TWI410411B - 自氧供給線移除微粒固體的濕式洗氣技術 - Google Patents

Description

自氧供給線移除微粒固體的濕式洗氣技術 發明領域

本發明大致上係關於由含氧氣流與含烴氣流之混合物製造氣體之系統。本發明有用之實例為用於環氧乙烷之工業製造之系統。

發明背景

化學化合物環氧乙烷(化學式C₂ H₄ O)為用於乙二醇(汽車抗凍劑之主要組分)及其它化學品之製造上的中間物之一種重要工業用化學品。環氧乙烷也用作為食物及醫療器材之消毒劑。環氧乙烷於室溫為無色可燃性氣體，而可冷卻及呈液體儲存。

環氧乙烷首度於第一次世界大戰期間作為乙二醇及化學武器芥子氣之前驅物而具有工業重要性。1931年法國化學家Lefort發現使用銀作為催化劑而由乙烯及氧直接製備環氧乙烷。1940年以來幾乎全部工業上製造的環氧乙烷皆係使用此種方法製造。

於目前工業方法中，當乙烯(CH₂ =CH₂ )與氧氣(O₂ )於200-300℃以銀催化劑反應時製造環氧乙烷，銀催化劑顯示有大型銀奈米粒子支載於氧化鋁上。典型地，也包括化學改性劑諸如氯氣。所使用之壓力約為1-2MPa。本反應之化學方程式為：

CH₂ =CH₂ +1/2O₂ →C₂ H₄ O

於環氧乙烷之製造系統中，使用氣體混合器來恰在存在有銀催化劑之反應室上游混合烴氣流與氧氣流。氣體混合器典型係以容器或管子形式組成。容器包括兩種氣體各自之進氣歧管。容器偶爾係由含有烴氣流之主外管及含有氧氣流之內部同心管或「指狀構造」所組成。混合係發生於內管結束該點，於該處由指狀構造流出的氧氣會合於外管內部流動的烴氣主氣流。此種基本設計係說明於美國專利3,706,534。

業界長久以來已經瞭解於氣體混合器內含烴氣流組合氧氣流之該點，含烴氣流(例如含有乙烯混合其它烴氣之氣流)有點火的風險。點火可能發生於烴氣流或氧氣流中所挾帶之粒子(例如一塊砂、鐵鏽或管子積垢)時，或當氧氣流碰撞混合器之金屬面，例如混合器器壁時發生點火，因而產生火花。若火花係發生於高度可燃區段例如位於或接近於兩種氣流混合點之烴氣流中，則可能出現點火。點火損傷氣體混合器，同時也需中斷製造過程來遏止點火以及允許氣體混合器冷卻隨後重新開始製造過程。可燃區侷限於兩種氣體之混合區段。含烴氣體及反應器進料摻合物係低於氧氣可燃性下限，亦即含量過高而無法燃燒。

業界已經做出多種氣體混合器設計。其中部分設計特別係針對降低烴氣流與氧氣流之點火風險。已知之先前技術除了前述’534專利案之外，包括下列專利文獻：U.S.4,573,803；U.S.3,702,619；U.S.4,256,604；U.S.4,415,508；U.S.6,657,079；U.S.2003/0021182；U.S.3,518,284；U.S.4,390,346；U.S.3,237,923；U.S.3,081,818；U.S.2,614,616；及U.S.6,840,256。

含有粒子之氧供應管線可能造成點火風險。風險包括砂粒、粉塵、金屬、及部分氧化的金屬粒子，但其它惰性污染物也可能造成危險。於一個極端下，大型粒子約100微米至2000微米之撞擊可能造成氧氣管路、閥門、及流量控制設備點火。於另一個極端情況下，尺寸約5-1000微米之小型粒子可能於部分氧化方法諸如環氧乙烷與二醇之部分氧化法，或使用高度純氧之相關部分氧化法之混合器內引發點火。常見實務係於氧供給線內使用粗濾器來移除大型粒子。如此並未移除可能造成混合器火警的小型粒子。低抵約10微米之小型粒子可使用細濾器移除，但可能引發其它問題。過濾器容易堵塞，而由於自燃或摩擦生熱有點火的風險，可能於氧供給線造成火警。後者典型係由於隨著時間的經過組件的維修不良或組件鬆脫造成過濾器之金屬組件摩擦所致。

