JPS62475A - エチレンオキシドの回収方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、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して得られるエチレンオキシド
を生成する方法に関するものである。さらに詳しくは、
エチレンを銀触媒の存在下、分子状酸素含有ガスにより
接触気相酸化して得られるエチレンオキシドを含む反応
生成ガスを吸収塔へ導びき吸収液に吸収させてエチレン
オキシドを回収し、ついでエチレンオキシドを含む吸収
液を放散塔へ送り加熱により放散塔頂よりエチレンオキ
シドを放散し放散塔底部より抜き出した液の一部は吸収
塔へ導き吸収液として循環使用する工程において放散塔
の加熱エネルギーを低減させるエチレンオキシドの回収
方法に関するものである。

（従来の技術） エチレンオキシドを回収する工程において、反応生成ガ
ス　を水を主とする吸収液に吸収させエチレンオキシド
水溶液として回収し、この水溶液からエチレンオキシド
を放散せしめてエチレンオキシドを得ている。エチレン
オキシドは一般につぎのようにして回収される。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
て生成するエチレンオキシドを含む反応生成ガスを吸収
塔へ導ひき水を主とする吸収液と向流接触させエチレン
オキシド水溶液として回収し、ついでエチレンオキシド
放散塔へ送り放散塔底部を加熱蒸気で加熱することによ
ってエチレンオキシドを水溶液から放散させ放散塔底部
より実質的にエチレンオキシドを含まない水溶液は吸収
液として循環使用し、放散塔頂部より放散されるエチレ
ンオキシド、水、二酸化炭素、不活性ガス（窒素、アル
ゴン、メタン、エタン、）の他ホルムアルデヒド等の低
沸点不純物およびアセトアルデヒド、酢酸等の高沸点不
純物を含む放散物を脱水工程、重質分分離工程および重
質分分離工程め各々を経て精製しエチレンオキシドを製
造することができる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このようなエチレンオキシドの回収方法
はエチレンオキシド放散塔における加熱蒸気量を多量に
消費する問題があった。従来の方法は、１００〜１３Ｑ
℃のエチレンオキシド放散塔底部液をエチレンオキシド
吸収塔底部液と熱交換させ、熱量の回収を行った後、冷
却して吸収塔の吸取液としていた。本発明はこれらのエ
チレンオキシド回収工程における省エネルギーについて
研究した結果、エチレンオキシド放散塔底液のエネルギ
ーの有効利用に着眼し本発明を完成した。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、エチレンを銀触媒の存在下、分子状酸素含有
ガスと接触気相酸化し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吸収塔へ導入し吸収液と向流接触
させ、吸収塔頂部よりのガスの一部はエチレン酸化反応
工程へ循環し、エチレンオキシドを含む吸収塔底液は放
散塔へ供給し、放散塔頂部からエチレンオキシドを放散
せしめ、放散塔底部より抜き出した液は吸収塔へ導き吸
収液として循環使用し、残部はその液に含まれるエチレ
ングリコールを濃縮するため副生エチレングリコール濃
縮塔へ送る工程において、放散塔底部より抜き出した液
をフラッシュ処理し、気相部と液相部に分離し、気相部
は圧縮して放散塔底部へ導入し、液相部は吸収塔の吸収
液とすることを特徴とするエチレンオキシドの回収方法
に関するものである。　本発明において吸収塔へ供給さ
れる吸収液の温度は５〜４０℃、好ましくは１０〜３５
℃であり、吸収液の組成はＰＨが５〜１２、好ましくは
６〜１１、エチレングリコール濃度が１〜４０重旦％、
好ましくは５〜３０重量％、消泡剤濃度が０．ｌｐｐｍ
以上、好ましくは１〜１１００ｐｐ、残り水の範囲に制
御される。吸収液中のエチレングリコール濃度を一定に
保持するため吸収塔とエチレンオキシド放散塔とを循環
する吸収液の一部を放散塔底部から抜き出し副生エチレ
ングリコール濃縮塔へ送り、必要により新鮮な水が導入
され制御される。ＰＨの調節は、たとえばカリウム、ナ
トリウムのようなアルカリ金属の水酸化物や炭酸塩等の
吸収液に溶解する化合物を添加することにより行うのが
好ましく、添加剤は具体的には水酸化カリウムまたは水
酸化ナトリウムが好ましい。

消泡剤は、エチレンオキシド、副生エチレングリコール
等に不活性であり、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でも使用でき、代表的な例としては
エマルジョンが吸収液への分散性、希釈安定性、熱安定
性が優れているので効果的である。

吸収塔の操作条件は、反応生成ガス中のエチレンオキシ
ド濃度が０．０５〜５容母％、好ましくは０．１〜４容
量％であり、吸収塔の操作圧は２〜４０Ｋｑ／ｃｄＧ、
好ましくは１０〜３０Ｋｑ／ｍＧである。

