JPS6136833B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶存ガスを含有するエチレンオキシド
の希薄水溶液を処理して該溶液からこれらのガス
を除去する方法に関する。

かかる溶液は種々の供給源から得られるが本質
的には気相中でエチレンの接触酸化によりエチレ
ンオキシドの合成から由来する。

かかる合成法では、生成したエチレンオキシド
は、きわめて希薄な状態でのエチレンオキシドと
未転化のエチレンと未転化の酸素とスチームと二
酸化炭素CO₂とメタンとエタンと窒素と希ガスと
他の不純物とを含有するガス状混合物から単離し
なければならず、前記不純物の主要な成分はホル
ムアルデヒド及びアセトアルデヒドの如きアルデ
ヒド類である。

かかるガス状混合物からエチレンオキシドを取
得する通常の方法は次の処理工程よりなる： (a) 水での吸収：反応帯域から生ずるガス状混合
物を水と接触させておき、約２〜３重量％のエ
チレンオキシドとアルデヒド類の如き不純物と
溶解した状態で特にCO₂、メタン、エタン、エ
チレン、窒素、酸素及び希ガスとを含有するエ
チレンオキシドの希薄な水溶液を得る。

(b) 脱着：カラム（脱着塔）の底部からエチレン
オキシドを実際上含まない水性流を放出しカラ
ムの頂部からはエチレンオキシド水溶液に最初
から溶存したスチームガスとアルデヒド類の如
き不純物と約30〜60重量％のエチレンオキシド
とを含有するガス状混合物を放出するように、
エチレンオキシドの希薄溶液をカラム中でスチ
ーム抽出にかける。

(c) 再吸収：前もつて冷却した前記のガス流を水
と接触させておき、エチレンオキシド並びに
CO₂及び不純物の大部分を水に再吸収させ、然
るにエチレンオキシドと共に溶解した形で最初
から存在するガスの大部分をガス流の形で分離
する。再吸収工程から得られるエチレンオキシ
ド水溶液は一般に５〜15重量％のエチレンオキ
シドを含有する。

(d) 蒸留：該水溶液を次いで蒸留して純粋なエチ
レンオキシドを得る。

更にはCO₂を除去するためには工程(c)と(d)との
間に追加の工程を挿入することがしばしば必要で
ある。かくしてエチレンオキシドの脱炭酸化水溶
液を処理してグリコールを形成でき、蒸留して精
製エチレンオキシドを得ることができ、又は一部
処理してグリコールを形成でき且つ一部蒸留す
る。

本発明の目的はエチレンオキシドの合成法の前
記工程(a)及び(c)から得られるエチレンオキシド水
溶液の如き水溶液の処理法に在り、より一般的に
は溶存した状態で二酸化炭素を含有し且つエチレ
ンオキシド製造過程から由来する前記した型式の
溶液中に存在する通常ガス状の少くとも１つの別
の化合物を含有するエチレンオキシドの全ての希
薄水溶液に対する処理法であつて、溶存ガスの分
離後にはこれらのガスと共にエチレンオキシドを
担持することなくこれらのガスをエチレンオキシ
ドの合成に有利に再循環させ得るような仕方でこ
れらの水溶液から直接溶存ガスを除去することに
在る。

実際上、こういう状況でないならば、エチレン
オキシドの合成に溶存ガスを再循環させ得る前に
これらのガスからエチレンオキシドを分離する追
加の工程を続行することが必要である。

かかる分離処理はエチレンオキシドの一般的な
分離法を明らかに複雑化し工業的には実施不能で
ある。

これは例えばエチレンオキシドの希薄溶液をフ
ラツシユ蒸発にかけることからなる米国特許第
3729899号明細書に記載された従来技術では問題
となる。この技術の別の欠点は処理したエチレン
オキシド溶液に最初から溶存したガスのせいぜい
85％に等しい部分的な分離のみが得られることで
ある。

本発明はエチレンオキシドの水溶液からエチレ
ンオキシドを実際上含まない溶存ガスの除去法を
提供するものである。

本発明によると、エチレンオキシドの約15重量
％以下と、二酸化炭素と通常ガス状の少くとも１
つの他の化合物とから選んだ溶存ガスの約0.5重
量％以下とを含有する水溶液中に溶存したガスの
除去法において、前記の溶存ガスの実質的に完全
な除去を行うに十分な時間及び温度及び圧力で水
に対して且つ二酸化炭素又は酸素以外の前記の溶
存した通常ガス状の化合物の１つから選んだ少く
とも１つのガスに対してエチレンオキシドの前記
水溶液を接触させることから成り：前記の接触は
上部帯域と下部帯域と各々の帯域に15枚までの理
論棚板とを有する分離塔で行ない、その際エチレ
ンオキシドの前記水溶液を前記帯域の中間に添加
し、前記のガスを下部帯域の底部に添加し、前記
の水を上部帯域の頂部に添加することを特徴とす
る、エチレンオキシドの水溶液から溶存ガスの除
去法が提供される。