此外，目前過濾及粗濾器實務堆積且濃縮污染物於裝置內。也需要定期清潔及移除所捕捉的微粒。打褶的金屬、陶瓷、或礦物絨過濾元件可收集微粒。經常過濾器外殼含有以平行流徑操作之多個過濾元件。當過濾器收集足量材料時，目前的實務係短時間關閉工廠來清潔過濾元件。濃縮微粒可能成為氧氣火警的點火來源。此等手動操作造成人員暴露於風險之下。此外，移除尺寸較小的微粒諸如5-30微米範圍之微粒需要更複雜且更昂貴的過濾裝置。

其它感興趣之先前技術包括針對濕式洗氣技術之下列專利案：U.S.6,231,648；U.S.4,012,469；U.S.5,178,654；及U.S.5,250,267。至目前為止濕式洗氣器已經用於若干應用用途，包括採礦、半導體製造、及其它，諸如從欲釋放入環境中之空氣供應源移除煤塵、有毒氣體或可燃氣體或其它污染物諸如硫化合物。就發明人瞭解，先前未曾採用濕式洗氣技術於環氧乙烷或相關的製造系統。

本揭示可解決業界長久以來已知之需求，對於氧供給線中移除尺寸低抵約5微米之粒子，同時不濃縮粒子且避開於氧供應管線中之過濾器堵塞或點火問題尋求解決之道。此外，使用本揭示之特徵之製造系統可避免製程停機來處理篩網或過濾器上堆積微粒之需要。此外，提供去除微粒物質之方法而未堆積可能於氧供給線構成火警材料來源之材料堆積。

發明概要

本揭示係針對使用含氧氣體或富含空氣之供應源用於工業製造之系統。本發明之特徵在於於氧供給線使用一個或多個濕式洗氣系統俾由氧氣流中移除粒子。濕式洗氣系統將此等粒子轉移至水相。特定言之，濕式洗氣技術藉擴散及衝擊而將固體粒子由氣相轉移至水膜及水相。粒子變成挾帶於流經濕式洗氣器之水中且從該濕式洗氣器呈懸浮液被移除。如此提供一種環境，此處氧氣流變成大致上不含微粒而未於部分氧化程序諸如環氧乙烷之製造程序中增加氣體混合器火警的可能。粒子係於水相中而由系統中移除。經由使用過濾器之組合去除大型粒子而由系統中移除粒子且掃除該洗氣流體來去除小型粒子，管理於較佳洗氣液體亦即水中之微粒濃度。水可單次通過濕式洗氣器，或水可於循環回路中伴以適當掃除及過濾循環水而通過濕式洗氣器。

本發明之一項主要應用為環氧乙烷製程，其中氧係於中等壓力(約20巴)混合含乙烯及其它氣體之循環可燃性氣體。同理，本發明可應用於使用純氧或富含氧氣之空氣供應源之其它部分氧化方法。

本發明經由移除氧供應源中所挾帶之微粒物質之點火源而大為改良氧氣注入氣體混合器中之乙烯循環流中之氧氣注入系統的安全性。水洗氣作為微粒移除類別之優點在於由於微粒被移除且未曾被濃縮故可優異地用來耦合至環氧乙烷製程(及其它烴/氧氣體混合製程)。如前文說明，目前之最佳實務係於輸入的氧氣供應源使用過濾器。但此等過濾器收集且濃縮微粒，微粒的本身係造成點火事件的起因。將濕式洗氣器耦合至氧供應源可免除於氧供給線中之過濾器的需求，因而免除相關聯之問題。此外，濕式洗氣器方便設計來移除具有5-1,000微米之範圍大小之微粒，亦即於環氧乙烷氣體混合器中造成特定點火風險之粒子大小。由於此等粒子的移除，故氣體混合器中之點火風險實質降低。

