等のガスに加えて、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドのアルデヒド類、酢酸等の有機酸類を微量含有している。
図1を参照すると、まず、エチレンや分子状酸素を含有する原料ガスは、昇圧ブロワ4で昇圧された後、熱交換器(図示せず)で加熱されてエチレン酸化反応器1に供給される。エチレン酸化反応器1は通常、銀触媒が充填された反応管を多数備えた多管式反応器である。エチレン酸化反応工程で生成した反応生成ガスは、熱交換器(図示せず)を通過することで冷却された後、エチレンオキシド吸収塔(以下、単に「吸収塔」とも称する)2に供給される。具体的には、反応生成ガスは吸収塔2の塔底部から供給される。一方、吸収塔2の塔頂部からは、水を主成分とする吸収液が供給される。これにより、吸収塔2の内部において気液の向流接触が行われ、反応生成ガスに含まれるエチレンオキシド(通常は99質量%以上)が吸収液に吸収される。また、エチレンオキシドの他にも、エチレン、酸素、二酸化炭素、不活性ガス(窒素、アルゴン、メタン、エタン等)、並びにエチレン酸化反応工程で生成したホルムアルデヒド等の低沸点不純物、アセトアルデヒド、酢酸等の高沸点不純物もその実質量が同時に吸収される。なお、吸収塔2に供給される反応生成ガスの温度は、好ましくは約20〜80℃である。また、吸収液の組成について特に制限はなく、水を主成分とするもののほか、特開平8−127573号公報に開示されているようなプロピレンカーボネートが吸収液として用いられてもよい。また、必要に応じて、吸収液には添加剤が添加されうる。吸収液に添加されうる添加剤としては、例えば、消泡剤やpH調整剤が挙げられる。消泡剤としては、エチレンオキシドおよび副生エチレングリコール等に対して不活性であり、吸収液の消泡効果を有するものであればいかなる消泡剤も使用されうるが、代表的な例としては、水溶性シリコンエマルションが吸収液への分散性、希釈安定性、熱安定性が優れているため、効果的である。また、pH調整剤としては、例えば、カリウム、ナトリウムといったアルカリ金属の水酸化物や炭酸塩等の、吸収液に溶解しうる化合物が挙げられ、水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムが好ましい。なお、吸収液のpHは、好ましくは5〜12であり、より好ましくは6〜11である。
吸収塔2としては、通常、棚段塔形式または充填塔形式の吸収塔が用いられうる。吸収塔2の操作条件としては、反応生成ガス中のエチレンオキシド濃度が0.5〜5容量%、好ましくは1.0〜4容量%であり、吸収塔2の操作圧は0.2〜4.0MPa gauge、好ましくは1.0〜3.0MPa gaugeである。吸収操作は、高圧ほど有利であるが、そのとりうる値は酸化反応器の運転圧力に応じて決定されうる。また、反応生成ガスに対する吸収液のモル流量比(L/V)は、通常0.30〜2.00である。また、反応生成ガスの標準状態における空間線速度(GHSV[NTP])は、通常400〜6000h−1である。
吸収塔2において吸収されなかったエチレン、酸素、二酸化炭素、不活性ガス(窒素、アルゴン、メタン、エタン)、アルデヒド、酸性物質等を含有するガスは、吸収塔2の塔頂部から導管3を通じて排出される。そして、この排出ガスは、昇圧ブロワ4によって圧力を高められた後、導管5を通じてエチレン酸化反応器1へと循環される。なお、エチレン酸化反応工程の詳細については上述したとおりである。ここで、エチレン酸化反応工程は通常、銀触媒が充填された反応管を多数備えた酸化反応器中で、加圧(1.0〜3.0MPa gauge程度の圧力)条件下にて行われる。このため、吸収塔2の塔頂部からの排出ガスをエチレン酸化反応工程へと循環する前に、昇圧ブロワ4等の昇圧手段を用いて昇圧する必要があるのである。
≪炭酸ガス系≫
