RU2792388C2

RU2792388C2 - Epoxidation method with concentrated solutions of ethylene oxide

Info

Publication number: RU2792388C2
Application number: RU2020138686A
Authority: RU
Inventors: Чунь Чау ЧАНЬ; Юнис ЯМАДА; Барри Джей БИЛЛИГ
Original assignee: Сайентифик Дизайн Компани, Инк.
Priority date: 2018-04-30
Filing date: 2019-04-30
Publication date: 2023-03-21

Abstract

FIELD: process for producing an enriched ethylene oxide stream.

SUBSTANCE: proposed method includes the following steps: (a) obtaining a stream of water from the enrichment cycle containing ethylene oxide, methane and ethylene, which contains from 1.5 to 4 mol.% of ethylene oxide; (b) separating, in the flash drum, the dissolved light gas vapor from the water stream from the enrichment cycle; (c) directing upward vapor of the dissolved light gas through an opening in the flash drum allowing fluid communication with an absorber mounted on the top surface of the flash drum to form a stream from the top of the absorber; (d) pumping water from the enrichment cycle from the bottoms of the flash drum to the desorber; and (e) separating the water from the enrichment cycle in the desorber into: (1) an enriched stream in the upper part of the desorber containing at least 40 mol.% of ethylene oxide; and (2) a lean aqueous cycle solution in the bottom part of the desorber containing 1 to 50 mol. ppm ethylene oxide. In this case, the pressure in the desorber is from 2 to 6 atmospheres and the temperature in the cubic part of the desorber is from 100 to 200°C.

EFFECT: recovery of ethylene oxide from an aqueous washing solution into a more concentrated solution.

8 cl, 1 dwg

Description

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATION

В данном изобретении заявлен приоритет к предварительной заявке на патент США № 62/664,474 поданной 30 апреля 2018, полное содержание которой включено сюда в качестве ссылки.This invention claims priority to U.S. Provisional Application No. 62/664,474 filed April 30, 2018, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Данное изобретение относится к способу окисления этилена до этиленоксида.This invention relates to a process for the oxidation of ethylene to ethylene oxide.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Хотя этиленоксид присутствует в естественных условиях в ничтожных количествах, он был впервые синтезирован в лабораторных условиях в 1859 году французским химиком Шарлем-Адольфом Вюрцем с использованием так называемого «хлоргидринового» способа. Однако полезность этиленоксида в качестве промышленного химического вещества не была полностью понята во времена Вюрца; и таким образом, промышленное производство этиленоксида с использованием хлоргидринового способа началось только накануне Первой мировой войны, по меньшей мере, частично из-за быстрого роста спроса на этиленгликоль (промежуточным соединением которого является этиленоксид) в качестве антифриза для использования на быстрорастущем автомобильном рынке. Даже тогда хлоргидриновый способ давал этиленоксид в относительно небольших количествах и был крайне неэкономичным.Although present in trace amounts naturally, ethylene oxide was first synthesized in the laboratory in 1859 by the French chemist Charles-Adolf Wurtz using the so-called "chlorohydrin" method. However, the usefulness of ethylene oxide as an industrial chemical was not fully understood in Wurtz's time; and thus, commercial production of ethylene oxide using the chlorohydrin process did not begin until before World War I, at least in part due to the rapid growth in demand for ethylene glycol (of which ethylene oxide is an intermediate) as an antifreeze for use in the rapidly growing automotive market. Even then, the chlorohydrin process produced ethylene oxide in relatively small amounts and was highly uneconomical.

Хлоргидриновый способ в конечном итоге был вытеснен другим способом, прямым каталитическим окислением этилена кислородом, результатом второго прорыва в синтезе этиленоксида, открытого в 1931 году другим французским химиком Теодором Лефортом. Лефорт использовал твердый серебряный катализатор с газофазным сырьем, которое включало этилен, и использовал воздух в качестве источника кислорода.The chlorohydrin method was eventually superseded by another method, the direct catalytic oxidation of ethylene with oxygen, the result of the second breakthrough in the synthesis of ethylene oxide, discovered in 1931 by another French chemist, Théodore Lefort. Lefort used a solid silver catalyst with a gas phase feed that included ethylene and used air as the oxygen source.

За восемьдесят лет, прошедших с момента разработки метода прямого окисления, производство этиленоксида увеличилось настолько значительно, что сегодня это один из крупнейших продуктов химической промышленности, на который, по некоторым оценкам, приходится до половины всего объема органических химикатов, полученных гетерогенным окислением. Мировое производство в 2000 году составило около 25 миллиардов тонн. Одной из причин того, что этиленоксид является таким широко производимым химическим продуктом, является его поразительная универсальность - он является исходным материалом для бесчисленных производных, включая этоксилаты этиленгликоля, этаноламины, полиолы и простые эфиры гликоля, каждый из которых становится сырьем для множества ценных продуктов, таких как ткани, формовочные пластмассы, поверхностно-активные вещества, моющие средства, растворители и многое другое.In the eighty years since the development of the direct oxidation method, ethylene oxide production has increased so dramatically that today it is one of the largest products of the chemical industry, which, according to some estimates, accounts for up to half of all organic chemicals produced by heterogeneous oxidation. World production in 2000 was about 25 billion tons. One of the reasons ethylene oxide is such a widely produced chemical is its amazing versatility - it is the starting material for countless derivatives, including ethylene glycol ethoxylates, ethanolamines, polyols, and glycol ethers, each of which becomes the raw material for many valuable products, such as like fabrics, molding plastics, surfactants, detergents, solvents and more.

Однако большинство традиционных способов получения этиленоксида не позволяют их операторам в полной мере использовать преимущества этой универсальности. В обычных способах получения этиленоксида, этиленоксид вместе с инертными, непрореагировавшими и побочными газами присутствует в жидких кубовых остатках промывной колонны, и жидкий кубовый поток, взятый таким образом из промывной колонны, подвергается обширной дальнейшей переработке для отделения этиленоксида от таких других компонентов. В конце этих стадий способа, как правило, непрореагировавшие и инертные газы рециркулируют в реактор с этиленоксидом, побочные продукты и другие газовые компоненты сбрасываются в атмосферу (если это разрешено местными правилами допуска), и этиленоксид присутствует в сильно разбавленном водном растворе (обычно содержащем от около 10% до 15% этиленоксида), который может быть дополнительно переработан в этиленгликоль, и который приходит в значительно инертное состояние по отношению к возможным дальнейшим реакциям или событиям и, таким образом, подходит для длительного хранения или даже транспортировки.However, most conventional ethylene oxide production processes do not allow their operators to take full advantage of this versatility. In conventional processes for the production of ethylene oxide, ethylene oxide, along with inert, unreacted and by-product gases, is present in the liquid bottoms of the wash column, and the liquid bottom stream thus taken from the wash column undergoes extensive further processing to separate ethylene oxide from such other components. At the end of these process steps, typically unreacted and inert gases are recycled to the ethylene oxide reactor, by-products and other gaseous components are vented to the atmosphere (if permitted by local tolerance regulations), and ethylene oxide is present in a highly dilute aqueous solution (typically containing from about 10% to 15% ethylene oxide), which can be further processed into ethylene glycol, and which becomes significantly inert with respect to possible further reactions or events and is thus suitable for long-term storage or even transport.