如此，於本揭示之一個面相中，對環氧乙烷製造系統 提供改良，該系統包括用來載運氧氣流之一氧供給線及氧氣混合乙烯氣體之一氣體混合器，改良部分包含於氧供給線中設置濕式洗氣器，濕式洗氣器從氧氣流中移除微粒狀物質，其中已經經過洗氣之氧氣(不含微粒)供給該氣體混合器。

於另一個面相中，提供一種混合氧氣與烴氣之方法，包含下列步驟：於濕式洗氣器中濕式洗氣該氧氣；由濕式洗氣器供給氧氣至氣體混合器；及於該氣體混合器中混合氧氣與烴氣。

多種濕式洗氣器組成適合用於本發明之方法。將詳細說明若干較佳組成。此等組成包括填充塔型、泡罩型、噴射器及噴氣型濕式洗氣器。

圖式簡單說明

第1圖為一種於該氧供給線中有一濕式洗氣器、一氣體混合器、及於該氣體混合器下游有一反應室之一種氣體製造系統之略圖。第1圖之系統可用於環氧乙烷之工業製造。

第2圖為第1圖之濕式洗氣器之一個實施例之進一步細節說明，該濕式洗氣器為「填充塔」型濕式洗氣器。

第3圖為第1圖之濕式洗氣器之另一個實施例之進一步細節說明，該濕式洗氣器為「泡罩」型濕式洗氣器。

第4圖為第1圖之濕式洗氣器之另一個實施例之進一步細節說明，該濕式洗氣器為「噴氣器」型濕式洗氣器。

第5圖為第4圖之噴氣器之平面圖。

較佳實施例之詳細說明

第1圖為製造系統10之略圖，用於說明目的而非限制性，該製造系統為環氧乙烷製造系統。本發明之原理可應用至其它製造系統，由後文說明將更為彰顯。

製造系統10包括由一來源(圖中未顯示)攜帶氧氣流之氧供給線12。該氧供給線包括典型於5-1000微米尺寸範圍之挾帶的微粒物質，諸如砂粒、鐵鏽、管路積垢。系統可包括最佳管線內粗濾器(圖中未顯示)來去除極大型粒子或外來物質。製造系統10具有一濕式洗氣器14，濕式洗氣器14之功能係由氧氣流中移除於給定大小範圍(於一個實施例中為5-1000微米)之大部分或更加為實質上全部微粒物質。已洗氣之氧氣順著管路16供給氣體混合器20。管路16較佳係由防積垢且防蝕材料諸如不鏽鋼或蒙鎳合金(Monel)所製成。

第二管子18攜帶含烴氣流至氣體混合器20。含烴氣流(含有乙烯氣體且於本實例中可能含有其它烴氣)於氣體混合器20中混合氧氣流。所得混合氣體進給含催化劑之反應室22。於反應室22中兩種氣體間進行反應。所得反應產物(例如環氧乙烷(「EO」))由反應室22進給至回收列車及儲存設施或下游反應器或製造設施。反應室22(或下游反應設施)可包括環氧乙烷回收設施、二氧化碳回收設施、及環氧乙烷純化設施。烴氣由反應室22中回收，透過管線23循環至混合器24，於該處順著管線23混合乙烯氣體。如此於管線18注入氣體混合器20之氣體於本實例中含有乙烯氣體及其它烴氣。

於氧供給線12中使用濕式洗氣器14可克服業界多年來困難的問題。特別可達成由氧供給線移除粒子之目的，同時不會濃縮粒子，且避免於氧供給線12中之過濾器堵塞或點火的問題。此外，濕式洗氣器14連續執行洗氣工作，避免系統關機來處理篩網或過濾器上堆積的微粒之需要。此外，由氧氣進氣中去除微粒物質，不會累積於氧供給線12中造成火警之「點火」材料來源物質。