好ましい実施形態においては、図1に示すように、吸収塔2の塔頂部から排出されるガスの少なくとも一部を、昇圧ブロワ4等の昇圧手段により昇圧し、導管6を通じて炭酸ガス吸収塔7へ供給する。以下、図1を参照しつつ、炭酸ガス吸収塔7へのガスの導入に始まる炭酸ガス回収系(以下、単に「炭酸ガス系」とも称する)について説明する。
上述したように吸収塔2の塔頂部から排出されるガスが加圧されて炭酸ガス吸収塔7へ導入される場合、その際のガス圧力は0.2〜4.0MPa gauge程度に調節され、ガス温度は80〜120℃程度に調節される。炭酸ガス吸収塔7の後段には炭酸ガス放散塔8が設置されており、この炭酸ガス放散塔8の塔底部からはアルカリ性吸収液が炭酸ガス吸収塔7の上部へ供給される。そして、このアルカリ性吸収液との向流接触により、炭酸ガス吸収塔7へ導入されたガスに含まれる炭酸ガスや、少量の不活性ガス(例えば、エチレン、メタン、エタン、酸素、窒素、アルゴン等)が吸収される。炭酸ガス吸収塔7の塔頂部から排出される未吸収ガスは導管3へ循環され、新たに補充される酸素、エチレン、メタン等と混合された後、エチレン酸化反応器1へ循環される。
炭酸ガス吸収塔7において炭酸ガスを吸収した炭酸ガス濃厚吸収液は、炭酸ガス吸収塔の塔底部から抜き出された後、圧力0.01〜0.5MPa gauge、温度80〜120℃程度に調節され、塔底部にリボイラー9を備えた炭酸ガス放散塔8の上部に供給される。炭酸ガス放散塔8の上部の供液部において吸収液は、炭酸ガス吸収塔7と炭酸ガス放散塔8との圧力差によって圧力フラッシュを起こす。これにより、吸収液中の10〜30容量%の炭酸ガスおよび大部分の不活性ガスは吸収液から分離され、炭酸ガス放散塔8の塔頂部から排出される。
上述した圧力フラッシュにより炭酸ガスの一部を分離された残りの炭酸ガス吸収液は、供液部の下方に設けられた気液接触部10に入り、リボイラー9より発生した蒸気および気液接触部10以下の部分から発生した炭酸ガスを主とするガスと向流接触して吸収液中の炭酸ガスの一部およびその他の不活性ガスの大部分が吸収液から分離される。炭酸ガス系におけるこれら一連のプロセスにより、気液接触部10の最上部から下方、好ましくは気液接触に必要な一理論段数以上に相当する気液接触部の下部の炭酸ガス放散塔8の内部から、高純度の炭酸ガスが得られる。すなわち、気液接触部10で炭酸ガス吸収液中の不活性ガスは、下部から上昇してくるごく微量の不活性ガスを含む炭酸ガスと水蒸気とによって向流気液接触を起こして放散され、これにより不活性ガスの濃度は極めて低くなる。したがって、この放散後のガスを取り出せば高純度の炭酸ガスが得られる。
≪精製系≫
吸収塔2においてエチレンオキシドを吸収した吸収液は、当該吸収塔2の塔底液として、エチレンオキシド精製系(以下、単に「精製系」とも称する)へと送られる。精製系の具体的な形態について特に制限はなく、従来公知の知見が適宜参照されうる。一例として、精製系は通常、放散工程、精留工程、脱水工程、軽質分分離工程、重質分分離工程などからなっている。以下、図2および図3を参照しつつ、これらのうちのいくつかの工程からなる精製系について説明する。図2は、本発明の一実施形態に係るエチレンオキシドの製造プロセスを実施するためのプロセスの構成例を示すブロック図である。
吸収塔2の塔底液(吸収液)は、エチレンオキシド放散塔(以下、単に「放散塔」とも称する)11へ供給される前に、通常は放散塔11における放散に適した温度にまで予め加熱される。具体的には、図2に示すように、吸収塔2の塔底液(吸収液)は導管12を通じて熱交換器13へ供給される。そして、この熱交換器13において、放散塔11の塔底液との間での熱交換が行われ、さらに必要であれば加熱器14によって加熱され、吸収塔2の塔底液(吸収液)は70〜110℃程度の温度まで加熱される。本実施形態において、放散塔11の塔底液との熱交換によって加熱された吸収塔2の塔底液(吸収液)は、導管15を通じて気液分離タンク16に供給される。気液分離タンク16においては、一部エチレンオキシドおよび水を含む不活性ガスの軽質分ガスが分離され、導管17を通じて排出される。一方、軽質分ガスをフラッシュした残部の吸収液は、導管18を通じて放散塔11の上部へ供給される。なお、導管18のように特に高温条件下でエチレンオキシドが水と共存する部位については、その配設距離を可能な限り短くするように配慮することで、吸収液の滞留時間を短くすることができ、その結果、エチレングリコールの副生の防止に資することができる。