添附図面の第１図は本発明の方法を実施するに
適した装置系の平面図解図である。

用いたカラム（塔）は何れか慣用の分離塔であ
ることができ、塔の理論棚板は平板又は充填物の
如き通常知られていて、気―液接触を有効ならし
める。

理想的には塔中の絶対圧は１〜20バールであ
る。

処理した溶液は15重量％以下のエチレンオキシ
ドを含有でき、２〜12重量％のエチレンオキシド
を含有するのが最も多い。溶存ガスの全量は一般
に処理溶液の0.5重量％以下を表わし、0.3重量％
以下を成すのが最も多い。

分離塔に導入されるエチレンオキシド溶液の温
度は一般に周囲温度以上であつて80℃以下であ
る。

塔の頂部から導入される水は純水であることが
でき、あるいはエチレンオキシド法に再循環され
る水であつて特に少量のエチレンオキシド及び／
又はグリコールを含有し得る水であることができ
る。例えば、エチレンの接触酸化帯域から由来す
るガスからエチレンオキシドの吸収を確保する水
と同様な水であり得る、分離塔に導入される水の
温度は有利には10℃〜50℃である。水の流速はエ
チレンオキシド溶液の流速の５〜15重量％に等し
い。

分離塔の下部帯域の下方で導入されるガス流は
有利には、窒素、エチレン、メタン、エタン及び
アルゴンから選んだ１つ又は複数のガスよりな
る。ガス流の流速は一般に処理すべき溶液の流速
の0.05〜10重量％である。

図面において塔６は、平板又は充填材を含有し
てなる２つの帯域Ａ及びＢを収容し、１つの帯域
はせいぜい15枚の理論棚板を収容する。

エチレンオキシドの希薄水溶液は帯域ＡとＢと
の間に位置した塔６の部分に１から導入する。

エチレンオキシド溶液中の溶存ガスを一緒に運
搬するのに役立つガス流は３から塔６に導入し、
然るに水は２から塔６に進入する。

エチレンオキシド溶液中に最初から溶存したガ
スと、３から導入した１つ又は複数のガスとより
本質的になるガス流を４から排気する。

処理済みのエチレンオキシド溶液を５から排出
する。

本発明を次の実施例により更に説明するが、こ
れらの実施例は単に説明の目的で記載されており
何ら本発明を限定するものではない。

実施例 １ 2.55重量％のエチレンオキシドと5.22重量％の
エチレングリコールと0.17重量％のCO₂と0.032重
量％のエチレンと0.015重量％の窒素と全体で
0.004重量％のエタン、酸素及びアルゴンとを含
有するエチレンオキシドの水溶液を1902Kg／時の
割合で72℃で塔６に導入し、塔の２つの帯域は
各々５枚の理論棚板を有する。

エチレンオキシド水溶液中の溶存ガスを一緒に
担持するのに必要なガス流は1.46Kg／時の流速で
25℃で塔６に導入した窒素よりなる。

塔の頂部から導入した水性流は5.5重量％のエ
チレングリコールを含有する水よりなり、これを
131.23Kg／時の割合で25℃で塔６に導入する。

塔６中の平均絶対圧は2.5バールに等しい。

5.66Kg／時の割合で塔の頂部から排気されるガ
ス流は、99.8％のCO₂と塔に導入したエチレンオ
キシド溶液に最初から溶存する他のガスの全量と
を含有する。このガス流は0.004重量％以下のエ
チレンオキシドを含有するに過ぎない。

2.029Kg／時の流速で塔の底部から排出される
エチレンオキシドの水溶液はわずか0.003重量％
の溶存CO₂を含有するに過ぎない。CO₂の除去係
数は98％以上である。

窒素の代りに同モル量のメタンを用いた時でも
同様な結果を得る。

実施例 ２ 窒素流の代りに1.91Kg／時の割合でエチレン流
を用いる以外は実施例１の如く操作することによ
り、塔の底部から排出されるエチレンオキシド溶
液は、塔の導入したエチレンオキシド溶液に最初
から溶存されるCO₂のわずか１％のみと、エチレ
ンのわずか0.01重量％のみとを含有する。

塔の頂部から排気されるガス流はわずか0.005
重量％のエチレンオキシドを含有する。

実施例 ３ 下部帯域中に２枚のみの理論棚板を収容する塔
中でしかも3.76Kg／時のエチレン流速を用いて行
なう以外は、実施例２の如く操作することによ
り、CO₂の除去効率は99％に達し、然るに塔に導
入したエチレンオキシド溶液に最初から溶存する
他のガスの除去は完全である。エチレンオキシド
溶液から除去したガスを含有するガス流は0.015
重量％以下のエチレンオキシドを含有する。