濕式洗氣器組成之特定細節依據牽涉之特定工業方法之需求或要求可有寬廣變化。適合用於本揭示之微粒系統之濕式洗氣器已經經過徹底研究。若干明確記載之微粒移除用之濕式洗氣器系統說明於Armin Burkholz的書籍「小液滴分離」，VCH出版社，紐約(1989年)，第11-16圖，該文以引用方式併入此處。此等系統包括填充塔型、噴射型洗氣器、渦旋型洗氣器、旋轉型洗氣器及細腰管型洗氣器系統。單純填充塔方便設計對每立方厘米2.4克粒子密度，達成大於1.5微米直徑粒子之95%移除。Burkholz書籍第11-17圖顯示不同型洗氣器於1巴(絕對)壓力下用於該種粒子密度之粉塵粒子的實驗性分選分離效率曲線。

濕式洗氣器系統將微粒物質移轉至流經濕式洗氣器14之水流。微粒物質可由液體中掃除或過濾去除。於濕式洗氣器之啟動及關機相關聯有若干操作複雜度。此外，水流將被超氧合，如此選用於濕式洗氣器之合金必須可對抗於此種環境中的腐蝕。較佳用於濕式洗氣器之水為經調理之水，其中溶鹽由水中實質上移除。例如，經調理之水為水蒸氣冷凝物(蒸餾水)。

濕式洗氣器14可包括下列元件：一系統氧進給源、一濕式洗氣微粒移除裝置(填充塔、噴射型洗氣器、細腰管型洗氣器或其它裝置、一水循環幫浦、移除大型粒子之一粗濾器(任選的)、一洗氣液體(水且特別以經調理水為佳)進給源、及含微粒物質之一水掃除器。小型粒子可使用經掃除之液體而攜帶出系統，該經掃除之液體視需要可經過濾。此種系統要求高度可靠度，因此由於複雜度低且由於不存在有活動部件，故若干微粒移除技術為較佳，而其它技術用於本應用用途大為不利。旋轉洗氣器為不利辦法之一個實例，原因在於此種洗氣器中所使用的旋轉接觸器裝置的機械複雜。

用於環氧乙烷製造系統之微粒移除之典型方法要求係於20-25巴之操作壓力下移除於5微米至1000微米之尺寸範圍之粒子。此項要求提示較低機械密集/複雜度裝置諸如填充塔、托盤塔、或噴射型洗氣器可以最高可靠度達成期望的功效。

本發明人對濕式洗氣器進行實驗性測試結果對濕式洗氣器之較佳設計獲得若干額外的透視。

首先，極小型粒子顯然本身可附著於洗氣器容器之寂靜(低流速)區段，諸如附著於容器壁上。隨著時間的經過，此等粒子可能累積至夠大質量因此由容器壁形成小滴落下。可能當相對大質量之粒子由表面脫落或落下時有若干粒子將從洗氣器中逃離。為了對抗此種現象，可結合額外特徵至洗氣器，包含噴嘴之內部網路，噴嘴藉水供應管連接，允許洗滌水視規定基準或視需要而噴灑來洗滌最可能堆積小型粒子的洗氣器容器之內壁。此等位置可於容器設計過程中識別來允許噴灑噴嘴的數目及噴灑方向調整為最佳化。

其次，為了進一步減少小型粒子於水霧中由洗氣器逃離，或小型粒子被挾帶離開洗氣器頂端，可對洗氣器增加另一項任選的結構為於洗氣器容器頂端(蒸氣出氣口)有一水霧去除器或循環分離器。適當水霧去除器可由線網或由金屬葉片所製成。

第三，發明人發現顯然極小型(<100微米)粒子可堆積於水面上之薄膜(例如後文討論第3圖或第4圖之設計)。此項觀察結果導致洞悉經由於洗氣水中添加小量界面活性劑(<500ppmw)經由維持極小型粒子於洗氣水中呈懸浮液，可促進極小型粒子的移除。界面活性劑須與氧氣流於化學上可相容。

實例1

第2圖為第1圖之濕式洗氣器14之一個實施例之進一步細節說明，濕式洗氣器為「填充塔型」濕式洗氣器。

第2圖之濕式洗氣器包括含有填充材料56(最佳為陶瓷但視需要可含有金屬)之一容器30及一水循環回路32。該水循環回路32包括一幫浦34、一循環管線36、一粗濾器38、一進氣管線40及一水入口42。水向下流經填充材料56。所挾帶之微粒狀物質以水收集且經水出口44移出。管線45攜帶水至一混合點48，於該處順著管線46攜帶的補充水混合來自於管線45之水。循環幫浦34將水循環通過水循環回路32。管線60為排放粒子之掃除管線。

