NO820609L - Fremgangsmaate for adsorpsjon av etylenoksyd fra gassblandinger - Google Patents

Description

Foreliggende<1>oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for iso-termisk absorpsjon av det etylenoksyd som inneholdes i gassen fra et fremstillingsanlegg for etylenoksyd, og det særegne ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er at gassen først avkjøles, til en temperatur på mellom 5 og 60°C og deretter ved et trykk varierende fra 1 til 30 atmosfærers absolutt trykk føres til en isotermisk film-absorpsjonsinnretning som tilføres vann og fra bunnen av denne tas det ut et etylenoksyd-oppløsning med høy konsentrasjon som kan utnyttes direkte i et glykolfremstillingsanlegg etter gjenvinning av det etylen som fremdeles er i oppløsning.

Ved fremstilling av etylen-oksyd ved hjelp av den konven-sjonelle oksygenprosess er det kjent at man oppnår en gass ved omtrent 107°C og 19,6 atmosfærer absolutt med følgende typiske sammensetning:

■Ved den kjente absorpsjonsprosess føres denne gass inneholdende 1,47 volumprosent etylenoksyd til en adiabatisk absorpsjonsinnretning som tilføres vann og fra toppen av denne tas det ut en etylen-oksydfri gass inneholdende 39,36 volumprosent C2H4og 42,46 volumprosent CC^, og en del av disse tas ut fra ;systemet for å forhindre akkumulering av inerte komponenter i etylenoksydreaktoren, og en del derav, underkastes en fjern-r-. else av CC^/før re-sirkulering til den nevnte oksydreaktor

sammen med resten av gassen.

Fra bunnen av absorpsjonsinnretningen oppnås en oppløsning ved en temperatur på 62°c inneholdende 1,92 vekt* etylen-

oksyd sammen med en viss mengde av C2^4 °9 <~(~ >2' Denne oppløsning ekspanderes til 5 atmosfærer absolutt og for-

varmes deretter'til 99°C og innføres i en strippeinnretning som arbeider ved omtrent atmosfæretrykk og hvori etylen-

oksyd, etylen og karbondioksyd fjernes fra vannet ved anvendelse av strøm av ekstern vanndamp.

Gassen som forlater strippeinirretningen ved 98°C avkjøles

til 30°C og føres inn i en ytterligere adiabatisk absorpsjonsinnretning som tilføres vann og hvori etylenoksydet re-absorberes til å danne en oppløsning inneholdende omtrent 10 vekt% etylenoksyd og denne føres til glykolfremstillings-anlegget.

For å klargjøre forskjellene mellom den tidligere kjente prosess og fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse gis i det etterfølgende en beskrivelse av de to prosesser med henvisning til fig. 1, som representerer flyt-skjemaet for den kjente prosess og fig. 2 som representerer flyt-skjemaet av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. Arbeidsbetingelsene (trykk, initial gasstemperatur og sammensetning) er gitt bare eksempelvis. Temperaturen av gassen som føres til filmabsorpsjonsinnretningen ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan da variere fra 5 til 60°C og trykket kan variere fra 1 til 30 ata. Etylenoksydinnholdet i gassen som føres til film-absorpsjonsinnretningen kan gå opp i 90 volumprosent.

Med henvisning til flyt-skjemaet i fig. 1, føres gassen 1

som skriver seg fra etylenoksydreaktoren ved et trykk på 19,6 ata. og avkjølt delvis til 107°C sammen med re-sirkulasjonsgassen 31 gjennom ledningen 2 til den adiabatiske

absorpsjonsinnretnirig 3, som ved toppen tilføres vann ved 30°C fra bunnen av strippeinnretningen 36 gjennom ledningene 51,53, 54 og 56, varmeveksleren 34. og kjøleren 55 ved hjelp av pumpen 52,

Gassen sgm forlater toppen av absorpsjonsinnretningen 3 gjennom ledningen 4 resirkuleres delvis til etylenoksydreaktoren gjennom ledningene 6, 8 etter blanding med gassen hvorfra CC>2er fjernet og som strømmer fra kolonnen 11 gjennom ledningen 7, delvis tatt ut fra systemet gjennom ledningen 9, og delvis.ført gjennom ledningen 10 til kolonnen 11 hvor CC>2fjernes og som arbeider ved 19,4 ata.

