JPH05507703A - エチレンオキシドの製造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 エチレンオキシドの製造 本発明はエチレンオキシドの製造に関するものである。

米国特許第４８２２９２０号明細書から、エチレンと酸素を、銀を含有する触媒 および塩素を含有する反応改質剤の存在下で、ニトレート（ｎｉｔｒａｔｅ）お よび／またはニドリット（ｎｉｔｒｉｔｅ）を形成する物質の不在下に、気相で 反応させることによりエチレンオキシドを製造し、そして反応器から流出するガ ス流に水性アルカリを噴霧することが知られている。これによりガス流か冷却さ れ、不純物、たとえばシュウ酸、アルデヒド類およびアルドール生成物か除去さ れる。この工程で若干のエチレンオキシドが必然的に除去され、かつ少なくとも 一部は加水分解されてエチレングリコールになる。

欧州特許第０００３６４２号明細書から、銀を含有する触媒、およびニトレート またはニドリットを形成する気相の物質の存在下で、塩素を含有する反応改質剤 を同時に用いて、エチレンを酸素で酸化してエチレンオキシドとなしうろことも 知られている。この反応からのガス流は一般にエチレンオキシドのほか、未反応 物質、不純物、Ｈ２Ｏ，窒素酸化物（ｏｘｉｄｅｓ　ｏｆ　ｎｉｔｒｏｇｅｎ） および他のガスを含む。

窒素酸化物はそれら自体は危険ではないが、プロセスプラントの後続精製セクシ ョンにおける反応から得られる他の成分と反応して固体または液体の有機窒素化 合物を生成し、これらが低温の部品内に蓄積し、爆発の危険性を生じ、および／ またはそのプロセスの製品を汚染する傾向がある。

本発明者らは、反応器から流出するガス流を、反応ガス流からエチレンオキシド を回収する前に水性アルカリと接触させることにより、著しい割合の窒素酸化物 を除去しうろことを見出した。

従って本発明は、エチレンと酸素を反応させることによりエチレンオキシドを製 造する反応からのガス流であって、窒素酸化物およびスチームを含むガス流を、 急冷用アルカリ水溶液と接触させ、これにより窒素酸化物および／または有機窒 素含有化合物をガス流から除去し、次いでガス流からエチレンオキシドを回収す る方法を提供する。

添付の第１図は本発明を実施するための装置および方法の略図である。

反応ガス流を急冷用アルカリ水溶液で処理する。急冷用アルカリ水溶液と接触さ せる前にガス流からの実質的な水の凝縮を行わない。ガス流を、それ自身の容量 の領　０１−５％、好ましくは０．０５−０．５％のアルカリ溶液、たとえば水 酸化−および／または炭酸−ナトリウムおよび／または−カリウム溶液、好まし くはｐＨ７，１−９，５、より好ましくは７５−９を有するものｍ−微粒状の液 滴としてｍ−と、ガスの滞留時間０．０５−３０秒において接触させることが適 切である。水性アルカリ液流との接触は、たとえばそのままの液体または多孔質 充填物上を流動している液体にガス流を導通することにより実施することもでき る。接触する急冷用水性アルカリ液流の温度は１０−４０℃であることか適切で ある。急冷用アルカリ水溶液との接触開始時のガス流温度は、一般に５０−１０ ０°Ｃである。急冷はさらに、反応ガスを一般に２０−５０℃の温度、すなわち エチレンオキシド吸収装置において採用される温度に近接した温度に冷却する目 的を果たす。

窒素酸化物はＮＯ，ＮＯ２、Ｎ　２０４、Ｎ２Ｏ３および／またはＮ　ｚ　Ｏｓ からなる可能性があり、有機窒素含有化合物にはニトロメタン、２−ニトロエタ ノールおよびニトロエチレンか含まれる可能性がある。

本発明者らは、この方法はガス流中の窒素含有化合物、特に無機窒素含有化合物 を驚異的に高い割合で除去するのに有効であることを見出した。これはさらに、 窒素酸化物の存在下で反応ガス流中における均質反応により形成される可能のあ るホルムアルデヒドを除去するのに有効である。従って急冷は、エチレンオキシ ド除去段階に達するホルムアルデヒドの量を少なくとも減少させることにおいて 付加的目的を果たす。エチレンオキシドとホルムアルデヒドの分離は、それら両 者かいったん水に溶解すると困難な、および／または経費のかかる工程、たとえ ば特殊な蒸留装置を使用するものである。

一般に上記の反応ガスは０．ｌｐｐｍから数百ｐｐｍ、通常は最高で５０ｐｐｍ 、たとえば０．５５−３０ｐｐ　（容量）の窒素酸化物を含有し、水性アルカリ 急冷による処理は水和およびエチレンオキシド損失をほとんど引起こさないこと が必要である。反応ガスの５０ｐｐｍ（容量）以下であれば、エチレンオキシド の損失はわずかである。