容器30包括接納來自於供給管12之氧氣之一氧進給進氣口50及供給乾淨的氧氣至出氣管16之一乾淨氧氣出氣口54，將該氧氣供給至第1圖之氣體混合器20。較佳出氣口54係儘可能合理可行地短而密閉耦合至氧氣/循環氣體混合器20及管路16，濕式洗氣系統之出氣口54與混合器20之間只有隔離閥及流量調節閥。

如所說明，於水循環回路32中循環的水較佳為乾淨的已經過濾且已經經過去離子之調理水，其中溶鹽已經從水中實質上移除，諸如得自水蒸氣冷凝之水(蒸餾水)。

於填充塔型洗氣器(第2圖)之商業規模實務中，於20-25巴壓力約50,000千克/小時約+99%純度氧氣進給通過濕式洗氣器容器30。此種氧氣含有微粒狀雜質諸如鐵鏽、管垢、及砂粒，具有粒徑由1微米至1000微米直徑。於容器30之進氣口50之任選的粗濾器(圖中未顯示)可去除粗略尺寸過大的外來物質。順著管線46之補充水可滿足需求，以水蒸氣飽和離開系統之氧氣來補充被掃除的液體。被掃除的液體流於水中攜帶0.1%至1%濃度之微粒。填充床56之設計遵照已知實務，結果導致約1米之管柱直徑。於本組態中，顯示用於填充塔之循環幫浦34，該填充塔具有使用10毫米至20毫米陶瓷鞍或不鏽鋼鞍作為填充材料56之1米填充深度。於液體循環管線36中之任選的粗濾器38將捕捉可能造成填充材料穢垢之大型粒狀物。調理水諸如經拋光之水蒸氣冷凝物由於含極小量溶鹽故為較佳洗氣液體。

第2圖之設計也裝配有洗滌容器30內壁之噴灑噴嘴、於出氣口54之一水霧去除器及/或洗氣水可藉與該氧氣流可相容的小量界面活性劑增強。

實例2

第3圖為第1圖之濕式洗氣器14之另一個實施例之進一步細節說明，濕式洗氣器為「泡罩」型濕式洗氣器。

第3圖之設計特點為一種容器30具有用於接納來自於一水供應源80之水入口42，及用於排放掃除水之一水出口44，用於接納來自於管路12之氧進給供應源之一氣體進氣口50，及用於移除已經經過洗氣之氧氣之一氣體出氣口54。容器30包括多個泡罩72，基本上泡罩有小型開口來允許氧氣進入罩內部。容器30包括呈托盤70形式用於支撐流過泡罩72之水流之水容器。泡罩72透過內部導管(圖中未顯示)接納來自於氣體進氣口50之氧氣。水存在於托盤70上方可完全覆蓋泡罩之高度。氧氣通過泡罩的開口射出，經由泡罩頂上的水流而起泡。於氧氣中所挾帶之微粒物質被水流所捕捉且經由水出口44而從容器30中移除。

托盤70顯示設置於容器30內於支撐泡罩72上方水流74之多個垂直托盤形式。水入口42位於容器30內部於最頂托盤70或於該托盤上方，如第3圖所示。開始時，水74填滿頂托盤70然後從邊緣向下流經降流管76至下方托盤，填滿下方托盤至泡罩72浸沒於水中之高度，流過降流管76至下方托盤等等。最終全部托盤皆以浸沒泡罩的水完全填滿，水堆積於容器30底部之速率為水導入頂部42之速率減水被吸收入氣流中以及從容器導引出之速率。

於商業製造系統之實例中，無水氧氣流以50,000千克/小時速率流入容器30內部。乾淨的經過濾且經調理的水以500千克/小時速率導引入入口42。過量水以約425千克/小時速率於管線82從容器移出，約有75千克/小時水被氧氣吸收。於該具體實施例中，容器高約3米，由不鏽鋼製造，可耐受30巴。泡罩72經密封熔接至托盤70。容器直徑約為1.3米。托盤數目及泡罩數目可改變來達成期望的微粒移除程度。