放散塔の操作条件は、放散塔頂圧力Ｏ〜１ｋｇ／ｃｄＧ
１好ましくは０　、３〜０　、６　ｋ　Ｑ　／　ｃ＃Ｉ
Ｇ　。

放散塔頂温度８５〜１１０℃、放散塔底温度１１０〜１
３０℃、放散塔底エチレンオキシド濃度は１０ｐｐｍ以
下、好ましくは０．５ｐｐｍ以下である。

本発明の特徴は放散塔底部より出る液を常圧又はわずか
に減圧で操作されるフラッシュタンクへ導入し、低圧水
蒸気を発生させる。この水蒸気の発生は吸熱的であり溶
液の温度の低下をもたらす効果がある。発生した水蒸気
は、電気駆動の遠心式圧縮機またはスクリュウ式圧縮機
あるいは往復動式圧縮機により昇圧され放散塔底部の気
相部へ供給され放散塔の加熱源の一部となり、放散塔の
加熱源の水蒸気の削減を持たらす。さらに低圧水蒸気を
発生した残部の液は吸収塔底部からの液と熱交換され熱
回収される。

一方、吸収塔底液は低圧水蒸気を発生した残部の液と熱
交換された後、フラッシュタンクにて軽質弁ガスを分離
した後、放散塔頂部へ供給されてエチレンオキシドは放
散される。本発明において放散塔より放散されるものは
、大部分がエチレンオキシドおよび水、少部分が二酸化
炭素および微ｍの酸素、エチレン、不活性ガス（窒素、
アルゴン、メタン、エタン）、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
純物からなる放散物である。

本発明をさらに詳しく述べるために図１に基づいて説明
する。

図−１において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して生成するエチレンオー
キシドを含む反応生成ガスを導管（１）を通して、充填
塔あるいは棚段塔形式の吸収塔（２）の下部へ供給し、
導管（２４）より吸収塔（２）の上部へ、温度４０℃以
下、ｐＨ＝６以上、エチレングリコール濃度＝１〜２０
重量％、消泡剤（水溶性シリコンエマルション）ｉｌｌ
ｌ＝１〜５０ｐｐｍおよび残部は水から成る吸収液を導
入し、反応生成ガスと向流接触させ反応生成ガス中のエ
チレンオキシドを吸収液に吸収させた。ここで反応生成
ガス中の９９重世％以上のエチレンオキシドが回収され
る。吸収塔（２）の塔頂より吸収しなかったエチレン、
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、酸性物質等のガスは導管（
３）を通して炭酸ガス吸収工程および／または酸化反応
工程へ循環される。

エチレンオキシド吸収工程においてエチレンオキシドの
他、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、）なら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。

吸収塔（２）の塔底液を導管（４）、熱交換器（５）へ
送り放散塔底液と熱交換し温度７０〜１１０℃に高め、
導管（６）により、気液分離タンク（７）へ送られ、一
部エチレンオキシド、水を含む不活性ガスの軽質弁ガス
が導管（８）により分離される。軽質弁ガスをフラッシ
ュした残部の吸収液を導管（９）を通して圧力０．１〜
２ＫＯ／　ａｉ　Ｇ　Ｓ温度９０〜１２０℃の放散塔（
１０）の上部へ供給し、放散塔（１０）の加熱器（１２
）へ導管（１３）を通して水蒸気またはダウサム（米国
ダウ社熱媒体商品）等の加熱媒体を供給して、または直
接放散塔の底部に水蒸気を導入して加熱し、放散塔（１
０）の底部よりエチレンオキシドを実質的に含まない温
度１００〜１３０℃の放散塔底液の一部は導管（１４）
および導管（１６）を通してフラッシュタンク（４１）
へ供給され、常圧あるいは若干減圧の圧力迄圧力が下げ
られ低圧蒸気を発生させ、溶液の温度の低下をもたらす
。フラッシュタンク（４１）で発生した低圧蒸気は導管
（４２）を通して蒸気圧縮１（４３）に送られ放散塔（
１０）の塔底圧力０．５ｋｇ／ｃｄＧよりわずかに高い
圧力迄圧縮され導管（４４）により放散塔（１０）底部
の気相部に送入される。

フラッシュタンク（４１）でフラッシュした残部の液は
導管（４５〉を通して熱交換器（５）および冷却器（１
８）を通して、導管（２１）より水、導管（２２）より
水酸化カリウム水溶液および導管（２３）より消泡剤（
水溶性シリコンエマルション）を添加し、導管（２４）
を通して吸収塔（２）に導入することができる。