og som ved toppen gjennom ledningene 18, 20 tilføres en kaliumkarbonatoppløsning som pumpes ved hjelp av pumpen 19

fra avgassingskolonnen 16 som arbeider ved atmosfæretrykk,

og til hvis bunn luft tilføres gjennom ledningene 21, 23,

ved hjelp av viften 22, sammen med erstatningsvann og den initiale kaliumkarbonatppløsning gjennom ledningen 24. Kaliumkarbonatet reagerer med det C02som er tilstede i kolonnen 11 til å danne bikarbonatet. Bikarbonatoppløsningen som forlater bunnen av kolonnen 11 tilføres gjennom ledningen 12 til varmeveksleren 13 hvori den oppvarmes med ekstern damp og tilføres så gjennom ekspansjonsventilen 14 og ledningen 15 til avgassingskolonnen 16 hvor det CC^som er absorbert i kolonnen 11 frigis fra bikarbonatet for å omdanne dette til karbonatet. C09fjernes fra toppen av kolonnen 16 gjennom ledningen 17. Etylenoksydoppløsningen oppnådd ved bunnen av absorpsjonsinnretningen 3, ekspanderes gjennom ventil 26, og ledningen 27 inn i beholderen 28.

Dampen fremstilt i 28 føres gjennom ledningen 29 til kompressoren 30 og re-sirkuleres til absorpsjonsinnretningen 3 gjennom rørene 31, 2.

Etylen-oksydoppløsningen passerer fra bunnen av beholderen

28 gjennom ventilen 32, ledningene 33, 35 og forvarmeren. 34 til strippeinnretningen 36 som arbeider ved l,4 '.ata og hvori etylenoksydet og de inerte komponenter strippes ved bruk av direkte damp tilført i bunnen gjennom ledningen 37.

Toppdampen fra strippeinnretningen 36 avkjøles i kjøleren

39 og føres så gjennom ledningene 38, 40 til en annen adiabatisk absorpsjonsinnretning 41 som på toppen tilføres vann ved 30°C gjennom ledningene 46, 48, 50 og kjøleren49 ved hjelp av pumpen 47.

De inerte komponenter fjernes fra toppen av absorpsjons-innretningene 41, gjennom ledningen 42.

En 10 vekt* vandig etylenoksydoppløsning samler seg på bunnen av absorpsjonsinnretningen 41, og føres gjennom ledningene 43, 45 ved hjelp av pumpen 44 til glykolfrem-stillingsanlegget. Det vises nå til flytskjemaet i fig. 2, for å beskrive fremgangsmåten i henhold.til oppfinnelsen. Gassen 1 fra etylenoksydreaktoren ved et trykk på 19,6 ata og delvis avkjølt til 107°C avkjøles ytterligere til 35°C i vannkjøleren 2 og føres gjennom ledningen 3 inn i kondensat-sepåratoren 4.

Gassen fra separatoren 4 passerer ved 35°C gjennom ledningen 6 til den isotermiske filmabsorpsjons-innretning 7 som på toppen tilføres vann ved 30°C gjennom ledningene 20, 22, 23,

24 og varmeveksleren 9 ved hjelp av pumpen 21.

En liten andel av vannet ved 30°C føres også gjennom topp-ledningen 25, til en ytterligere iso-termisk if ilmabsorps jons-innretning 17. Varmen fjernes i de to filmabsorpsjonsinn-retninger 7 og 17 ved hjelp av vann avkjølt til omtrent 5°C i et litiumsalt-kjøleanlegg 5 3 og sirkuleres gjennom kappen i de to absorpsjonsinnretninger gjennom ledningene 55, 56, 57 under anvendelse av pumpen 54. Den 6,5 vekt% etylenoksyd-oppløsning fra bunnen av filmabsorpsjonsinnretningen 7 føres gjennom ledningene 8 og 10 og forvarmeren 9 og ventilen 11

I

til ekspansjbnsbeholderen 12 ved 1,5 ata og på bunnen derav samles en omtrent 6,4 vekt% etylenoksydoppløsning fri for inerte komponenter og som føres til glykol-fremstillingsanlegget gjennom ledningene 14, 16 ved hjelp av pumpen 15.