Хотя эта обычная система имеет много преимуществ и, следовательно, именно поэтому она составляет основу способа получения этиленоксида, который наиболее широко лицензирован в мире, ее недостаток состоит в том, что она энергоемкая и менее универсальная, чем хотелось бы. Хотя этот сильно разбавленный раствор этиленоксида идеален для производства этиленгликоля (поскольку реакцию гидролиза обычно проводят при высоких соотношениях воды и этиленоксида для снижения образования высшего гликоля), прежде чем его можно будет использовать далее для производства производных этиленоксида, он должен быть сконцентрирован в каскадных линиях испарителей, которые не только требуют больших капитальных затрат, но также требуют значительного количества энергии для работы.While this conventional system has many advantages, and therefore is the basis of the most widely licensed ethylene oxide process in the world, it has the disadvantage that it is energy intensive and less versatile than desired. Although this highly dilute ethylene oxide solution is ideal for the production of ethylene glycol (because the hydrolysis reaction is usually carried out at high ratios of water and ethylene oxide to reduce the formation of higher glycol), before it can be used further for the production of ethylene oxide derivatives, it must be concentrated in evaporator cascade lines, which not only require large capital costs, but also require a significant amount of energy to operate.

Обычный способ был разработан и оптимизирован, в первую очередь, для производства этиленгликоля, и учитывая, что более 70% годового произведенного этиленоксида превращается в этиленгликоль, понятно, почему эта конфигурация способа сформировала основу способа получения этиленоксида, который наиболее широко лицензирован в мире. Но хотя этот сильно разбавленный раствор этиленоксида идеально подходит для производства этиленгликоля (поскольку реакция гидролиза обычно проводится при высоких соотношениях воды и этиленоксида для снижения образования высшего гликоля), прежде чем его можно будет использовать далее для производства производных этиленоксида, он должен быть сконцентрирован в каскадных линиях испарителей, которые не только требуют больших капитальных затрат, но также требуют значительного количества энергии для работы.The conventional process was developed and optimized primarily for the production of ethylene glycol, and given that over 70% of the annual ethylene oxide produced is converted to ethylene glycol, it is understandable why this process configuration formed the basis of the most widely licensed ethylene oxide process in the world. But while this highly dilute ethylene oxide solution is ideal for the production of ethylene glycol (because the hydrolysis reaction is usually run at high ratios of water to ethylene oxide to reduce the formation of higher glycol), it must be concentrated in cascade lines before it can be used further in the production of ethylene oxide derivatives. evaporators, which not only require high capital costs, but also require a significant amount of energy to operate.

Соответственно, в данной области техники существует потребность в восстановлении этиленоксида из водного промывочного раствора в более концентрированном растворе, который затем может быть превращен в одно из многих очень желательных производных этиленоксида без вышеупомянутого требования концентрации раствора.Accordingly, there is a need in the art to recover ethylene oxide from an aqueous wash solution in a more concentrated solution, which can then be converted to one of the many highly desirable ethylene oxide derivatives without the aforementioned solution concentration requirement.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

Данное изобретение относится к способу получения обогащенного потока этиленоксида, включающему стадии: получение водного потока из цикла обогащения, содержащего этиленоксид, метан и этилен; отделение, в испарительном барабане, пара растворенного легкого газа от водного потока из цикла обогащения; направление вверх пара растворенного легкого газа через отверстие в испарительном барабане, позволяющее гидравлическое сообщение с абсорбером, прикрепленным на верхней поверхности испарительного барабана с образованием верхнего абсорбера; перекачивание воды из цикла обогащенияиз кубового остатка испарительного барабана в десорбер; и разделение в десорбере воды из цикла обогащенияна: (1) обогащенный поток из верхнего десорбера, содержащий, по меньшей мере, около 40% моль, предпочтительно, по меньшей мере, около 50% моль этиленоксида; и (2)обеднённый водный раствор цикла в кубовом остатке десорбера, содержащий от около 1 до около 50 молярных ч./млн. этиленоксида.The present invention relates to a process for producing an enriched ethylene oxide stream comprising the steps of: obtaining an aqueous stream from an enrichment cycle containing ethylene oxide, methane and ethylene; separating, in the flash drum, the dissolved light gas vapor from the aqueous stream from the enrichment cycle; upward direction of the dissolved light gas vapor through an opening in the flash drum allowing fluid communication with an absorber attached to the top surface of the flash drum to form an upper absorber; pumping water from the enrichment cycle from the distillation residue of the evaporation drum to the desorber; and stripper separation of the water from the upgrade cycle into: (1) an overhead stripper enriched stream containing at least about 40 mole %, preferably at least about 50 mole %, ethylene oxide; and (2) a lean aqueous cycle solution in the bottoms of the stripper containing from about 1 to about 50 molar ppm. ethylene oxide.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ НЕСКОЛЬКИХ ВИДОВ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF MULTIPLE DRAWING TYPES

Вышеизложенное краткое описание, а также следующее подробное описание предпочтительных вариантов изобретения будет лучше понято при чтении вместе с приложенными чертежами. Для иллюстрации изобретения на чертежах показаны предпочтительные в настоящее время варианты. Однако следует понимать, что изобретение не ограничивается показанными точными устройствами и инструментами. На рисунках:The foregoing summary, as well as the following detailed description of the preferred embodiments of the invention, will be better understood when read in conjunction with the accompanying drawings. To illustrate the invention, the drawings show the presently preferred embodiments. However, it should be understood that the invention is not limited to the precise devices and instruments shown. On the pictures:

На фигуре 1 показана схема технологического процесса получения потока концентрированного этиленоксида в соответствии с данным изобретением.Figure 1 shows a process flow diagram for obtaining a stream of concentrated ethylene oxide in accordance with this invention.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Все части, проценты и соотношения, используемые здесь, выражены по объему, если не указано иное. Все документы, цитируемые здесь, включены в качестве ссылки.All parts, percentages and ratios used herein are by volume unless otherwise indicated. All documents cited here are incorporated by reference.

Под «водой» подразумевается любой вид воды, подходящей для использования в химической и нефтехимической переработке, включая деионизированную, деминерализованную, промышленную, питьевую и дистиллированную воду.By "water" is meant any kind of water suitable for use in chemical and petrochemical processing, including deionized, demineralized, industrial, drinking and distilled water.

В настоящем изобретении был обнаружен улучшенный способ восстановления этиленоксида из водного промывочного раствора, в котором этиленоксид восстанавливают в парообразный поток, высоко обогащенный этиленоксидом. Поскольку поток имеет высокое содержание этиленоксида, он очень универсален для использования в дальнейшем при производстве производных этиленоксида, в то время как высокая температура и давление потока (вне этиленоксида, баланс которого составляет пар) делают его полезным для улучшения интеграции тепла и снижения затрат на коммунальные услуги после переработки.The present invention has discovered an improved process for recovering ethylene oxide from an aqueous wash solution in which ethylene oxide is reduced to a vapor stream highly enriched in ethylene oxide. Because the stream has a high ethylene oxide content, it is very versatile for further use in the production of ethylene oxide derivatives, while the high temperature and pressure of the stream (outside of the ethylene oxide, whose balance is steam) make it useful for improving heat integration and reducing utility costs. after processing.