続いて、例えば、図2に示すように水蒸気等の加熱媒体を加熱器19へ供給し、当該加熱器19において加熱された加熱媒体を用いて放散塔11を加熱するか、または、放散塔11の塔底部へ直接水蒸気を供給することによって放散塔11を加熱する。このようにして放散塔11が加熱されることによって、放散塔11の上部から供給された吸収液に含まれるエチレンオキシド(通常はその99質量%以上)が放散し、放散塔11の塔頂部から導管20を経て排出される。なお、放散塔11の操作条件は、運転圧力(塔頂圧力)が3〜60kPa gaugeであり、好ましくは3〜30kPa gaugeである。塔頂圧力は小さいほど塔内の温度が低下し、その結果として塔内におけるエチレンオキシドからのエチレングリコールの副生が抑制される傾向がある。しかしながら、エチレンオキシドは比較的着火しやすい物質であるため、系内への酸素の漏れ込みを防止するという観点から、大気圧以下での運転は通常行われず、上述したように大気圧よりもやや大きい圧力で運転される。なお、放散塔11の温度条件としては、塔頂温度は好ましくは82〜93℃であり、塔底温度は好ましくは101〜115℃である。
エチレンオキシドが放散された後の残部の吸収液は、図2に示すように、放散塔11の塔底液として抜き出され、吸収塔2における吸収液として吸収塔2の上部へ供給され、循環使用されうる。ただし、吸収液の組成を調節する目的で、別途設けた導管を通じて、新鮮な水や、必要に応じて上述した添加剤を吸収塔2へと供給してもよい。また、吸収塔2へ供給される吸収液中のエチレングリコール濃度を一定に保持することが好ましい。このため、吸収塔2と放散塔11との間を循環する吸収液の一部は放散塔11の塔底部から抜き出される。ここで、放散塔11の塔底液はエチレンオキシドを実質的に含まない。具体的には、当該塔底液中に含まれるエチレンオキシドの濃度は、好ましくは10質量ppm以下であり、より好ましくは0.5質量ppm以下である。この塔底液は、エチレン酸化反応工程とエチレンオキシド放散工程との間で吸収液中に副生したエチレングリコールを含有しており、その一部は、導管21および導管22を通じて抜き出される。抜き出された液は、燃焼処理に供されるか、または、含有するエチレングリコールを濃縮して回収するためのエチレングリコール濃縮工程に供給される。さらに、場合によっては、抜き出された液に含まれるエチレングリコールをそのまま、またはエチレングリコール濃縮工程を経た後に、特公昭45−9926号公報や特公平4−28247号公報等に開示されているような化学的処理のほか、場合によっては物理的処理を施すことによって、繊維グレード製品として回収することも可能である。
なお、放散塔11の塔底液は、ホルムアルデヒド等の低沸点不純物、アセトアルデヒドおよび酢酸等の高沸点不純物をも含有していることから、上述したようにその一部を系外に抜き出すことで、吸収塔2に循環される吸収液中へのこれらの不純物の蓄積を防止することができるという利点も得られる。
放散塔11の塔頂部から放散された、エチレンオキシドを含む放散物は、導管20を通じて、導管23および導管24に冷却水が通る放散塔凝縮器25へ送り、凝縮液は導管26を通じて放散塔11の塔頂部へ還流し、未凝縮蒸気は導管27を通じて脱水塔28(図3)へ供給される。
脱水塔28に供給されたエチレンオキシドを含む蒸気は、導管29を通して還流される液と接触してよりエチレンオキシド濃度の高い蒸気となり、塔底から抜き出されるエチレンオキシド濃度の低い液は導管を通して放散塔凝縮器25へ送られる。
