JPS61109783A - エチレンオキシド水溶液の濃縮方法 - 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】 程から生ずるガス状混甘物中に存在するエチレンオキシ
ｇを水に吸収させることにより工業的に得られる稀薄な
エチレンオキシド水溶液の濃縮方法に関する。

実際には、かかる水溶液は約７重量憾までのエチレンオ
キシド、通常，！重量係、多くの場せ、２〜３重量憾の
エチレンオキシドを含有している。

エチレンオキシドを濃縮さｆＬπ形で得るためには、こ
ｎらの水溶液に、ガスと液体との接触を行わせるかつ通
常！〜ｌ夕、多くの場合、７〜１２の理論段数含有する
慣用の蒸留塔内で水蒸気全作用させる：この蒸留塔はし
ばしば富化帯域含有し−Ｃおり、１．コル６パール、多
くの場合、１．ｔ〜４パールの圧力で操作する。

エチレンオキシドの水溶液は蒸留塔の頂部、もし適当で
あｎば、最上の棚段に導入する。

エチレンオキシドの脱着に必要な熱エネルギーは、蒸留
塔の底部、もし適当ならば蒸留塔の底部の棚段の下方部
に水蒸気を吹込むかま７２：は適当な熱源から熱を供給
されるリボイラーにより供給する。

蒸留塔のヘッドから主としてエチレンオキシドと水から
なりかつ場合にエフ、例えば二酸化炭素およびエチレン
のごとき濃縮すべき溶液中に当初から存在するガスを含
有するガス状混台物を排出させる。

蒸留塔の底部からエチレンオキシドを実際上含有してい
ない水性流体〔以下においては“グリコ−“化水”　（
ｇｌｙｃｏｌａｔｅｄ　ｗａｔｅｒ〕と称する〕を排出
させる。

このグリコール化水は、冷却した後、エチレンオキシド
を製造する方法におけるエチレンオキシ）″を吸収させ
て、ａ１ｍ丁べき溶液全形放させる友めの吸収流体とし
て使用し得る。

グリコール化水のグリコール含有量は、この流体の一部
を吸収−説着回路外に取出すことにより、通常、１０重
量憾以下に保持される。

従来の方法においては、濃縮すべき溶液を、脱着（蒸留
）塔に導入する前に約ｉｏｏ′Ｃま７ｃはそｎ以上の温
度に加熱している：この加熱は、実際には、グリコール
化水との間接熱交換により行わｎている。

例えば、米国特許第３．りＯμ、Ａ　ｒ　４号明細書、
７ランス特許第２．Ｊ　Ｏｊ、４Ｌｊ　４号明細書およ
び同第１．Ｊ　ＩＬ　ｊ、μり２号明細書に記載の方法
では、上記の加熱を、そｎぞｆｔ、％１００℃、りｒ、
ｔｏ４ｃ℃および２０〜ｌｊＯ℃の温度で行っている。

脱着効率と工程の経済性との間での最良の妥協点が得ら
れると考えら九るπめ工業的に採用されているが、かか
る温度ととｎに伴う特殊な塔操作条件によってはエチレ
ンオキシドがその誘導体に転化さすること全防止するこ
とができず、従ってその転化率は依然として非常に高い
ものであり、また、脱着系そｎ自体と、吸収−説着回路
妙１ら取出されるグリコール化水流についての汚染除去
系との両者における熱エネルギーの過度の消費を防止す
ることもできない。

例えばフランス特許第２．Ｊ　Ｏｊ、４ｃｊ　４号明細
書においても認めらｎでいるごとく、エチレンオキシド
の転化を最少限にすることは明らかに好ましいことであ
る。しかしながら上記特許明細書に記載の方法において
はエチレンの酸化から生ずるガス状覆せ物中の二酸化炭
素の含有量そｎ自体を制限した場合にのみ、エチレンオ
キシドの水和全制限することが実際上可能であるにすぎ
ない。二酸化炭素の含有量を制限しない場合には、エチ
レンオキシドの転化の程度はベルギー特許第７１１，１
０７号明細書に記載される慣用の方法と同一である。

前記フランス特許第２．Ｊ　Ｏｒ、μ３６号明細書で提
案さｎている前提の下では、同明細書記載の方法によっ
ては慣用の方法と比較して熱エネルギーの節約全行うこ
とはできず、場合によっては熱エネルギーの消費が増大
することもあり得る。