Использование этого изобретения будет описано ниже более подробно, как компонент процесса производства этиленоксида.The use of this invention will be described below in more detail as a component of the ethylene oxide manufacturing process.

Этиленоксид получают при непрерывном контакте кислородсодержащего газа с олефином, предпочтительно, этиленом, в присутствии катализатора этиленоксида (“эпоксидирования”) (описанного более подробно ниже). Кислород может подаваться в реакцию в по существу чистой молекулярной форме или в смеси, такой как воздух. В качестве примера, обычные сырьевые смеси реагентов в рабочих условиях могут содержать от около 0,5% до около 45%, предпочтительно, от около 5% до около 30% этилена и от около 3% до около 15% кислорода, где остальное составляют сравнительно инертные материалы, включая такие вещества, как диоксид углерода, вода, инертные газы, другие углеводороды и модераторы реакции, описанные здесь. Неограничивающие примеры инертных газов включают азот, аргон, гелий и их смеси. Неограничивающие примеры других углеводородов включают метан, этан, пропан и их смеси. Диоксид углерода и вода являются побочными продуктами процесса эпоксидирования, а также обычными примесями в сырьевых газах. Оба оказывают неблагоприятное воздействие на катализатор, поэтому концентрации этих компонентов обычно выдерживают на минимуме.Ethylene oxide is produced by continuously contacting an oxygen-containing gas with an olefin, preferably ethylene, in the presence of an ethylene oxide (“epoxidation”) catalyst (described in more detail below). The oxygen may be supplied to the reaction in substantially pure molecular form or in a mixture such as air. By way of example, conventional reactant feed mixtures under operating conditions may contain from about 0.5% to about 45%, preferably from about 5% to about 30% ethylene and from about 3% to about 15% oxygen, with the balance being relatively inert materials, including substances such as carbon dioxide, water, inert gases, other hydrocarbons and reaction moderators described here. Non-limiting examples of inert gases include nitrogen, argon, helium, and mixtures thereof. Non-limiting examples of other hydrocarbons include methane, ethane, propane, and mixtures thereof. Carbon dioxide and water are by-products of the epoxidation process, as well as common impurities in feed gases. Both have an adverse effect on the catalyst, so the concentrations of these components are usually kept at a minimum.

Как отмечено ранее, в реакции также присутствуют один или более модераторов реакции, неограничивающие примеры которых включают органические галогенсодержащие соединения, такие как C_1-C₈ галогенуглеводороды; особенно предпочтительными являются хлоридсодержащие модераторы, такие как метилхлорид, этилхлорид, этилендихлорид, винилхлорид или их смеси. Контроль уровня концентрации хлорида особенно важен для рутенийсодержащих катализаторов.As noted previously, one or more reaction moderators are also present in the reaction, non-limiting examples of which include organic halogenated compounds such as C _{1 -C} ₈ halohydrocarbons; particularly preferred are chloride-containing moderators such as methyl chloride, ethyl chloride, ethylene dichloride, vinyl chloride or mixtures thereof. Controlling the level of chloride concentration is especially important for ruthenium-containing catalysts.

Как указано выше, обычный способ эпоксидирования этилена включает парофазное окисление этилена молекулярным кислородом в присутствии катализатора эпоксидирования, в трубчатом реакторе с неподвижным слоем. Обычно коммерческие этиленоксидные реакторы с неподвижным слоем имеют форму множества параллельно расположенных трубок (в подходящей оболочке) внешним диаметром приблизительно 0,7-2,7 дюймов и внутренним диаметром 0,5-2,5 дюймов и длиной 15-53 футов, каждая из которых заполнена и упакована катализатором. Исходную реакционную смесь (описанную выше) вводят в эти трубки, и полученный исходящий из реактора газ содержит этиленоксид, неиспользованные реагенты и побочные продукты.As stated above, a conventional process for epoxidizing ethylene involves the vapor phase oxidation of ethylene with molecular oxygen in the presence of an epoxidation catalyst, in a fixed bed tubular reactor. Typically, commercial fixed bed ethylene oxide reactors are in the form of a plurality of parallel tubes (suitably sheathed) approximately 0.7-2.7 inches OD and 0.5-2.5 inches ID and 15-53 feet long, each filled and packed with catalyst. The initial reaction mixture (described above) is introduced into these tubes and the resulting reactor effluent contains ethylene oxide, unused reactants and by-products.

Только для целей иллюстрации, далее представлены условия, которые часто применяют в современных коммерческих этиленоксидных реакторах: часовая объемная скорость газа (ЧОСГ) 1500-10000 ч^-1, давление на входе реактора 150-400 ф./кв. дюйм изб., температура охладителя 180-315°C, уровень превращения кислорода 10-60% и производительность ЭО (объем выпуска) 7-20 ф. ЭО/куб.ф. катализатора/ч. Потребление сырья на входе реактора после завершения запуска и во время обычной работы обычно составляет (в % объемных) 1-40% этилена, 3-12% O₂; 0,3%-20%, предпочтительно, 0,3-5%, более предпочтительно, 0,3-1% CO₂; 0-3% этана, некоторое количество одного или более хлоридных модераторов, которые описаны здесь; и остаток сырья составляет аргон, метан, азот или их смеси.For purposes of illustration only, the following are conditions that are often used in modern commercial ethylene oxide reactors: gas hourly space velocity (GOSV) 1500-10000 h ^-1 , reactor inlet pressure 150-400 psi. inch g, coolant temperature 180-315°C, oxygen conversion 10-60%, and EO production (output) 7-20 lb. EO/cfm catalyst/h Feedstock consumption at the reactor inlet after start-up is complete and during normal operation is typically (in % vol) 1-40% ethylene, 3-12% O ₂ ; 0.3%-20%, preferably 0.3-5%, more preferably 0.3-1% CO ₂ ; 0-3% ethane, some of one or more chloride moderators as described herein; and the remainder of the raw material is argon, methane, nitrogen, or mixtures thereof.

Типовые условия работы для способа эпоксидирования этилена включают температуры в интервале от около 180°C до около 330°C и, предпочтительно, от около 200°C до около 325°C и более предпочтительно, от около 225°C до около 280°C. Рабочее давление может варьироваться от около атмосферного давления до около 30 атмосфер, в зависимости от желаемого массового расхода и производительности. Более высокое давление может применяться в объеме данного изобретения. Время нахождения в коммерческих реакторах обычно составляет порядка от около 2 до около 20 секунд.Typical operating conditions for the ethylene epoxidation process include temperatures ranging from about 180°C to about 330°C, and preferably from about 200°C to about 325°C, and more preferably from about 225°C to about 280°C. Operating pressure can vary from about atmospheric pressure to about 30 atmospheres, depending on the desired mass flow and performance. Higher pressures may be used within the scope of this invention. Residence times in commercial reactors are typically on the order of about 2 to about 20 seconds.

Выходной поток реактора выходит через выход реактора, охлаждается и течет в ЭО промывную колонну, где выходной поток реактора контактирует с рециркулированной водой из обедненного цикла для абсорбции этиленоксид, а также нескольких «легких» растворенный веществ, содержащихся в выходном потоке реактора.The reactor effluent exits the reactor outlet, cools and flows to the EO wash column, where the reactor effluent is contacted with recycled water from the lean cycle to absorb ethylene oxide as well as several "light" solutes contained in the reactor effluent.