第3圖之設計具有低液體流量需求，可組成為單次通過系統，亦即水系統中無需任何循環回路。如此產生優於其它濕式洗氣系統之優點。此外，第3圖之設計經濟，容易配合既有的製造系統，複雜度極低，不含活動部件且可靠。該系統也可以5-1,000微米之尺寸大小有效用於洗氣微粒物質。

於一項可能的變化例中，第3圖之實施例經修改而於水系統中包括循環回路。水係由水出口44循環至水入口42，過濾器或粗濾器設置於連接水出口至水入口之管線上。循環回路包括混合點來添加補充水進入回路，彌補於氧氣流中被吸收的水以及水回路中被掃除的任何水。管線82中之掃除流可使用掃除水移除微粒物質。循環回路允許使用更高容量的商用托盤，相對於泡罩設計可縮小管柱直徑。

如同實例1之情況，實例2之設計較佳係將濕式洗氣器14設置接近於氣體混合器20，而濕式洗氣器14之出口至氣體混合器20之入口間只有隔離閥及流量控制閥。

第3圖之設計也裝配有洗滌容器30內壁之噴灑噴嘴、於出氣口54之一水霧去除器及/或洗氣水可藉與該氧氣流可相容的小量界面活性劑增強。

實例3

第4圖為第1圖之濕式洗氣器之另一個實施例之進一步細節說明圖，濕式洗氣器14為噴氣器型濕式洗氣器。第4圖之濕式洗氣器14包括一容器30、供給水至水入口42之一水供應源80、一水出口44及一掃除水之排洩管線82。氧氣由管路12供給噴氣器90。乾淨的經過濾且經調理的水導入容器30內且填裝容器30至可完全覆蓋噴氣器90之高度，如圖所示。噴氣器90係以平面圖顯示於第5圖。噴氣器90包括含有氧氣之中空管92及94之配置。中空管92、94具有小孔徑96，氧氣由於氣壓而於管內通過該等孔徑流動。噴氣器90包括支架98，支架98固定於容器壁來將噴氣器90支撐於容器30內部。由孔隙96流出之氧氣通過水74，挾帶的微粒狀物質轉運至水74。水74中之氣泡大小係與噴氣器之孔口96之孔徑有關。

於商業製造系統之實例中，無水氧氣以50,000千克/小時之速率流入容器30內部。乾淨的經過過濾且經調理之水以500千克/小時速率導入入口42。過量水以約425千克/小時之速率由容器移出，約有75千克/小時水被氧氣吸收且隨氣體由容器中移出。該具體實施例中之容器高約3米寬1.3米且係由設計上可耐受30巴壓力之不鏽鋼製成。

實例3之設計於多項應用也優異，原因在於其設計單純，不含活動部件，無需水循環回路。另一個實施例包括循環回路及過濾器或篩網、彌補混合點及由循環回路中用於移除之掃除水。

如同實例1之情況，實例3之設計較佳係將濕式洗氣器14設置接近於氣體混合器20，而濕式洗氣器14之出口至氣體混合器20之入口間只有隔離閥及流量控制閥。

第4圖之設計也裝配有洗滌容器30內壁之噴灑噴嘴、於容器30頂部之乾淨氧氣出氣口之水霧去除器及/或洗氣水可藉與該氧氣流可相容的小量界面活性劑增強。

由前文討論，須瞭解前文揭示之實例結合第1圖已經驗證一種混合氧氣與含烴氣體之方法，包含下列步驟：於一濕式洗氣器14中濕式洗氣該氧氣；由該濕式洗氣器14供給氧氣至一氣體混合器20及於該氣體混合器中混合該氧氣與含烴氣體。氣體混合器20可呈於先前引述之專利文獻中所述之氣體混合器形式。於一個實施例中，該含烴氣體包含乙烯氣體。至於其它實施例，含烴氣體含有甲烷氣體或氮氣鎮流氣體。但該方法可結合使用其它烴氣之其它方法使用。該方法之較佳實施例提供於濕式洗氣器中具有5-1,000微米之範圍微徑之微粒物質的移除。