本発明は脱着系の操作を行うにあたってその効率を増大
させ、エチレンオキシドの転化を最少限にし、か゛つ、
熱エネルギーの節約を計ることを目的とする。

本発明によれば、エチレンを酸素により気相接触酸化す
る帯域から生ずるガス状混合物中に存在するエチレンオ
キシドを氷に吸収させることによジ得られる稀薄なエチ
レンオキシド水溶液ｙｋ％１．Ｊ〜６パールの平均絶対
圧下で操作する塔内で水蒸気によりエチレンオキシドを
脱着することによってｅ縮するにあたり、濃縮されるべ
き上記水溶液が、上記塔に導入される際に　７０，１０
０℃の温度を有することおよびグリコール化水ヲ０、μ
〜１．！バールの絶対−圧に脱圧しでガスＲを生成させ
そしてこのガス流を前記塔に導入してエチレンオキシル
２脱着するための脱着流体として使用することを特徴と
する、稀薄なエチレンオキシド水溶液の濃縮方法が提供
される。

本発明の方法によｎば、公知の方法に従って濃縮すべき
水溶液の温度を低下させる際に通常考慮すべき不利益、
特に、上昇温度の蒸留塔内において水とエチレンオキシ
Ｆと金より長時間接触させることにエフ生成するエチレ
ンオキシド誘導体の量の増加、ま？Ｃは、グリコール化
水中のエチレンオキシＰの減損（ｄｅｐｌｅｔｉｏｎＪ
の程度を同一水準に保持するために受容しなけｎばなら
ない熱エネルギーの消費景の増加という不利益を回避し
得る。

本発明で特に採用する温度と圧力範囲は、経済性の点と
固有の脱着効率の両者の点において従来の方法の不利益
を回避すること全可能にするものである。

濃縮すべき溶液はグリコール化水との間接熱交換により
、所望の温度に１利に加熱される。

濃縮すべき溶液の加熱は選択さｆした温度を得るための
最少時間で行うことが明らかに有利である。

グリコール化水の脱圧（ｄｅｐｒｅｓｓｕｒｉｚａｔｉ
ｏｎ）は、場せにより、生成した水蒸気の脱過熱（ｄｅ
−ｓｕｐｅｒ−ｈｅａｔｉｎｇ）ｔ−行いながら、慣用
の制御加圧装置内で°張階まπは多段階で、通常、多く
とも３段階で行い得る。

グリコール化水の脱圧により生ずるガス流はエジェクタ
ーまπは水蒸気圧縮器により脱着塔（蒸留塔）に、好ま
しくは、底部棚段の下方に導入する。グリコール化水を
塔の底部の絶対圧の約／／２の圧力まで脱圧する場曾に
は、水蒸気圧縮器を使用することが実際上必要である。

従来法の場せと同様、脱着塔は通常、！〜ｉｚ、多くの
場曾、７〜ｌコの理論段数（ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｐ
ｌａｔｅ）ｔ″有する。

図面は本発明の方法を実施するための装置を図解的に示
すものである。この図面では単純化するために、ポンプ
、弁、二次回路のごとき付属装置は省略さ１ている。

この装置は脱着塔ｌ、各々が１個またはそ１以上の熱交
換器からなる間接熱交換装置２および３、脱圧装置μお
よび装置μから流出する蒸気金塔ｌに還送する装ｆｆ１
１夕から本質的になる。

濃縮すべき溶液を配管ｌから導入し、熱交換装ｆｆｉ！
２で、塔ｌに導入するのに必要な温度に加熱する。

塔ｌの頂部から導管７全経て流出するガス流は熱交換器
３ｔ−通過させて凝縮物を生成させ、そしてこｆＬ全導
管ｒ２経て塔ｌに還送する：導管７がら排出されるガス
流は既知の方法で処理することにより、このガス流から
エチレンオキシドを単離し得る。

水蒸気を導管りから塔ｌに吹込み、一方、グリコール化
水を塔ｌの底部から導管ＩＱを経て取出し、ついで装置
μで脱圧する。

装置≠で生成しにガス流はエジェクターま′７ｃは水蒸
気圧縮器！全通過させてから、導管／／−ｆ経て塔ｌに
還送する。

＠置弘から導管／２ｋｌｆｌて流出する水性流体は、濃
縮すべき溶液を装置コで加熱丁°るのに使用すれば有利
であることは明らかである。線ｌコが連続していないの
は、この方法を採用するが否かは任意的に行い得ること
を示すためである。

冷却後、脱圧さｎ’ｒｃ、グリコール化水を、エチレン
オキシドを含有するガスからエチレンオキシｒを吸収さ
せるπめの流体として使用し、そｎによって、濃縮すべ
き溶液を形成させ得ることは明らかである。

以下においては実施例により本発明を更に説明する。

実施例１．２およびｌけ本発明の方法を例示する実施例
である。

実施例３および！は本発明の方法と従来の方法とを比較
するだめの比較例である。

実施例中で使用されている１エチレングリコール”とい
う用語は、濃縮すべき溶液中に轟初存在するエチレンオ
キシドから誘導さする他の化せ物を少量含有するエチレ
ングリコールを包含する。