実施例 ４ 2.5重量％のエチレンオキシドと0.17重量％の
CO₂と0.32重量％のエチレンとを含有するエチレ
ンオキシドの水溶液を1902Kg／時の割合で80℃で
塔６に導入し、塔の２つの帯域は各々５枚の理論
棚板を有し、15バールの平均絶対圧下に作動す
る。25℃で19.4Kg／時の窒素及び25℃で131Kg／
時の水を、塔６の下部帯域の下方から及び上部帯
域の上方からそれぞれ導入する。

本発明の処理によるともはや最初のCO₂のわず
か１％しか含有しないエチレンオキシドの溶液を
得ることができ、しかも処理すべき溶液中に最初
から溶存したガスの全除去率は94％にも達し、塔
の頂部から出るガス流中のエチレンオキシド含量
は0.0005％であるに過ぎない。

実施例 ５ 11.73重量％のエチレンオキシドと0.031重量％
のCO₂と0.0014重量％のエチレンとを含有するエ
チレンオキシド水溶液を、42℃で1971Kg／時の割
合で実施例４の塔６に導入し、この塔中で25℃で
3.83Kg／時の割合で該塔に導入した窒素ガス流と
接触させておく。

水を25℃で131Kg／時の流速で塔の頂部から導
入する。

塔中の平均絶対圧は2.5バールである。

塔から抜出したエチレンオキシド溶液は、該溶
液が最初から含有した量のCO₂の１％以下を含有
し、その際他の溶存ガスの除去も実際上完全であ
る。

塔の頂部から抜出したガス流はわずか0.0003重
量％のエチレンオキシドを含有するに過ぎない。

本発明を好ましい具体例に関連して記載してあ
るけれども、本発明の範囲を記載した特定の形に
限定することを変図せず、逆に本発明の範囲内に
包含し得るような変更、改良及び均等物を含めて
意図するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の方法を実施するに適した装置系
の平面図解図であり、図中６は２つの帯域Ａ及び
Ｂを収容する分離塔であり、１はエチレンオキシ
ド溶液を装入する塔の中間地点である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エチレンオキシドの約15重量％以下と、二酸
   化炭素と通常ガス状の少くとも１つの他の化合物
   とから選んだ溶存ガスの約0.5重量％以下とを含
   有する水溶液中に溶存したガスの除去法におい
   て、前記の溶存ガスの実質的に完全な除去を行う
   に十分な時間及び温度及び圧力で水に対して且つ
   二酸化炭素又は酸素以外の前記の溶存した通常ガ
   ス状の化合物の１つから選んだ少くとも１つのガ
   スに対してエチレンオキシドの前記水溶液を接触
   させることから成り；前記の接触は上部帯域と下
   部帯域と各々の帯域に15枚までの理論棚板とを有
   する分離塔で行ない、その際エチレンオキシドの
   前記水溶液を前記帯域の中間に添加し、前記のガ
   スを下部帯域の底部に添加し、前記の水を上部帯
   域の頂部に添加することを特徴とする、エチレン
   オキシドの水溶液から溶存ガスの除去法。 ２ 分離塔に導入されるガスは窒素、アルゴン、
   メタン、エタン、又はエチレンから選ばれる特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 分離塔に導入されるガスの流率は、分離塔に
   導入されるエチレンオキシド水溶液の流率の約
   0.05〜10％である特許請求の範囲第１項又は第２
   項記載の方法。 ４ エチレンオキシド水溶液の温度は大体室温と
   80℃との間である特許請求の範囲第１項又は第２
   項記載の方法。 ５ 分離塔に導入される水の流率は、分離塔に導
   入されるエチレンオキシド水溶液の流率の約５〜
   15％である特許請求の範囲第１項又は第２項記載
   の方法。 ６ 分離塔に導入される水の温度は約10〜50℃で
   ある特許請求の範囲第１項又は第２項記載の方
   法。 ７ 分離塔中の平均絶対圧は約１〜20バールであ
   る特許請求の範囲第１項又は第２項記載の方法。 ８ エチレンオキシド水溶液の温度は大体室温と
   80℃との間であり、ガスの流率はエチレンオキシ
   ド水溶液の流率の約0.05〜10％であり、水の温度
   は約10〜50℃であり、水の流率はエチレンオキシ
   ド水溶液の流率の約５〜15％であり、分離塔の圧
   力は約１〜20バールである特許請求の範囲第１項
   又は第２項記載の方法。