Dampen fremstilt i beholderen 12 inneholder en liten

mengde etylenoksyd som dog må fjernes og dette gjøres ved å føre denne damp gjennom ledningen 13 inn i en ytterligere isotermisk film-absorpsjonsinnretning 17 som ved toppen også tilføres vann ved 30°C.

Kondensatet fremstilt i 4 føres til absorpsjonsinnretningen 17 ved 1,5 ata gjennom ledningen 5 og ventilen 18. En etylenoksydoppløsning ved 20°c oppnås på bunnen av den ytterligere filmabsorpsjonsinnretning 17 og re-sirkuleres til beholderen 12 gjennom ledningen 19.

Gassen som forlater toppen av film-absorpsjonsinnretningen

7 gjennom ledningen 19 tas delvis ut fra systemet gjennom ledningen 30 og re-sirkuleres delvis til etylenoksydreaktoren gjennom ledningen 31, 38 og 39 etter blanding ved 37 med gassen hvorfra CC>2 er fjernet og som skriver seg fra kolonnen 35 gjennom ledningen 36, og føres delvis gjennom ledningene 32, 34 til kolonnen 35 for fjernelse av CC>2og som arbeider ved 19,4 ata som ved toppen.gjennom ledningene 6,48 tilføres en kaliumkarbonatoppløsning pumpet ved hjelp av pumpen 47 fra avgassingskolonnen 44 som arbeider ved atmosfæretrykk, og til hvis bunn lufttilfør.es gjennom ledningene 49, 51 ved hjelp.av viften 50. Erstatriingsvann tilføres også bunnen av kolonnen 44 gjennom ledningen 52.

C02fjernes ved toppen av kolonnen 44 gjennom ledningen 45.

Den CO -rike oppløsning som kommer ut av bunnen av kolonnen

2

35 gjennom ledningen 40 føres til varmeveksleren 41 hvori

I

den oppvarmes ved hjelp av ekstern damp og føres så gjennom ledningen 42 og ekspansjonsventilen 43 til avgassingskolonnen 44. Toppdampen fra film-absorpsjonsinnretningen 17 inneholdende en liten mengde etylen som må gjenvinnes, føres gjennom ledningene 26, 28, 34 til kolonnen 35 for fjernelse av COv, ved hjelp av kompressoren 27 etter blanding ved 33, med strømmen 32 fra toppen av film-absorpsjonsinnretningen 7.

For å vise fordelene ved fremgangsmåten i,.henhold til oppfinnelsen i forhold til den kjente prosess ble det gjennom-ført en test ved å tilføre den samme mengde gass med samme sammensetning til et anlegg av kjent type (fig. 1) og til et anlegg av den nye type (fig. 2).

Følgende resultater ble oppnådd:

Besparelser i dampforbruk og strømforbruk oppnådd ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen i forhold til kjente prosess er som følger: 100.(15073-8533)/15073 = 43,4* for damp

100.(470,7-312,6)/470,7 = 33,6% for elektrisk kraft.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for isotermisk absorpsj on ...av det etylen-oksyd som inneholdes i gassen fra et etylenoksyd-fremstillingsanlegg, karakterisert ved at gassen først avkjøles til en temperatur på mellom 5 og 60°C og deretter ved et trykk varierende fra 1 til 30 atmosfærers absolutt trykk tilføres til en iso-termisk film-absorpsjonsinnretning som tilføres vann og fra bunnen av denne oppnås en etylenoksyd-r oppløsning med høy konsentrasjon og som kan anvendes direkte i et glykolfremstillingsanlegg etter gjenvinning av det etylenoksyd som fremdeles befinner seg i oppløsning.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, kavrakterisert ved at det som gass fra etylenoksydfremstillingsanlegget anvendes en gass som inneholder opptil 90 volumprosent etylenoksyd.