試験に使用した脱着塔は理論段数／／に相当する多数の
実際の棚段を有、する。

実施例中で使用さｎている装置の番号は図面中で使用さ
れているものと同一である。

グリコール化水の脱圧後に得られる液流は１脱圧グリコ
ール化水”と称する。

グリコール化水の脱圧により得られるガス流は水蒸気圧
縮器全通過させた後、脱着塔にその底部がら圧入した。

実施例１ 酸素管用いてエチレンを気相接触酸化する罠めの反応器
からのガス中のエチレンオキシドを水に吸収させて得ら
九る、かつ エチレンオキシｒ（ｎｏ）　　　　　　　コ、ｔ　Ｊ　
Ｊｉｌｌ量１エチレングリコール（ＢＧ）　　　　　　
　に’、３／　　重量％水　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　タ１．２３　重量係溶解ガス　　　　　　
　　　　　Ｏ１２コ　重量％からなるエチレンオキシド
水溶液Ｊ　７　ｔ、ｚ　ｒ　４ｃ呻／時を装置コで！Ｏ
〜り０℃に加熱しついで塔ｌの最上棚段に導入した。

塔ｌに導管りを経て１３６℃の温度とｔ３ノ９−ルの絶
対圧を有する水蒸気をｌコ、’７０　Ｊ　ｋｇ　７時の
流率で導入し、そして、脱着塔がら抜出さｆ′Ｌｒｃ。

／　／　１．２℃の温度と１．ｌバールの絶対圧を有す
るグリコール化水をｌバールの絶対圧まで脱圧して得ら
れる水蒸気から本質的になるガス流ｔ、２０μ陽／時を
水蒸気圧縮器！を通過させた後、導管ｉｉを経て導入し
た。

脱圧グリコール化水は、温度タタ、ｔ℃、グリコール化
水の脱圧後の圧力下に、Ｊ　７２．７　Ｊ　／　ｋｇ／
時の流率で装置μから流出させた。この脱圧グリコール
化水は約／　Ｏｐｐｍのエチレンオキシドラ含有してい
た。

装置ｉ１Ｊの出口から排出されるガス流は７０℃の温度
と１．２パールの絶対圧を有し、その流率はｔｔ、ｚｒ
ｕｋｑ１時でありかつ下記の組成を有していた： ｐｊ　Ｑ　　　　　　　　　　　　　　　　　ｒ　Ｏ０
／　ｊ重量％水　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　／Ｊ、Ａｔ　　ｚ溶解していたガス 実施例コ 操作全下記の通り変更しにこと以外、実施例１と同一の
装ａを使用して、実施例１と同一の操作を繰返し７Ｃ：
丁なわち、湊縮丁べき溶液を１０℃に加熱し、／　１．
２　ｇ　ｊｋｇ／時の水蒸気全導管Ｐｔ−経て塔ｌに導
入し、３　ｒ　ｊ、り／／ｋｇ／時のグリコール化水を
塔ｌｔら抜出して０．７７パールに脱圧しがつこの脱圧
圧力とＰＯ℃の温度のガス流ｔ　ａ、Ａ　Ｐ　Ｊ　ｋｇ
１時を形成させ、このガス流を装置Ｉで圧縮しπ後、導
管／／を経て塔ｌに注入し。

そしてこのガス流とローの圧力と温Ｉｆを有しかつ僅か
／　Ｏｐｐｍ以下のエチレンオキシドを含有する、Ｊ７
１．コ／ｒｋ４／時の脱圧グリコール化水流全形成させ
罠。

装置３の出口においては、実施例１と同一の圧カシよび
温度条件下において、永、１０．２１重量参のエチレン
オキシドおよび７．１２重量憾の、原゛料溶液中に当初
から溶解していπガスから本質的になるガス流が１２．
ぶＪｆｈ／ＷＰの流率で得らｎπＯ 実施例３（比較例λ 下記の条件以外は実施例１およびコと同一の条件で操作
を行つ７ｃ：すなわち、濃縮すべき溶液を１００℃に加
熱し、管り２）−ら塔ｌに注入する水蒸気の流率ｔ−／
乙、２４Ａｒｋｆ１時とし、グリコール化水の流率を３
７７．０？３ｋｇ１時としそして約！ＡＱｐｐｍ　（重
量）のエチレングリコールをなお含有するグリコール化
水の脱圧は行なわなかった。

実施例１およびλと同様に７０℃、７．２パールの絶対
圧で装置３を流出するガス流は／　１．Ｊ　Ｉｔ　ｒｋ
ｆ／時の流率で流出し、ｔ　ｏ、ｏ　ｒ重量憾のエチレ
ンオキシドを含有していた。

従来法で実施した上記実施例３と本発明の方法で実施し
罠実施例１およびコとを比較することにより本発明の方
法が下記のごとき利点を有することが判る：すなわち、
エチレンオキシドの脱着効率が極めて大きい：エチレン
オキシドの、好ましくないしかも通常認めらｎる誘導体
への転化の種変が最少限になる：および熱エネルギーの
節約が顕著である。