即使更概略言之，本揭示之特徵提供具有載有氧氣流至一氧供給線之任一種部分氧化系統(其中環氧乙烷之製造系統指示一個實例)之改良。改良部分包括於氧供給線中設置一濕式洗氣器，該濕式洗氣器由氧氣流中移除微粒物質。

用於本揭示之濕式洗氣器中之水典型係於周圍溫度。

雖然已經以特定細節說明目前較佳之實施例，但未悖離本發明之範圍可做出所揭示之實施例之其它變化例。有關本發明之範圍之問題可經由參考隨附之申請專利範圍確定。

10．．．製造系統、環氧乙烷製造系統

12．．．氧供給線

14．．．濕式洗氣器

16．．．管路

18．．．第二管路

20．．．氣體混合器

22．．．反應室

23，25，45，46，60．．．管線

24，48．．．混合器

30．．．容器

32．．．循環回路

34．．．幫浦

36．．．循環管線

38．．．粗濾器

40．．．進氣管線

42．．．水入口

44．．．水出口

50．．．氧氣進給入口

54．．．乾淨氧氣出口

56．．．填充床、填充材料

70．．．托盤

72．．．泡罩

74．．．水流

76．．．降流管

80．．．水供應源

82．．．管線、掃除水排洩管線

90．．．噴氣器

92、94．．．中空管

96．．．孔口、孔隙

98．．．支架

第1圖為一種於該氧供給線中有一濕式洗氣器、一氣體混合器、及於該氣體混合器下游有一反應室之一種氣體製造系統之略圖。第1圖之系統可用於環氧乙烷之工業製造。

第2圖為第1圖之濕式洗氣器之一個實施例之進一步細節說明，該濕式洗氣器為「填充塔」型濕式洗氣器。

第3圖為第1圖之濕式洗氣器之另一個實施例之進一步細節說明，該濕式洗氣器為「泡罩」型濕式洗氣器。

第4圖為第1圖之濕式洗氣器之另一個實施例之進一步細節說明，該濕式洗氣器為「噴氣器」型濕式洗氣器。

第5圖為第4圖之噴氣器之平面圖。

10．．．製造系統、環氧乙烷製造系統

12．．．氧供給線

14．．．濕式洗氣器

16．．．管路

18．．．第二管路

20．．．氣體混合器

22．．．反應室

23．．．管線

24．．．混合器

25．．．管線

Claims (30)