На фигуре 1 жидкость из промывной колонны (далее обозначенные как поток “воды из цикла обогащения”) течет через трубопровод 1 и подается в испарительный барабан 5. Потоком воды из цикла обогащенияявляется водный поток, содержащий от 1,5% моль до 4% моль этиленоксида, а также другие инертные и непрореагировавшие газы, подаваемые как компоненты потока реактора, такие как метан, этилен и кислород. Также могут присутствовать побочные продукты, такие как диоксид углерода, а также уровни ч./млн. примесей. Этот поток воды из цикла обогащенияподают под давлением, предпочтительно, от около 0,5 атм. до около 6 атм. в испарительный барабан 5. Абсорбирующее устройство 9 постоянно и непосредственно закреплено на верхней поверхности испарительного барабана 5, и в испарительном барабане имеется отверстие для соединения с абсорбером 9. В данном изобретении давление и в испарительном барабане 5 и в абсорбере 9 поддерживается на уровне, достаточном для того, чтобы при поступлении воды из цикла обогащенияв испарительный барабан 5, “легкие” газы, которые растворены в воде из цикла обогащения, которые имеют летучесть более чем у этиленоксида, вымывались из воды из цикла обогащенияпри поступлении в испарительный барабан 5, и пар легких газов направляется разностью давления между испарительным барабаном 5 и абсорбером 9 вверх через отверстие в абсорбер 9 с образованием верхних слоев абсорбера 9, а растворенный этиленоксид остается в основном солюбилизированным в потоке воды из цикла обогащения в кубовом остатке испарительного барабана 5. Эти более летучие “легкие” газы включают указанные выше инертные, непрореагировавшие или побочные газы, растворенные в воде из цикла обогащения (кроме того, следы этиленоксида также могут испаряться с более летучими легкими газами в потоке воды из цикла обогащения). Небольшие количества этиленоксида, которые испаряются из воды из цикла обогащения и поднимаются в абсорбер 9 с испарениями растворенного легкого газа, могут быть восстановлены нисходящим промывочные потоком (не показан) для абсорбции и восстановления двигающегося вверх этиленоксида.In Figure 1, the liquid from the wash column (hereinafter referred to as the stream of "water from the enrichment cycle") flows through pipeline 1 and is fed into the flash drum 5. The stream of water from the enrichment cycle is an aqueous stream containing from 1.5 mol% to 4% mol of ethylene oxide , as well as other inert and unreacted gases supplied as components of the reactor stream, such as methane, ethylene and oxygen. By-products such as carbon dioxide may also be present, as well as ppm levels. impurities. This stream of water from the enrichment cycle is supplied under pressure, preferably from about 0.5 atm. up to about 6 atm. into the flash drum 5. The absorber 9 is permanently and directly attached to the top surface of the flash drum 5, and the flash drum has an opening for connection to the absorber 9. In this invention, the pressure in both the flash drum 5 and the absorber 9 is maintained at a level sufficient to so that when water from the enrichment cycle enters the flash drum 5, the “light” gases that are dissolved in the water from the enrichment cycle, which have a volatility greater than that of ethylene oxide, are washed out of the water from the enrichment cycle upon entering the flash drum 5, and a vapor of light gases is directed by the pressure difference between flash drum 5 and absorber 9 upwards through the orifice into absorber 9 to form the top layers of absorber 9, and the dissolved ethylene oxide remains largely solubilized in the water stream from the enrichment cycle in the bottoms of flash drum 5. These more volatile “light” gases include the above inert, impermeable reacted or by-product gases dissolved in the water from the enrichment cycle (in addition, traces of ethylene oxide can also evaporate with more volatile light gases in the water stream from the enrichment cycle). Small amounts of ethylene oxide that vaporize from the water from the upgrade cycle and rise to absorber 9 with dissolved light gas vapor can be recovered by a downward flushing stream (not shown) to absorb and recover the upward moving ethylene oxide.

Как указано выше, абсорбер 9 прямо и постоянно прикреплен к верхней поверхности испарительного барабана 5, например, сваркой. Абсорбер 9 прикреплен к испарительному барабану 5 так же, как в конфигурации испарительной колонны и ребойлера, хорошо известной специалисту в данной области техники. Более конкретно, абсорбер 9 прикреплен к испарительному барабану 5 вдоль продольной оси испарительного барабана 5, но предпочтительно, прикреплен в середине продольной оси. Поперечное сечение абсорбера 9 совпадает с формой отверстия в испарительном барабане 5, над которым прикреплен абсорбер 9, и что позволяет сообщение между испарительным барабаном 5 и абсорбером 9. Поперечное сечение абсорбера и форма отверстия в испарительном барабане 5 имеют одинаковую совпадающую форму, и этой формой может быть любая форма между кругом и эллипсом, между эксцентричностью 0 и эксцентричностью 1. Отверстие в испарительном барабане 5 и абсорбере 9 расположено так, что центр отверстия является коллинеарным с центром абсорбера 9. Конфигурация отверстия в испарительном барабане 5 и форма абсорбера 9 и их соответствующее расположение обеспечивает должную жидкостное сообщение между этими двумя элементами. Абсорбер 9 предпочтительно приварен плоским сварным швом к внутреннему диаметру отверстия, сделанного в испарительном барабане 5 так, что внешний диаметр абсорбера 9 находится заподлицо с диаметром отверстия в испарительном барабане 5. Альтернативно, отверстие в испарительном барабане 5 может иметь диаметр, равный внутреннему диаметру абсорбера 9.As stated above, the absorber 9 is directly and permanently attached to the top surface of the flash drum 5, for example by welding. Absorber 9 is attached to flash drum 5 in the same manner as in a flash column and reboiler configuration well known to one skilled in the art. More specifically, the absorber 9 is attached to the flash drum 5 along the longitudinal axis of the flash drum 5, but is preferably attached in the middle of the longitudinal axis. The cross section of the absorber 9 matches the shape of the opening in the flash drum 5, over which the absorber 9 is attached, and which allows communication between the flash drum 5 and the absorber 9. The cross section of the absorber and the shape of the hole in the flash drum 5 have the same matching shape, and this shape can be any shape between a circle and an ellipse, between eccentricity 0 and eccentricity 1. The opening in the evaporator drum 5 and the absorber 9 is positioned so that the center of the opening is collinear with the center of the absorber 9. provides proper fluid communication between the two elements. The absorber 9 is preferably flat welded to the inside diameter of the hole made in the evaporator drum 5 so that the outside diameter of the absorber 9 is flush with the diameter of the hole in the evaporator drum 5. Alternatively, the hole in the evaporator drum 5 may have a diameter equal to the inside diameter of the absorber 9 .

Чтобы обеспечить баланс между вымыванием более летучих «легких» растворенных веществ при сохранении высокой растворимости этиленоксида в воде из цикла обогащения, давление в испарительном барабане 5 поддерживается на уровне от около 1 атм. до 3 атм., и давление в абсорбере 9, с которым имеется прямое сообщение, лишь немного ниже давления в испарительном барабане 5. Температура газов в верхней части абсорбера 9 составляет от около 30°C до около 45°C, а температура в испарительном барабане 5 составляет от около 50°C до около 60°C.To ensure a balance between flushing out the more volatile "light" solutes while maintaining high ethylene oxide solubility in water from the enrichment cycle, the pressure in the flash drum 5 is maintained at a level of about 1 atm. up to 3 atm., and the pressure in the absorber 9, with which there is direct communication, is only slightly lower than the pressure in the flash drum 5. The temperature of the gases in the upper part of the absorber 9 is from about 30°C to about 45°C, and the temperature in the flash drum 5 is from about 50°C to about 60°C.