一方、放散塔（１０）の塔底より導管（１４）を通して
抜き出した残部の吸収液は導管（１５）を通して副生エ
チレングリコール濃縮塔に送ることができる。

本発明をさらに詳しく述べるために従来公知の方法を図
−２に基づいて説明する。

図−２において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して生成するエチレンオキ
シドを含む反応生成ガスを導管（１）を通して、充填塔
あるいは棚段塔形式の吸収塔（２）の下部へ供給し、導
管（２４）より吸収塔（２）の上部へ吸収液を導入し、
反応生成ガスと向流接触させ、反応生成ガス中の９９重
量％以上のエチレンオキシドを回収し、吸収塔（２）の
塔頂より吸収しなかったエチレン、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、酸性物質等のガスは導管（３）を通して二酸化
炭素吸収工程および／または酸化反応工程へ循環される
。この吸収工程においてエチレンオキシドの他、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、）なら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。吸収塔（２）の塔底液を導管（４）を通して
熱交換器（５）へ送り放散塔底液と熱交換して温度７０
〜１１０℃に高め、導管（６）により気液分離タンク（
７）へ送られ不活性ガスが導管（８）により分離される
。一部エチレンオキシド、水を含む液は導管（９）を通
して塔頂圧力０　、１〜２　Ｋ　Ｑ　／　ｃｒｉＧ　、
　ｍ度９０〜１２０℃の放散塔（１０）の上部へ供給し
、放散塔（１０）の加熱器（１２）より水蒸気また１よ
ダウサム（ダウ社商品）等の加熱媒体で加熱するか、ま
たは直接放散塔（１０）の下部へ水蒸気を導入する加熱
方式により加熱し、吸収液中に含まれるエチレンオキシ
ドの９９重最％以上を放散せしめ、放散塔（１０）の底
部よりエチレンオキシドを実質的に含まない温度１００
〜１３０℃の放散塔底液の一部は導管（１４）および導
管（１６）を通して熱交換器（５）で放散塔（１０）の
供給液と熱交換し、さらに冷却器（１８）により冷却し
、ついで吸収液中のエチレングリコール濃度を調節する
ため新鮮な水を導管（２１）を通して導入し。

吸収液中のｌ）Ｈを調節するため導管（２２）を通して
水酸化カリウム水溶液を添加し、吸収液中の消泡剤濃度
を調節するため導管（２３）を通して消泡剤を導入する
ことができる。エチレンを分子状酸素で酸化する酸化工
程およびエチレンオキシド放散工程の間で吸収液中にエ
チレンオキシドと水との加水反応で生成する副生エチレ
ングリコールおよび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の増加
を防ぐため放散塔（１０）の塔底より導管（１４）およ
び（１５）を通して放散塔（１０）の底液を抜き出し、
濃縮工程に送られる。

（実　施　例） 以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。し
かし本発明はこの実施例のみによって本発明の範囲を規
制するものでない。

実　　施　　例　　　　１ 図−１において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して生成するエチレンオキ
シドを含む反応生成ガスを導管（１）を通して、棚段塔
形式の吸収塔（２）の下部へ供給し、導管（２４）より
吸収塔（２）の上部へ、温度２９．６℃、ｐＨ＝６、エ
チレングリコール濃度＝９．０重間％、消泡剤（水溶性
シリコンエマルション）濃度＝３１）ｌ）ｍおよび残部
は水から成る吸収液を導入し、反応生成ガスと向流接触
させ反応生成ガス中のエチレンオキシドを吸収液に吸収
させた。ここで反応生成ガス中の９９重量％以上のエチ
レンオキシドが回収される。吸収塔（２）の塔頂より吸
収しなかったエチレン、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
性物質等のガスは導管（３）を通して炭酸ガス吸収工程
および／または酸化反応工程へ循環した。

吸収塔（２）の塔底液を導管（４）、熱交換器（５）、
導管（６）により、気液分離タンク（７）へ送られ、一
部エチレンオキシド、水を含む不活性ガスの軽質分ガス
が導管（８）により分離される。軽質分ガスをフラッシ
ュした残部の吸収液を導管（９）を通して放散塔（１０
）の上部へ供給し、放散塔（１０）の加熱器（１２）へ
導管（１３）を通して水蒸気を供給して加熱し、放散塔
（１０）の底部より実質的にエチレンオキシドを含まな
い放散塔底液を導管（１４）を通して抜き出し、その一
部は導管（１６）を通してフラッシュタンク（４１）へ
供給され、常圧あるいは若干減圧の圧力まで圧力が下げ
られ低圧蒸気を発生させ、溶液の温度の低下をもたらす
。フラッシュタンク（４１）で発生した低圧蒸気は導管
（４２）を通して蒸気圧縮１（４３）に送られ放散塔（
１０）の塔底圧力０．５ｋＧ／ＣｉＧよりわずかに高い
圧力迄圧縮され導管（４４）により放散塔（１０）底部
の気相部に送入される。フラッシュタンク（４１）でフ
ラッシュした残りの液は導管（４５）を通して熱交換器
（５）および冷却器（１８）を通して、導管（２１）よ
り水、導管（２２）より水酸化カリウム水溶液および導
管（２３）より消泡剤（水溶性シリコンエマルション）
を添加し、導管（２４）を通して吸収塔（２）に導入す
ることができる。