1. 一種用於環氧乙烷之製造的系統，該系統包括：一氧供給線，用於攜載一含氧氣體流；一設置於該氧供給線中之濕式洗氣器，該濕式洗氣器移除存在於該含氧氣體流中之微粒物質，從而產生已洗氣的氧氣供給；及一氣體混和器，其接納該等已洗氣氧氣並將已洗氣氧氣與含環氧乙烷氣體混和。
2. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該濕式洗氣器包含一填充塔型濕式洗氣器。
3. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該濕式洗氣器包含一泡罩型濕式洗氣器。
4. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該濕式洗氣器包含一噴氣器型濕式洗氣器。
5. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該濕式洗氣器包含一噴射洗氣器。
6. 如申請專利範圍第1-5項中任一項之系統，其中該濕式洗氣器由該含氧氣體移除具有於5-1,000微米之範圍之尺寸之微粒物質。
7. 如申請專利範圍第2項之系統，其中該填充塔型洗氣器包含：一容器，含有一填充材料、一氧氣進氣口及一乾淨氧氣出氣口；一循環幫浦；及 一水回路，含有藉該循環幫浦所循環之水，該水回路包括該容器、一於該容器上游之粗濾器，及一用於將補充水導入該回路中之混合點。
8. 如申請專利範圍第7項之系統，其中該水包含一其中之溶鹽實質上係自該水中去除之經調理的水。
9. 如申請專利範圍第8項之系統，其中該經調理的水包含水蒸氣冷凝物去離子水。
10. 如申請專利範圍第8或9項之系統，其中該經調理的水係經過濾來去除微粒污染。
11. 如申請專利範圍第3項之系統，其中該泡罩型濕式洗氣器包含：一容器，具有用於接納水供應源之一水入口及用於移除過量水之一水出口，用於接納一氧氣進給供應源之一氣體進氣口及用於移除已洗氣氧氣之一氣體出氣口；於該容器內部之多個泡罩，具有用於支承於該等泡罩上方之水流之水容器結構，其中該等泡罩接納來自於該氣體進氣口之含氧氣體；其中該含氧氣體係通過該等泡罩且冒泡通過流經該等泡罩上方之水，於該含氧氣體中所挾帶之微粒物質係被該水流捕捉且透過該水出口而被移除。
12. 如申請專利範圍第11項之系統，其中該等泡罩係於該容器內設置在多個支承於泡罩上方之水流之垂直堆疊托盤中；其中該水入口係位於容器內於最頂托盤處或其上方；且其中該水容器結構包括多數用來讓水由該等垂直 堆疊托盤中之一個托盤向下流至下一個托盤之降流管。
13. 如申請專利範圍第11或12項之系統，其中該水包含一其中溶鹽實質上係自該水中去除之經調理的水。
14. 如申請專利範圍第13項之系統，其中該經調理的水包含水蒸氣冷凝物去離子水。
15. 如申請專利範圍第14項之系統，其中該經調理的水係經過濾來去除微粒污染。
16. 如申請專利範圍第11項之系統，其中該水係由水出口循環至水入口；且其中一過濾器設置於連結該水出口至該水入口之一管線內。
17. 如申請專利範圍第11項之系統，其中該水係於單次通過循環通過該容器。
18. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該濕式洗氣器係緊密耦合至該氣體混合器。
19. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該濕式洗氣器包括下列至少一者：a)用於噴灑該濕式洗氣器內壁之一個或多個噴灑器，b)於該洗氣器之氧氣出氣口之一水霧去除器，及c)被添加至供給於該濕式洗氣器之水中的一界面活性劑。
20. 一種混合一含氧氣體與一含烴氣體之方法，包含下列步驟：於一濕式洗氣器中將該含氧氣體濕式洗氣以形成已洗氣氧氣；由該濕式洗氣器供給已洗氣氧氣至一氣體混合器； 於該氣體混合器中混合該已洗氣氧氣與該含烴氣體。
21. 如申請專利範圍第20項之方法，其中該含烴氣體包含乙烯氣體。
22. 如申請專利範圍第20或21項之方法，其中該濕式洗氣器包含一填充塔型濕式洗氣器。
23. 如申請專利範圍第20或21項之方法，其中該濕式洗氣器包含一泡罩型濕式洗氣器。
24. 如申請專利範圍第20或21項之方法，其中該濕式洗氣器包含一噴氣器型濕式洗氣器。
25. 如申請專利範圍第20或21項之方法，其中該濕式洗氣器包含一噴射洗氣器型濕式洗氣器。
26. 如申請專利範圍第20項之方法，其中該濕式洗氣步驟由該含氧氣體移除具有於5-1,000微米之範圍之尺寸之微粒物質。
27. 如申請專利範圍第20項之方法，其中水循環通過該濕式洗氣器，且其中該水包含一其中溶鹽實質上係自該水中去除之經調理的水。
28. 如申請專利範圍第26項之方法，其中該經調理的水包含水蒸氣冷凝物去離子水。
29. 如申請專利範圍第20項之方法，其中該濕式洗氣器包括下列至少一者：a)用於噴灑該濕式洗氣器內壁之一個或多個噴灑器，b)於該洗氣器之氧氣出氣口之一水霧去除器，及c)被添加至供給於該濕式洗氣器之水中的一界面 活性劑。
30. 一種具有氧供給線之部分氧化系統，該氧供給線攜載一含氧氣體流，在該系統中，一濕式洗氣器被設置於該氧供給線中，該濕式洗氣器由該含氧氣體流中移除微粒物質。