Верхние компоненты в трубопроводе 12 абсорбера 9 сжимают и возвращают в реакторный блок до установки (не показан) как возможный рецикл в реактор. Вода из цикла обогащения вытекает в виде кубового остатка из испарительного барабана 5 через насос 14 и через необязательный теплообменник 20 (который предварительно нагревает поток) и в десорбер 15. Температура в верхней части десорбера 15 составляет от около 25°C до около 100°C, и в нижней части десорбера 15 составляет от около 100°C до около 200°C. Поток воды из цикла обогащения может быть предварительно нагрет в теплообменнике 20 для снижения нагрузки, необходимой для работы десорбера 15. Давление в десорбере 15 поддерживают в интервале от около 2 атм. до около 6 атм. Эффективность отделения ЭО из воды из цикла обогащения также может быть улучшена применением системы пароструйных насосов, хорошо известной специалистам в данной области техники, где пар подают из: (1) пара, образующегося везде в системе получения этиленоксида, или (2) пара под средним или высоким давлением, подаваемого из внешних источников/ЗГУ; или сочетания этих двух источников.The overhead components in line 12 of absorber 9 are compressed and returned to the reactor block prior to installation (not shown) as possible recycle to the reactor. The water from the enrichment cycle flows as bottoms from flash drum 5 through pump 14 and through optional heat exchanger 20 (which preheats the stream) and into stripper 15. The temperature at the top of stripper 15 is from about 25°C to about 100°C, and at the bottom of the stripper 15 is from about 100°C to about 200°C. The water stream from the enrichment cycle may be preheated in the heat exchanger 20 to reduce the load required to operate the stripper 15. The pressure in the stripper 15 is maintained in the range of about 2 atm. up to about 6 atm. The efficiency of EO separation from water from the upgrade cycle can also be improved by using a steam jet pump system well known to those skilled in the art, where steam is supplied from: (1) steam generated throughout the ethylene oxide production system, or (2) sub-medium or high pressure supplied from external sources/PGI; or a combination of the two sources.

Находящийся под давлением поток из верхней части десорбера вытекает через трубопровод 30 для дальнейшей обработки до производных этиленоксида. По сравнению с сильно разбавленным водным раствором, найденным в сравнимом месте в разделительном блоке обычного способа, обогащенный парообразный поток из верхней части десорбера в значительно большей степени обогащен этиленоксидом, содержа, предпочтительно, по меньшей мере, около 40% моль, предпочтительно, по меньшей мере, около 50% моль этиленоксида, где остальным содержимым потока из верхней части десорбера является пар. Таким образом, поток из верхней части десорбера дает и высокие концентрации этиленоксида (хотя и всегда ниже предела дефлаграции и детонации) и находится под высоким давлением. Это делает поток крайне полезным для дальнейшей обработки до производных этиленоксида на очень экономичной основе, так как нет необходимости ни обогащать поток, ни создавать давление, ни испарять на следующей стадии обработки до производных этиленоксида. Фактически, относительно высокая температура и высокое давление потока из верхней части десорбера представляет множество возможностей рационального использования тепловой энергии и могут быть полезны для снижения стоимости энергии и косвенных затрат далее, в установке получения производных.The pressurized stream from the top of the stripper exits through conduit 30 for further processing to ethylene oxide derivatives. Compared to a highly dilute aqueous solution found at a comparable location in a conventional process separation unit, the rich vapor stream from the top of the stripper is significantly more enriched in ethylene oxide, preferably containing at least about 40 mole %, preferably at least , about 50% mole of ethylene oxide, where the rest of the stream from the top of the desorber is steam. Thus, the stream from the top of the stripper gives both high concentrations of ethylene oxide (though always below the deflagration and detonation limit) and is under high pressure. This makes the stream extremely useful for further processing to ethylene oxide derivatives on a very economical basis, since there is no need to either enrich the stream, pressurize or vaporize in the next stage of processing to ethylene oxide derivatives. In fact, the relatively high temperature and high pressure stream from the top of the stripper presents many opportunities for efficient use of thermal energy and can be useful in reducing energy and indirect costs downstream in the derivatives plant.

Другой предпочтительной опцией способа в соответствии с данным изобретением является то, что кубовый остаток десорбера 15, который представляет собой обеднённый водный раствор цикла, содержащий немного этиленоксида (от около 1 молярных ч./млн. до около 50 молярных ч./млн.), и который также не содержит легкие компоненты, а также примеси, может в предпочтительных вариантах применяться во множестве других схемах рационального использования тепловой энергии по всему заводу, в зависимости от нужд и условий.Another preferred option of the process of the present invention is that the bottoms of stripper 15, which is a lean aqueous cycle solution containing some ethylene oxide (from about 1 molar ppm to about 50 molar ppm), and which is also free of light components as well as impurities, can preferably be used in a variety of other thermal energy management schemes throughout the plant, depending on needs and conditions.

В этих условиях потоков с концентрацией этиленоксида выше, чем обычно, операторы будут продолжать соблюдать соответствующие стандарты безопасности, которые всегда соблюдаются при производстве, обработке или хранении этиленоксида. Как всегда, должны быть приняты меры для предотвращения реакций или событий, которые могут привести к возгоранию, горению, дефлаграции, детонации или взрыву любого газового потока, особенно тех, которые содержат этиленоксид в концентрациях выше типовых. Соответственно, для предотвращения таких событий могут использоваться предохранительные клапаны для сброса или уменьшения нежелательного повышения давления в способе, реакции или системах разделения или где-либо еще на заводе по производству этиленоксида как до, так и после того, что показано. Разделение в десорбере 15 настолько эффективно, что почти весь этиленоксид в воде из цикла обогащения, который поступает в десорбер 15, успешно отделяется и восстанавливается из воды из цикла обогащения и покидает десорбер 15 в виде верхнего потоко пара, в то время как только небольшая часть покидает десорбер 15 в виде кубового остатка.Under these conditions of streams with higher than normal concentrations of ethylene oxide, operators will continue to comply with the appropriate safety standards that are always followed when producing, processing or storing ethylene oxide. As always, precautions must be taken to prevent reactions or events that could result in ignition, combustion, deflagration, detonation, or explosion of any gas stream, especially those containing ethylene oxide in concentrations higher than typical. Accordingly, to prevent such events, relief valves may be used to relieve or reduce unwanted pressure buildup in the separation process, reaction or systems, or elsewhere in the ethylene oxide plant, both before and after what is shown. The separation in stripper 15 is so efficient that almost all of the ethylene oxide in the upgrade water that enters stripper 15 is successfully separated and recovered from the upgrade water and exits stripper 15 as an overhead vapor stream, while only a small portion leaves desorber 15 in the form of VAT residue.

Катализатор эпоксидирования на основе серебра.Silver-based epoxidation catalyst.