脱水塔28の塔頂部から排出された、エチレンオキシドを含む蒸気は、導管30を通じて、導管31および導管32に冷却水が通る脱水塔凝縮器33へ送り、凝縮液の一部は導管29を通して脱水塔28の塔頂部へ還流し、脱水塔凝縮器33の未凝縮蒸気(エチレンオキシド含有未凝縮ガス)は導管34を通して図1に示すエチレンオキシド再吸収塔(以下、単に「再吸収塔」とも称する)35へ供給される。
脱水塔凝縮器33の凝縮液の残部は導管36を通して軽質分分離塔37へ供給される。軽質分分離塔37の加熱器38により水蒸気等の加熱媒体で導管39を通じて加熱する方式により加熱し、軽質分分離塔37の塔頂部より軽質分を含むエチレンオキシド蒸気は導管40を通じて導管41および導管42に冷却水が通る軽質分分離塔凝縮器43へ送り、凝縮液は導管44を通じて軽質分分離塔37の塔頂部へ還流し、軽質分分離塔凝縮器43の未凝縮蒸気(エチレンオキシド含有未凝縮ガス)は導管45を通してエチレンオキシドを回収するため図1に示す再吸収塔35へ供給される。
軽質分分離塔37の塔底液は導管46を通してエチレンオキシド精留塔(以下、単に「精留塔」とも称する)47へ供拾される。精留塔47の加熱器48へ圧力0.05〜0.10MPa gauge程度の水蒸気を供給し、精留塔47の塔底温度35〜80℃、精留塔47の塔底圧力0.10〜0.80MPa gaugeで精留を行い、精留塔47の塔頂部から、塔頂温度35〜75℃、塔頂部圧力0.10〜0.80MPa gaugeのエチレンオキシド蒸気を、導管49および導管50に冷却水が通る精留塔凝縮器51へ送り、エチレンオキシドを液化させ、一部は導管52を通して精留塔47の塔頂部へ還流液として供給し、残部は導管53を通して製品エチレンオキシド(製品EO)として抜き出す。精留塔凝縮器51の未凝縮蒸気(エチレンオキシド含有未凝縮ガス)は導管54を通してエチレンオキシドを回収するため図1に示す再吸収塔35へ供給される。
なお、精留塔47の塔底液は、アセトアルデヒド、水、および酢酸等の高沸点不純物の重質分分離のため、必要により導管55を通して抜き出される。
上述したように、精製系から排出される未凝縮蒸気(図3に示す実施形態では、脱水塔凝縮器33、軽質分分離塔凝縮器43、および精留塔凝縮器51由来の未凝縮蒸気)はエチレンオキシドを含有している。このため、これらの未凝縮蒸気は、図1に示す再吸収塔35へ供給される。
再吸収塔35では、上述した吸収塔2と同様に、吸収液との向流接触によってエチレンオキシドが再吸収される。ここで、再吸収塔35においてエチレンオキシドの再吸収に用いられる吸収液の組成やpH、再吸収塔の形態(棚段塔形式または充填塔形式)などについては、吸収塔2について上述したのと同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。一方、本発明は、再吸収塔35の運転圧力に特徴を有するものである。従来、再吸収塔35の運転圧力は、100〜150kPa gauge程度に設定されていた(後述する比較例を参照)。これに対し、本発明では、後述する実施例に示すように、再吸収塔35の運転圧力を3〜50kPa gaugeとする。このような構成とすることによって、驚くべきことに、エチレンオキシドの製造プロセスにおけるエチレングリコールの副生量が低減され、エチレンオキシドの取得率が向上することが本発明者らの検討によって見出された。また、その結果として、エチレンオキシド製造プロセスの系外へ排出すべき副生エチレングリコールの濃縮に要する蒸気量や、副生エチレングリコール系外へ排出する際に必要になる投入水量が削減されるという、工業的に見てきわめて有利な効果も奏されることが判明した。なお、このような優れた効果が奏されるメカニズムとしては、再吸収塔の上流工程である放散塔の運転圧力が低下することで、放散塔の運転温度や吸収塔から放散塔への導管を流れる吸収液の温度が低下し、エチレングリコールの副生が抑制されるものと推定されている。なお、エチレンオキシド放散塔11から脱水塔28経由でエチレンオキシド再吸収塔35へ至る導管20、27、34には、圧力調節弁を設けないことが好ましい。