一方、放散塔（１０）の塔底より導管（１４）を通して
抜き出した残部の吸収液は導管（１５）を通して副生エ
チレングリコール濃縮塔に送った。　　゛表−１にこの
プロセスの操作条件を一括して表示する。

比　　較　　例　　　　１ 図−２において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して生成するエチレンオキ
シドを含む反応生成ガスを導管（１）を通して、棚段塔
形式の吸収塔（２）の下部へ供給し、導管（２４）より
吸収塔（２）の上部へ吸収液を導入し、温度２９．６℃
、ｐＨ−６、エチレングリコール濃度＝９．０重量％、
消泡剤（水溶性シリコンエマルション）８１度＝３ｐｐ
ｍおよび残部は水から成る吸収液を導入し、反応生成ガ
スと向流接触させ反応生成ガス中のエチレンオキシドを
吸収液に吸収させた。吸収塔（２）の塔頂より吸収しな
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
等のガスは導管（３）を通して炭酸ガス吸収工程および
／または酸化反応工程へ循環した。吸収塔（４）の塔底
液は導管（４）、熱交換器（５）、導管（６）により、
気液分離タンク（７）へ送られ、一部エチレンオキシド
、水を含む不活性ガスが導管（８）により分離される。

軽質分ガスをフラッシュした残部の吸収液を導管（９）
を通して放散塔（１０）の上部へ供給した。放散塔（１
０）の加熱器（１２）へ導管（１３）を通して水蒸気を
供給して加熱し、放散塔（１０）の底部より実質的にエ
チレンオキシドを含まない放散塔塔底液を導管（１４）
を通して抜き出し、その一部は導管（１６）を通して熱
交換器（５）および冷却器（１８）を通して、導管（２
１）より水、導管（２２）より水酸化カリウム水溶液お
よび導管（２３）より消泡剤（水溶性シリコンエマルシ
ョン）が添加され、導管（２４）より吸収塔塔頂部へ供
給される。

一方、放散塔（１０）の塔底より導管（１４）を通して
抜き出した残部の吸収液は導管（１５）を通して副生エ
チレングリコール濃縮塔に送った。

表−２にこのプロセスの操作条件を一括して表示する。

（発明の効果） 本発明の方法によれば、エチレンオキシド放散塔底液を
フラッシュするときに発生した蒸気がフラッシュドラム
から分離され、圧縮手段によりエチレンオキシド放散塔
底部の圧力より少し高めに圧縮されエチレンオキシド放
散塔底部に導入することにより、エチレンオキシド放散
塔を加熱するに要する加熱熱聞を大幅に減少することが
可能となる効果を発揮するものである。さらにこの方法
を実施することによってエチレンオキシド吸収塔に送る
吸収液を冷却する冷却水の熱負荷が低減される。

【図面の簡単な説明】

図−１は、本発明のエチレンオキシド回収方法の好まし
い具体例を示す一例である。 図−２は、本発明に開運する公知のエチレンキシド回収
方法を示す一例である。 （２）　吸収塔 （５）　熱交換器 （７）　気液分離タンク （１０）　　放散塔 （１２）　　加熱器 （１８）　　冷却器 （４１）　　フラッシュタンク （４３）　　圧縮機 特許出願人　日本触媒化学工業株式会社図　　　　　　
１ 図　　　　　　２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エチレンを銀触媒の存在下、分子状酸素含有ガス
   と接触気相酸化して生成したエチレンオキシドを含有す
   る反応生成ガスを吸収塔へ導入し吸収液と向流接触させ
   、吸収塔頂部よりのガスの一部はエチレン酸化反応工程
   へ循環し、エチレンオキシドを含む吸収塔底液は放散塔
   へ供給し、放散塔頂部からエチレンオキシドを放散せし
   め、放散塔底部より抜き出した液は吸収塔へ導き吸収液
   として循環使用し、残部はその液に含まれるエチレング
   リコールを濃縮するため副生エチレングリコール濃縮塔
   へ送る工程において、放散塔底部より抜き出した液をフ
   ラッシュ処理し、気相部と液相部に分離し、気相部は圧
   縮して放散塔へ導入し、液相部は吸収塔の吸収液とする
   ことを特徴とするエチレンオキシドの回収方法。