Катализатор эпоксидирования на основе серебра включает подложку и, по меньшей мере, каталитически эффективное количество серебра или серебросодержащего соединения; также необязательно присутствует активирующее количество рения или ренийсодержащего соединения; также необязательно присутствует активирующее количество одного или нескольких щелочных металлов или соединений, содержащих щелочные металлы. Подложка, применяемая в соответствии с данным изобретением, может быть выбрана из большого числа твердых огнеупорных подложек, которые могут быть пористыми и могут обеспечивать предпочтительную пористую структуру. Хорошо известно, что оксид алюминия полезен в качестве подложки катализатора для эпоксидирования олефина, и он является предпочтительной подложкой.The silver-based epoxidation catalyst includes a support and at least a catalytically effective amount of silver or a silver-containing compound; an activating amount of rhenium or a rhenium-containing compound is also optionally present; an activating amount of one or more alkali metals or alkali metal-containing compounds is also optionally present. The substrate used in accordance with this invention may be selected from a wide variety of solid refractory substrates, which may be porous and may provide a preferred porous structure. It is well known that alumina is useful as a catalyst support for olefin epoxidation and is the preferred support.

Независимо от характера используемой подложки, она обычно имеет форму частиц, больших кусков, мелких кусков, гранул, колец, сфер, вагонного колеса, полых цилиндров с поперечными перегородками и подобных, размер которых подходит для использования в реакторе эпоксидирования с неподвижным слоем. Частицы подложки, предпочтительно, будут иметь эквивалентные диаметры в интервале от около 3 мм до около 12 мм и, более предпочтительно, в интервале от около 5 мм до около 10 мм. (Эквивалентным диаметром является диаметр сферы, имеющей такое же отношение внешней поверхности (т. е. без учета поверхности в порах частицы) к объему, что и у частиц используемой подложки.) Подходящие подложки доступны от Saint-Gobain Norpro Co., Sud Chemie AG, Noritake Co., CeramTec AG и Industrie Bitossi S.p.A. Не ограничиваясь конкретными композициями и составами, содержащимися здесь, дополнительная информация о композициях подложки и способах получения подложек можно найти в публикации патента США № 2007/0037991.Regardless of the nature of the support used, it is usually in the form of particles, large pieces, small pieces, granules, rings, spheres, wagon wheel, baffled hollow cylinders and the like, the size of which is suitable for use in a fixed bed epoxidation reactor. The substrate particles will preferably have equivalent diameters in the range of about 3 mm to about 12 mm, and more preferably in the range of about 5 mm to about 10 mm. (The equivalent diameter is the diameter of a sphere having the same ratio of outer surface (i.e., excluding surface in the pores of the particle) to volume as the particles of the substrate used.) Suitable substrates are available from Saint-Gobain Norpro Co., Sud Chemie AG , Noritake Co., CeramTec AG and Industrie Bitossi S.p.A. Without being limited to the specific compositions and formulations contained herein, additional information on support compositions and methods for preparing supports can be found in US Patent Publication No. 2007/0037991.

Для получения катализатора для окисления олефина до оксида олефина, на поверхность подложки, имеющей вышеуказанные характеристики, затем наносят каталитически эффективное количество серебра. В одном варианте, каталитически эффективное количество серебра составляет от 10% массовых до 45% массовых. Катализатор получают пропиткой подложки соединением, комплексом или солью серебра, растворенными в подходящем растворителе, достаточном для того, чтобы вызвать осаждение соединения-предшественника серебра на подложку. Предпочтительно, используют водный раствор серебра.To prepare a catalyst for oxidizing an olefin to an olefin oxide, a catalytically effective amount of silver is then applied to the surface of a support having the above characteristics. In one embodiment, the catalytically effective amount of silver is from 10% by weight to 45% by weight. The catalyst is prepared by impregnating the support with a silver compound, complex or salt dissolved in a suitable solvent sufficient to cause precipitation of the silver precursor compound onto the support. Preferably, an aqueous solution of silver is used.

Активирующее количество рениевого компонента, которым может быть ренийсодержащее соединение или ренийсодержащий комплекс, также может быть нанесено на подложку до, одновременно или после осаждения серебра. Рениевый промотор может присутствовать в количестве от около 0,001% масс. до около 1% масс., предпочтительно, от около 0,005% масс. до около 0,5% масс. и более предпочтительно, около 0,01% масс. до примерно 0,1% масс. в расчете на массу всего катализатора, включая подложку, в пересчете на металлический рений.An activating amount of the rhenium component, which may be a rhenium-containing compound or a rhenium-containing complex, may also be applied to the substrate before, simultaneously with, or after the silver is deposited. The rhenium promoter may be present in an amount of from about 0.001 wt%. up to about 1% wt., preferably from about 0.005% wt. up to about 0.5% of the mass. and more preferably, about 0.01% of the mass. up to about 0.1% of the mass. calculated on the weight of the entire catalyst, including the substrate, in terms of metallic rhenium.

Другие компоненты, которые также могут быть нанесены на подложку до, одновременно или после осаждения серебра и рения, представляют собой активирующие количества щелочного металла или смеси двух или более щелочных металлов, а также необязательные активирующие количества компонента щелочноземельного металла группы IIA или смеси двух или более компонентов щелочноземельного металла группы IIA, и/или компонент переходного металла, или смеси двух или более компонентов переходных металлов, все которые могут быть в форме ионов металлов, соединений металлов, комплексов металлов и/или солей металлов, растворенных в подходящем растворителе. Подложка может быть пропитана одновременно или на отдельных стадиях различными промоторами катализатора. Конкретное сочетание подложки, серебра, промотора(ов) щелочного металла, рениевого компонента и необязательного дополнительного промотора(ов) в соответствии с данным изобретением обеспечивает улучшение одного или нескольких каталитических свойств по сравнению с таким же сочетанием серебра и подложки при отсутствии или применении только одного из промоторов.Other components that may also be applied to the substrate before, simultaneously or after the deposition of silver and rhenium are activating amounts of an alkali metal or a mixture of two or more alkali metals, as well as optional activating amounts of a Group IIA alkaline earth metal component or a mixture of two or more components a Group IIA alkaline earth metal, and/or a transition metal component, or a mixture of two or more transition metal components, all of which may be in the form of metal ions, metal compounds, metal complexes, and/or metal salts, dissolved in a suitable solvent. The support may be impregnated simultaneously or in separate steps with different catalyst promoters. A particular combination of support, silver, alkali metal promoter(s), rhenium component and optional additional promoter(s) in accordance with this invention provides an improvement in one or more catalytic properties compared to the same combination of silver and support in the absence or use of only one of promoters.

Используемый здесь термин «активирующее количество» определенного компонента катализатора относится к количеству этого компонента, которое эффективно работает для улучшения каталитических характеристик катализатора по сравнению с катализатором, который не содержит этот компонент. Точные применяемые концентрации, конечно, будут зависеть, среди прочих факторов, от желаемого содержания серебра, природы подложки, вязкости жидкости и растворимости конкретного соединения, используемого для доставки промотора в пропитывающий раствор. Примеры каталитических свойств включают, среди прочего, функциональность (устойчивость к снижению качества), селективность, активность, конверсию, стабильность и выход. Специалисту в данной области понятно, что одно или несколько отдельных каталитических свойств могут быть улучшены «активирующим количеством», в то время как другие каталитические свойства могут быть улучшены или не улучшены или даже могут быть уменьшены.As used herein, the "activating amount" of a particular catalyst component refers to the amount of that component that works effectively to improve the catalytic performance of a catalyst compared to a catalyst that does not contain that component. The exact concentrations used will, of course, depend on the desired silver content, the nature of the support, the viscosity of the liquid, and the solubility of the particular compound used to deliver the promoter to the impregnation solution, among other factors. Examples of catalytic properties include, among others, functionality (resistance to degradation), selectivity, activity, conversion, stability, and yield. One skilled in the art will appreciate that one or more individual catalytic properties may be improved by an "activating amount" while other catalytic properties may or may not be improved, or may even be reduced.