再吸収塔35の塔底液は、導管56を通じて、上述した吸収塔2の塔底液と同様に精製系(本実施形態では、具体的には放散塔11)へと循環される。より詳細には、図2に示す導管12へと循環され、予め加熱された後に、放散塔11へ導入される。
一方、再吸収塔35において吸収されなかった未凝縮ガスは、再吸収塔35の塔頂部から導管57を通じて排出される。一実施形態において、導管57を通じて排出された未凝縮ガスは、ガス圧縮機58によって圧力を高められた後、吸収塔2へと循環される。ただし、再吸収塔35の塔頂部から排出される未凝縮ガスには炭酸ガスが多く(通常は5〜60体積%程度)含まれていることから、当該未凝縮ガスを吸収塔2に循環させると、吸収塔2から炭酸ガス吸収塔7に供給されるガス中の炭酸ガス量が増加する。そうすると、炭酸ガス吸収塔7および炭酸ガス放散塔8で処理される炭酸ガス量が増加し、炭酸ガス放散塔8のリボイラー9に投入する蒸気量を増やす必要が生じたり、炭酸ガス吸収促進剤の投入量を増やす必要が生じたりする可能性がある。したがって、再吸収塔35の塔頂部から導管57を通じて排出された未凝縮ガスは、ガス圧縮機58によって圧力を高められた後、炭酸ガス吸収塔7へ供給してもよい。このような構成とすることによって炭酸ガス吸収塔7へ供給されるガスの流量はわずかに増加するにすぎないが、上述したようにエチレンオキシド再吸収塔の塔頂部から排出される未凝縮ガスには炭酸ガスが多く(通常は5〜60体積%程度)含まれている。したがって、再吸収塔35の塔頂部から排出されるエチレンオキシド含有未凝縮ガスを炭酸ガス吸収塔7へ供給すると、炭酸ガス吸収塔7へ供給されるガス中の炭酸ガス濃度はわずかに増加することになる。このように、本発明によれば、より高濃度の炭酸ガスを含有するガスを炭酸ガス系へ導入することによって、工業的に有利な種々の効果を奏することができるのである。
なお、再吸収塔35の塔頂部から導管57を通じて排出される未凝縮ガスの圧力を高めるためのガス圧縮機58の吸込圧力は、微加圧であることが好ましい。具体的には、3〜5kPa gaugeであることが好ましい。かような構成とすることで、大気からガス圧縮機58への酸素流入を防ぐことができ、ガス圧縮機58にて、酸素と可燃性ガスとの混合ガスを圧縮することによる爆発の危険を回避することができる。
また、再吸収塔35の塔頂部から排出される未凝縮ガス中には反応原料であるエチレンが含まれているが、上述したように炭酸ガス吸収塔7の塔頂部から排出される未吸収ガスは導管3を経由してエチレン酸化反応器1へ循環されるし、エチレンは炭酸ガス吸収塔7においてほとんど吸収されないことから、上述のような構成を採ったとしても、反応原料であるエチレンのロスが生じる虞はない。
以下、実施例を用いて本発明の実施形態をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲は下記の形態のみには限定されない。
[比較例]
図1〜図3に示すエチレンオキシドの製造プロセスによりエチレンオキシドを製造した。この際、エチレンオキシド放散塔11から脱水塔28経由でエチレンオキシド再吸収塔35へ至る導管20、27、34には圧力調節弁を設けず、また、再吸収塔35の運転圧力(塔頂圧力)を120kPa gaugeとした。
[実施例]
図1〜図3に示すエチレンオキシドの製造プロセスによりエチレンオキシドを製造した。この際、再吸収塔35の運転圧力(塔頂圧力)を10kPa gaugeとした。
上述した比較例および実施例に係る製造プロセスを実施した結果、エチレンオキシド放散塔の各種の運転条件は下記の表1に示す通りとなった。
Figure 0006391913
また、上述した比較例および実施例に係る製造プロセスを実施した結果、製造プロセスにおける各部位におけるエチレンオキシド流量は下記の表2に示す通りとなった。