反応カス流は急冷溶液との接触の前に、たとえば１９０−２８０℃、特に２１０ −２７０℃の反応温度から５０−１００℃に冷却されることか適切である。反応 ガス流の温度は、急冷溶液との接触の前にカス流から有意量の水を凝縮させるほ どには低下させない。

急冷からの水性液流を液体として加熱して、それに含有されるエチレンオキシド を、適切には１５０−２３０°Ｃ１好ましくは１７０−２１０℃の温度で反応さ せてエチレングリコール類となし、次いで１または２以上の段階で蒸留し、純粋 なモノエチレングリコール、ならびに所望によりシーおよびより高級なエチレン グリコール類をそれから回収することができる。この処理過程で、窒素酸化物お よび有機窒素化合物は反応して重質の窒素含有残渣となる傾向があり、これらは 容易に分離される。存在する可能性のある軽質の窒素含有種もこの蒸留に際して 容易に除去される。

アルカリ溶液を接触段階へ再循環することかでき、これによりそれらのエチレン オキシドおよびグリコールの含量が増大し、エチレングリコール類を回収するた めの前記処理に対するそれらの適性が改善される。窒素酸化物の吸収に対して補 償するために、この再循環溶液にアルカリ性物質をさらに添加する必要があろう 。ホルムアルデヒド、および場合により他の有機物質、たとえばアセトアルデヒ ドを反応カス流から除去すると、これらの有機物質が再循環溶液中に蓄積し、こ れによっても窒素酸化物の除去が助成される可能性かある。

次いでエチレンオキシドを常法により水中へ吸収させ、そして脱着させてエチレ ンオキシドを回収することによって、反応ガス流から適宜採取することができる 。この水は奸ましくは吸収段階で数回再使用され、使用済みの水はエチレングリ コールならびにそのオリゴマーおよびポリマーの回収のために処理される。エチ レンオキシドを採取したのちのガスは、プロセスの副生物として生成した二酸化 炭素の少なくとも一部を除去するために処理し、プロセスに再循環する二とがで きる。

エチレンオキシドを製造する反応は、欧州特許第０００３６４２号明細書の記載 に従って実施することかでき、これをここに参考として引用する。窒素酸化物以 外のそこに記載されるニトレートまたはニドリットを形成する化合物が少なくと も一部はそのプロセスにおいて窒素酸化物に転化されるが、このことは少なくと もある程度まではニトレートまたはニトリブトがそのプロセス中で形成されるメ カニズムの一部となりうる。

以下の実施例は本発明を説明するものである。ガス流の％およびｐｐｍはすべて 容量による。

実施例１ 添付の第１図を参照しながら本発明の１形態につき記載する。

エチレンオキシド反応器１は冷ＭＪ器２に供給し、ここからパイプがアルカリ接 触装置４へ導通する。これは、進入するガスにアルカリ溶液を噴霧する手段５、 および噴霧されたガスを取出す手段６、およびアルカリ溶液を回収してその一部 を新たな溶液と共にアルカリ接触装置へ再循環する手段７を含み、使用済みアル カリ溶液の一部はバージライン８を通してパージされる。試料採取地点３が適宜 な位置に設けられる。新たなアルカリはライン９を通して添加される。

下：己よりなるガス流。

エチレン　３０％ 酸素　６５％ 二酸化炭素　１％ メタン　６２．５％ 塩化エチル　５ｐｐｍ Ｎｏ／ＮＯ２１２ｐｐｍ 水蒸気　２５ｍｍＨｇ（約）（約３．　３　ｋ　Ｐ　ａ）を４８ｍ３・ｈｒ−’ の流量および１５バールの圧力で反応器１に供給し、反応器を２３４°Ｃの平均 温度に保持した。反応器は多孔質α−アルミナベレットに担持された銀からなる 触ｕ９リットルを収容していた。

反応器から流出するガスは、２．１％のエチレンオキシド、０．８％のスチーム および９．７ｐｐｍの窒素酸化物、ならびに圧力約９５ｍｍＨｇ（約１２．７ｋ Ｐａ）の水蒸気を含有していた。これらの条件下での反応の選択率は、消費され たエチレン１００モル当たりの生成エチレンオキシドのモルとして表して８７％ であった。カス流の温度は冷却器内で約８０−４００℃に低下した。ガス流はパ イプを通してアルカリ接触装置へ導通され、ガスの温度はアルカリ接触装置４の 人口で６０°Ｃに低下した。ガス流かアルカリ接触８！へ進入する前には液状の 水の凝縮は観察されなかった。

接触用アルカリ溶液はｐＨ８−８，５を示し、アルカリは１％水酸化ナトリウム としてｐＨをこの範囲内に維持するのに十分な量で断続的に添加され、対応する 量の回収アルカリ溶液が廃棄された。溶液は１４０リットル／時の量でガス中へ 噴霧された。バージされた急冷用アルカリ溶液は、１．１：１の比率の有機およ び無機の窒素含有化合物を含み、反応器に供給された全窒素酸化物の４８％を示 した。