Подходящие промоторы щелочных металлов могут быть выбраны из лития, натрия, калия, рубидия, цезия или их сочетаний, при этом цезий является предпочтительным, и сочетания цезия с другими щелочными металлами являются особенно предпочтительными. Количество щелочного металла, нанесенного или присутствующего на подложке, должно быть активирующим количеством. Предпочтительно, количество варьируется от около 10 ч./млн. до около 3000 ч./млн., более предпочтительно, от около 15 ч./млн. до около 2000 ч./млн. и даже более предпочтительно, от около 20 ч./млн. до около 1500 ч./млн. и особенно предпочтительно, от около 50 ч./млн. до около 1000 ч./млн. массовых об всего катализатора, в пересчете на металл.Suitable alkali metal promoters may be selected from lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium or combinations thereof, with cesium being preferred and combinations of cesium with other alkali metals being particularly preferred. The amount of alkali metal deposited or present on the support must be an activating amount. Preferably, the amount varies from about 10 ppm. up to about 3000 ppm, more preferably from about 15 ppm. up to about 2000 ppm and even more preferably from about 20 ppm. up to about 1500 ppm and particularly preferably from about 50 ppm. up to about 1000 ppm mass about the total catalyst, in terms of metal.

Подходящие промоторы щелочноземельных металлов включают элементы из группы IIA Периодической таблицы элементов, которыми могут быть бериллий, магний, кальций, стронций и барий или их сочетания. Подходящие промоторы переходных металлов могут включать элементы из групп IVA, VA, VIA, VIIA и VIIIA Периодической таблицы элементов и их сочетания.Suitable alkaline earth metal promoters include elements from Group IIA of the Periodic Table of the Elements, which may be beryllium, magnesium, calcium, strontium and barium, or combinations thereof. Suitable transition metal promoters may include elements from Groups IVA, VA, VIA, VIIA and VIIIA of the Periodic Table of the Elements and combinations thereof.

Количество промотора(ов) щелочноземельного металла и/или промотора(ов) переходного металла, нанесенных на подложку, является активирующим количеством. Промотор переходного металла обычно может присутствовать в количестве от около 0,1 микромоль на грамм до около 10 микромоль на грамм, предпочтительно от около 0,2 микромоль на грамм до около 5 микромоль на грамм.The amount of alkaline earth metal promoter(s) and/or transition metal promoter(s) deposited on the support is the activating amount. The transition metal promoter may typically be present in an amount of from about 0.1 micromoles per gram to about 10 micromoles per gram, preferably from about 0.2 micromoles per gram to about 5 micromoles per gram.

Раствор серебра, используемый для пропитки подложки, может также содержать необязательный растворитель или комплексообразующий/солюбилизирующий агент, известный в данной области техники. Множество растворителей или комплексообразующих/солюбилизирующих агентов может применяться для солюбилизации серебра до желаемой концентрации в пропитывающей среде. Подходящие комплексообразующие/солюбилизирующие агенты включают амины, аммиак, щавелевую кислоту, молочную кислоту и их сочетания. Амины включают алкилендиамин, содержащий от 1 до 5 атомов углерода. В одном предпочтительном варианте, раствор содержит водный раствор оксалата серебра и этилендиамина. Комплексообразующий/солюбилизирующий агент может присутствовать в пропитывающем растворе в количестве от около 0,1 до около 5,0 моль на моль серебра, предпочтительно от около 0,2 до около 4,0 моль и более предпочтительно, от около 0,3 до около 3,0 моль на каждый моль серебра.The silver solution used to impregnate the support may also contain an optional solvent or complexing/solubilizing agent known in the art. A variety of solvents or complexing/solubilizing agents can be used to solubilize the silver to the desired concentration in the impregnating medium. Suitable complexing/solubilizing agents include amines, ammonia, oxalic acid, lactic acid, and combinations thereof. Amines include alkylenediamine containing from 1 to 5 carbon atoms. In one preferred embodiment, the solution contains an aqueous solution of silver oxalate and ethylenediamine. The complexing/solubilizing agent may be present in the impregnating solution in an amount of from about 0.1 to about 5.0 moles per mole of silver, preferably from about 0.2 to about 4.0 moles, and more preferably from about 0.3 to about 3 .0 mole for every mole of silver.

При применении растворителя, он может быть органическим растворителем или водой и может быть полярным или по существу или полностью неполярным. В общем, растворитель должен обладать достаточной сольватирующей способностью для растворения компонентов раствора. В то же время предпочтительно, чтобы растворитель был выбран так, чтобы избежать чрезмерного влияния на сольватированные промоторы или взаимодействия с ними. Предпочтительны растворители на органической основе, содержащие от 1 до около 8 атомов углерода на молекулу. Могут использоваться смеси нескольких органических растворителей или смеси органических растворителей с водой при условии, что такие смешанные растворители функционируют так, как желательно здесь.When a solvent is used, it may be an organic solvent or water and may be polar or substantially or completely non-polar. In general, the solvent must have sufficient solvating power to dissolve the components of the solution. At the same time, it is preferred that the solvent be chosen so as to avoid undue influence on or interaction with the solvated promoters. Organic based solvents containing from 1 to about 8 carbon atoms per molecule are preferred. Mixtures of several organic solvents or mixtures of organic solvents with water may be used, provided such mixed solvents function as desired herein.

Концентрация серебра в пропитывающем растворе обычно составляет от около 0,1% массовых вплоть до максимальной растворимости, предусмотренной конкретным используемым сочетанием растворитель/солюбилизирующий агент. Обычно очень удобно использовать растворы, содержащие от 0,5% до около 45% массовых серебра, при этом предпочтительны концентрации от 5 до 35% массовых серебра.The concentration of silver in the impregnating solution is typically from about 0.1% by weight up to the maximum solubility provided by the particular solvent/solubilizing agent combination used. It is generally very convenient to use solutions containing from 0.5% to about 45% by weight silver, with concentrations of 5 to 35% by weight silver being preferred.