Figure 0006391913
表2に示す結果から明らかなように、本実施例では、上述した比較例と比べて、エチレンオキシドの取得率が大幅に向上していることがわかる。また、エチレンオキシドの取得率が向上することによりもたらされる副次的な効果として、エチレンオキシド製造プロセスの系外へ排出すべき副生エチレングリコールの濃縮に要する蒸気量や、副生エチレングリコール系外へ排出する際に必要になる投入水量が削減されるという効果も奏される。
上述した実施例と比較例との対比から、本発明に係るエチレンオキシドの製造プロセスにおけるエチレンオキシドの製造方法によれば、エチレンオキシドの製造プロセスにおける種々の有利な効果がもたらされることが示された。年産数十万トン規模というエチレンオキシド生産量に鑑みれば、本発明が果たす産業上の貢献には計り知れないものがある。
1 エチレン酸化反応器
2 エチレンオキシド吸収塔
4 昇圧ブロワ
7 炭酸ガス吸収塔
8 炭酸ガス放散塔
9 リボイラー
10 気液接触部
11 エチレンオキシド放散塔
13 熱交換器
14 加熱器
16 気液分離タンク
19 放散塔加熱器
25 放散塔凝縮器
28 脱水塔
33 脱水塔凝縮器
35 エチレンオキシド再吸収塔
37 軽質分分離塔
38 軽質分分離塔加熱器
43 軽質分分離塔凝縮器
47 エチレンオキシド精留塔
48 精留塔加熱器
51 精留塔凝縮器
58 ガス圧縮機

Claims (4)

  1. エチレンを銀触媒の存在下、分子状酸素含有ガスにより接触気相酸化させるエチレン酸化反応工程において生成したエチレンオキシドを含有する反応生成ガスをエチレンオキシド吸収塔へ供給し、前記エチレンオキシド吸収塔へ供給された吸収液と接触させ、エチレンオキシドを含有する前記エチレンオキシド吸収塔の塔底液をエチレンオキシド精製系のエチレンオキシド放散塔へ供給し、前記エチレンオキシド精製系から排出されるエチレンオキシド含有未凝縮ガスをエチレンオキシド再吸収塔へ供給する工程を含むエチレンオキシドの製造方法であって、
    前記エチレンオキシド再吸収塔の塔底液を前記エチレンオキシド放散塔へ循環させる工程を含み、
    前記エチレンオキシド再吸収塔の運転圧力(塔頂圧力)を3〜50kPa gaugeとするともに、前記エチレンオキシド放散塔の運転圧力(塔頂圧力)を3〜60kPa gaugeとすることを特徴とする、エチレンオキシドの製造方法。
  2. 前記エチレンオキシド放散塔からエチレンオキシド脱水塔経由で前記エチレンオキシド再吸収塔へ未凝縮ガスを供給するための導管に圧力調節弁を設けない、請求項に記載の製造方法。
  3. 前記エチレンオキシド再吸収塔の未凝縮ガスを昇圧するために用いられる圧縮機の吸込圧力が3〜5kPa gaugeである、請求項1または2に記載の製造方法。
  4. 前記エチレンオキシド再吸収塔の塔頂部から排出されるエチレンオキシド含有未凝縮ガスを炭酸ガス吸収塔へ供給して炭酸ガスを回収する工程を含む、請求項1〜のいずれか1項に記載のエチレンオキシドの製造方法。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102438316B1 (ko) 2016-08-09 2022-08-31 사이언티픽 디자인 컴파니 인코포레이티드 에폭시화 공정
CN110785392A (zh) 2017-06-23 2020-02-11 托普索公司 在低温下在含氨的气体混合物中氧化低级烷烃的方法
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EP4209488A4 (en) * 2020-09-01 2024-05-22 Chiyoda Corporation PROCESS FOR PRODUCING ETHYLENE OXIDE