具体的に示すと、本発明の方法を行うことにより、エチ
レンオキシドの転化の程度を／／３以下ＪＩＣ減少させ
ることができ、エチレンオキシドの脱着効率を約２ポイ
ント増加させることができかつ同時に熱エネルギーの消
費量を約／／Ｊに低減させることができることが判る。

実施例≠ 実施例１およびλと同一の操作を行った。但し、この実
施例では、稀薄なエチレンオキシド溶液は装置２で１０
℃に加熱し、り、タコＪｋｑ／時の水蒸気を導管２から
１４１０℃、コ、タバールの絶対圧で塔ｌに導入し、ａ
　ｏ　ｉ、ｒ　ｙ　Ｊ呻／時のグリコール化水を塔ｌか
ら１３２℃、コ、Ｐバールの絶対圧で抜出しかつこのグ
リコール化水ｆ　Ｏ，７／パールの絶対圧に脱圧して、
２０．２℃、脱圧後の圧力下にあるガス流ｔ−ＪＯ，ｒ
ｋｇ／時の流率で生成させ、このガス流を基底部圧力に
加圧しπ後、塔ｌに還送し、まＡ上記のグリコール化水
の脱圧により、同時ニ、！（重量）　ｐｐｍ以下のエチ
レンオキシドを含有する脱圧グリコール化水ｔ−Ｊ　７
０，７　ｒ　ｒｋｇ／時の流率で生成させた。脱着塔か
ら導管りを経て７０℃、λｍＡ　バールの絶対圧で抜出
さｎ７ｃガス流は／　０．７　／　７　ｋｆ／時ノ流率
？ＶＬ、そｌ、−（ｒ７．／Ｊ重量憾のエチレンオキシ
ｒと！、／　ｊ　％の水と７．７３憾の、原料溶液中に
当初から溶解していたガスを含有していた。

実施例！（比較例〕 濃縮すべき溶液を／／夕℃に加熱し、コｏ、ｔｅｘ　　
’ｋｆ／時の水蒸気を導管りを経て塔ｔに注入し、約ａ
ｏ＜１１量）　ｐｐｍのエチレンオキシドを含有するグ
リコール化水１ｉ−ＪｒＪｋｔ／時の流率で流出させそ
してグリコール化水の脱圧を行わなかつπこと以外、実
施例μと同様の方法を行って、実施例参の場会と実際上
同一の開会の水および濃縮すべき溶液中に当初から溶解
してい友ガスと共に！　４．７７重量１のエチレンオキ
シ）′全含有する蒸気を／　０．２　ｔ　７神／時の流
率で＊ＷＩＪにおいて得π。

実施例仏と実施例夕の比較Ｔ１ば明らかなごとく、本発
明の方法によれば、従来法と比較して、エチレンオキシ
ドの転化の種変ｉ／／４以下に減少させることかで１〜
熱エネルギーの消費ｔ’ｔはぼｌ／コまで減少させるこ
とができそしてエチレンオキシＦの脱着効率を約μ、！
ポイントまで増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の方法を実施するπめの装置系を図解的に
示し罠ものである。 ｌ・・・脱着塔、Ｊ　、　Ｊ−・・熱交換装置、４Ａ・
・・脱圧装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エチレンの酸素による気相接触酸化工程から生ずる
   ガス状混合物を水に吸収させることにより得られるエチ
   レンオキシド水溶液を濃縮するにあたり、上記水溶液を
   水蒸気の存在下、１００℃以下であるが少なくとも７０
   ℃の温度で、１．２〜６バールの平均圧力下で操作を行
   う蒸留塔に導入し、上記蒸留塔の底部から水性流体を取
   出し、この水性流体を０．４〜１．５バールの絶対圧に
   脱圧してガス流を生成させ、このガス流を上記蒸留塔に
   導入してエチレンオキシドの脱着流体として使用しそし
   てガス流を塔の頂部から回収することを特徴とする、エ
   チレンオキシド水溶液の濃縮方法。 ２、導入される水溶液は７重量％までのエチレンオキシ
   ドを含有している、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、導入される水溶液は２〜３重量％のエチレンオキシ
   ドを含有している特許請求の範囲第１項または第２項記
   載の方法。 ４、塔は５〜１５の理論段数を有する、特許請求の範囲
   第１項〜第３項のいずれかに記載の方法。 ５、脱圧により得られるガスは水蒸気圧縮器またはエジ
   ェクターを経て蒸溜塔に導入する、特許請求の範囲第１
   項〜第４項のいずれかに記載の方法。 ６、脱圧後に得られる水溶液はエチレンオキシドの最初
   の水溶液を間接熱交換により加熱するのに使用する、特
   許請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載の方法。