Пропитка выбранной подложки проводится любым из общепринятых способов; например, пропитка избытком раствора, пропитка по влагоемкости, нанесение распылением и т.д. Обычно материал подложки помещают в контакт с серебросодержащим раствором до тех пор, пока достаточное количество раствора не будет абсорбировано подложкой. Предпочтительно, количество серебросодержащего раствора, используемого для пропитки пористой подложки, не больше, чем необходимо для заполнения пор подложки. Можно использовать однократную пропитку или ряд пропиток с промежуточной сушкой или без нее, что частично зависит от концентрации компонента серебра в растворе. Методы пропитки описаны, например, в патентах США №№ 4,761,394, 4,766,105, 4,908,343, 5,057,481, 5,187,140, 5,102,848, 5,011,807, 5,099,041 и 5,407,888. Могут применяться известные в данной области техники методы предварительного осаждения, совместного осаждения и последующего осаждения разных промоторов.The impregnation of the selected substrate is carried out by any of the conventional methods; e.g. excess solution impregnation, moisture capacity impregnation, spray application, etc. Typically, the substrate material is placed in contact with the silver containing solution until a sufficient amount of the solution is absorbed by the substrate. Preferably, the amount of silver-containing solution used to impregnate the porous substrate is not more than is necessary to fill the pores of the substrate. A single impregnation or a series of impregnations with or without intermediate drying may be used, depending in part on the concentration of the silver component in the solution. Impregnation methods are described, for example, in US Pat. Techniques known in the art for pre-precipitation, co-precipitation and post-precipitation of different promoters can be used.

После пропитки подложки серебросодержащим соединением, т.е. предшественником серебра, компонентом рения, компонентом щелочного металла и необязательными другими промоторами, пропитанную подложку обжигают в течение времени, достаточного для превращения серебросодержащего соединения в активные виды серебра и для удаления летучих компонентов из пропитанной подложки с получением предшественника катализатора. Обжиг может быть выполнен нагреванием пропитанной подложки, предпочтительно, постепенно, до температуры в интервале от около 200°C до около 600°C под давлением в интервале от 0,5 до около 35 бар. В общем, чем выше температура, тем короче требуемый период нагревания. Широкий спектр периодов нагревания был предложен в данной области техники; например, в патенте США № 3,563,914 раскрыто нагревание в течение менее 300 секунд, и в патенте США № 3,702,259 раскрыто нагревание в течение от 2 до 8 часов при температуре от 100°C до 375°C, обычно в течение от около 0,5 до около 8 часов. Однако, важно только то, чтобы время нагревание коррелировало с температурой так, чтобы все содержащееся серебро превратилось в активные виды серебра. Для этой цели может применяться непрерывное или ступенчатое нагревание.After impregnation of the substrate with a silver-containing compound, i.e. silver precursor, rhenium component, alkali metal component, and optional other promoters, the impregnated support is fired for a time sufficient to convert the silver-containing compound to active silver species and to remove volatiles from the impregnated support to form a catalyst precursor. The firing may be performed by heating the impregnated substrate, preferably gradually, to a temperature in the range of about 200° C. to about 600° C. under a pressure in the range of 0.5 to about 35 bar. In general, the higher the temperature, the shorter the required heating period. A wide range of heating periods has been proposed in the art; for example, US Pat. No. 3,563,914 discloses heating for less than 300 seconds and US Pat. about 8 hours. However, it is only important that the heating time correlates with the temperature so that all of the silver contained is converted to active silver species. For this purpose, continuous or stepped heating can be used.

Во время обжига пропитанная подложка может подвергаться воздействию газовой атмосферы, содержащей инертный газ или смесь инертного газа с от около 10 ч./млн. до 21% объемных кислородсодержащего окисляющего компонента. Для целей данного изобретения инертный газ определен как газ, который по существу не реагирует с катализатором или предшественником катализатора в условиях, выбранных для обжига. Дополнительную информацию о производстве катализатора можно найти в вышеупомянутой публикации патента США № 2007/0037991.During firing, the impregnated substrate may be exposed to a gas atmosphere containing an inert gas or an inert gas mixture with from about 10 ppm. up to 21% by volume of the oxygen-containing oxidizing component. For the purposes of this invention, an inert gas is defined as a gas that does not substantially react with the catalyst or catalyst precursor under the conditions chosen for firing. Further information on the manufacture of the catalyst can be found in the aforementioned US Patent Publication No. 2007/0037991.

Только для целей иллюстрации, ниже представлены условия, которые часто применяют в современных коммерческих реакторных установках для производства этиленоксида: часовая объемная скорость газа (ЧОСГ) 1500-10000 ч^-1, давление на входе в реактор от 1 МПа до 3 МПа, температура охладителя 180-315°C, уровень превращения кислорода 10-60% и скорость получения ЭО (рабочая скорость) 100-350 кг ЭО/м³ катализатора/ч и изменение концентрации этиленоксида, ΔЭО, от около 1,5% до около 4,5%. Композиция сырья на входе в реактор после завершения запуска и во время обычной работы обычно содержит (в % объемных) 1-40% этилена, 3-12% O₂; 0,2%-10%, предпочтительно, 0,2%-6%, более предпочтительно, 0,2%-5% CO₂; 0-5% этана, некоторое количество одного или более хлоридных модераторов, которые описаны здесь; и оставшуюся часть сырья составляют аргон, метан, азот или их смеси.For illustrative purposes only, the following conditions are often used in modern commercial ethylene oxide reactor plants: gas hourly space velocity (GSP) 1500-10000 h ^-1 , pressure at the reactor inlet from 1 MPa to 3 MPa, coolant temperature 180 -315°C, oxygen conversion rate 10-60% and EO production rate (operating rate) 100-350 kg EO/m ³ catalyst/h and change in ethylene oxide concentration, ΔEO, from about 1.5% to about 4.5% . The feedstock composition at the reactor inlet after startup is complete and during normal operation typically contains (in % by volume) 1-40% ethylene, 3-12% O ₂ ; 0.2%-10%, preferably 0.2%-6%, more preferably 0.2%-5% CO ₂ ; 0-5% ethane, some of one or more chloride moderators as described herein; and the rest of the raw material is argon, methane, nitrogen, or mixtures thereof.

Claims

1. A method for obtaining an enriched ethylene oxide stream, comprising the steps:

(a) obtaining a stream of water from the enrichment cycle containing ethylene oxide, methane and ethylene, which contains from 1.5 to 4 mol.% ethylene oxide;

(b) separating, in the flash drum, the dissolved light gas vapor from the water stream from the enrichment cycle;

(c) directing upward a vapor of the dissolved light gas through an opening in the flash drum allowing fluid communication with an absorber mounted on the top surface of the flash drum to form a stream from the top of the absorber;

(d) pumping water from the enrichment cycle from the bottoms of the flash drum to the stripper; And

(e) separating in the stripper the water from the enrichment cycle into: (1) an enriched stripper overhead stream containing at least 40 mole % ethylene oxide; and (2) a lean aqueous cycle solution in the stripper bottoms containing 1 to 50 molar ppm ethylene oxide,

moreover, the pressure in the desorber is from 2 to 6 atm and where the temperature in the cubic part of the desorber is from 100 to 200°C.

2. The method of claim 1 wherein the dissolved light gas vapor contains methane, ethylene and oxygen.

3. The method according to p. 1, where the pressure in the evaporation drum is from 1 to 3 atm.

4. The method according to claim 1, where the water from the enrichment cycle in the VAT residue of the evaporation drum contains from 1.5 to 4 mol.% ethylene oxide.

5. The method of claim 1, wherein the water from the enrichment cycle is preheated between the flash drum and the stripper.

6. The method according to claim 1, where the cross section of the absorber matches the shape of the hole in the evaporation drum.

7. The method of claim 1, wherein the absorber further comprises a downstream wash to absorb ethylene oxide vapor.

8. The process of claim 1 wherein the rich stream from the top of the stripper contains at least 50 mole % ethylene oxide.