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3418338A (en) * 1966-02-28 1968-12-24 Halcon International Inc Water extractive distillation of an ethylene oxide stream containing formaldehyde
BE789308A (fr) * 1971-10-04 1973-03-27 Shell Int Research Terige oplossingen van etheenoxyde werkwijze voor het concentreren en zuiveren van wa
US3964980A (en) * 1975-03-24 1976-06-22 Halcon International, Inc. Process for the recovery of ethylene oxide
JPS5416416A (en) * 1977-07-08 1979-02-07 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd Preparation of high purity ethylene glycol
JPS60131817A (ja) 1983-12-20 1985-07-13 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd 高純度二酸化炭素の製造方法
JPS60143614A (ja) 1983-12-29 1985-07-29 Pioneer Electronic Corp 偏平空芯コイル及びその製造装置
JPS60178834A (ja) 1984-02-25 1985-09-12 Mitsubishi Petrochem Co Ltd 高純度エチレングリコール類の製造方法
JPH0625199B2 (ja) 1985-07-10 1994-04-06 株式会社日本触媒 エチレンオキシドの精製方法
DE3678871D1 (de) 1985-07-03 1991-05-29 Nippon Catalytic Chem Ind Verfahren zur reinigung von ethylenoxid.
JPH0676205B2 (ja) * 1987-01-09 1994-09-28 株式会社日本触媒 高純度二酸化炭素の回収方法
JPH08127573A (ja) 1994-09-08 1996-05-21 Mitsubishi Chem Corp 酸化エチレンの回収方法
CA2157552A1 (en) 1994-09-08 1996-03-09 Kazuki Kawabe Method of recovering ethylene oxide
DE19843654A1 (de) * 1998-09-23 2000-03-30 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Ethylenoxid durch Direktoxidation von Ethylen mit Luft oder Sauerstoff
KR20090110879A (ko) * 2007-02-15 2009-10-22 바스프 에스이 매우 순수한 1,4-부탄디올의 제조 방법
CN102459211B (zh) * 2009-06-09 2014-11-26 巴斯夫欧洲公司 结构化催化剂床在制备环氧乙烷中的用途
JP5687917B2 (ja) * 2011-02-16 2015-03-25 株式会社日本触媒 エチレンオキシドの精製方法
MX351029B (es) * 2012-07-26 2017-09-28 Scient Design Co Procesos de epoxidación.

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