要約書 エチレンと酸素を反応させることによりエチレンオキシドを製造する反応力・ら のガス流であって、窒素酸化物およびスチームを含むガス流を、急冷用アルカＩ Ｊ水溶液と接触させ、次いでガス流からエチレンオキシドを回収する。急冷溶液 （こよる処理に際して、実質量の窒素酸化物かガス流から除去される。

補正嘗の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成　４年１２月１８日 １、特許８願の表示 ＰＣＴ／ＧＢ９１１００９７６ ２、発明の名称 エチレンオキシドの製造 ３、特許出願人 住　所　イギリス国ロンドン市ニスダブリュー１ピー・３ジエイエフ。

ミルバンク、インペリアル・ケミカル・ハウス（番地なし）名　称　インペリア ル・ケミカル・インダストリーズ・ビーエルシー住　所　東京都千代田区大手町 二丁目２番１号新大手町ビル　２０６区 電話　３２７０−６６４１〜６６４６ ５、補正嘗の提出日 補正書の翻訳 英文明細書第１頁第１行から末行まで （翻訳文明細書第１百第１行から第２頁第２行まで）明細書 エチレンオキシドの製造 本発明はエチレンオキシドの製造に関するものである。

米国特許第４８２２９２６号明細書から、エチレンと酸素を、銀を含有する触媒 および塩素を含有する反応改雷剤の存在下で、ニトレート（ｎｉｔｒａｔｅ）お よび／またはニドリット（ｎｉｔｒｉｔｅ）を形成する物質の不在下に、気相で 反応させることによりエチレンオキシドを製造し、そして反応器から流出するガ ス流に水性アルカリを噴霧することが知られている。これによりガス流か冷却さ れ、不純物、たとえばシュウ酸、アルデヒド類およびアルドール生成物が除去さ れる。この工程で若干のエチレンオキシドが必然的に除去され、かつ少なくとも 一部は加水分解されてエチレングリコールになる。

欧州特許第０００３６４２号明細書から、銀を含有する触媒、およびニトレート またはニドリットを形成する気相の物質の存在下で、塩素を含有する反応改質剤 を同時に用いて、エチレンを酸素で酸化してエチレンオキシドとなしうろことも 知られている。この反応からのガス流は一般にエチレンオキシドのほか、未反応 物質、不純物、Ｈ２Ｏ、窒素酸化物（ｏｘｉｄｅｓ　ｏｆ　ｎｉｔｒｏｇｅｎ） および他のガスを含む。

窒素酸化物はそれら自体は危険ではないが、プロセスプラントの後続精製セクシ ョンにおける反応から得られる他の成分と反応して固体または液体の有機窒素化 合物を生成し、これらが低温の部品内に蓄積し、爆発の危険性を生じ、および／ またはそのプロセスの製品を汚染する傾向がある。

本発明者らは、反応器から流出するガス流を、反応ガス流からエチレンオキシド を回収する前に水性アルカリと接触させることにより、著しい割合の窒素酸化物 を除去しうろことを見出した。

従って本発明は、エチレンと酸素を反応させることによりエチレンオキシドを製 造する反応からのガス流であって、窒素酸化物およびスチームを含むガス流を、 急冷用アルカリ水溶液と接触させ、これにより窒素酸化物および／または有機窒 素含有化合物をガス流から除去し、次いでガス流からエチレンオキシドを回収す る方法を提供する。

国際調査報告

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．エチレンと酸素を反応させることによりエチレンオキシドを製造する反応か らのガス流であって、窒素酸化物およびスチームを含むガス流を、急冷用アルカ リ水溶液と接触させることにより処理し、これによりガス流から窒素酸化物およ び／または有機窒素含有化合物を除去し、次いでガス流からエチレンオキシドを 回収する方法。
2. ２．急冷溶液がｐＨ７．１−９．５の水酸化−および／または炭酸−ナトリウム および／または−カリウムのアルカリ溶液である、請求の範囲第１項に記載の方 法。
3. ３．急冷溶液の容量が反応ガス流の容量の０．０１−５％である、請求の範囲第 １項または第２項に記載の方法。
4. ４．反応ガス流と急冷溶液の滞留時間が０．０５−３０秒である、請求の範囲第 １項ないし第３項のいずれかに記載の方法。
5. ５．急冷溶液を微粒状の液滴の形で反応ガス流中へ噴霧することにより反応ガス 流を急冷溶液と接触させる、請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の 方法。
6. ６．多孔質充填物上を流動する溶液にガス流を導通することにより反応ガス流を 急冷溶液と接触させる、請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の方法 。
7. ７．急冷用水性アルカリ液流の温度が１０−４０℃である、請求の範囲第１項な いし第６項のいずれかに記載の方法。
8. ８．ガス流の温度が急冷用アルカリ水溶液と最初に接触する時点で５０−１００ ℃である、請求の範囲第１項ないし第７項のいずれかに記載の方法。
9. ９．ガス流か１９０−２８０℃の反応温度から急冷用アルカリ水溶液と接触する 前に５０−１００℃に冷却される、請求の範囲第１項ないし第８項のいずれかに 記載の方法。