本发明涉及一种乙烯环氧化制环氧乙烷工艺吸收提纯环氧乙烷的方法。
背景技术：
环氧乙烷(eo)，可以用来合成洗涤剂、非离子型活性剂，也可以用作消毒剂、杀虫剂、谷物熏蒸剂、乳化剂、缩乙二醇类产品，或者用于生产增塑剂、润滑剂、橡胶、塑料等。常用于制备乙二醇作为聚酯纤维的原料。
环氧乙烷装置生产技术成熟，目前主要用于生产乙二醇，工业生产技术主要采用shell、sd、ucc、dow等技术，国内外有多套生产装置，此外，环氧乙烷也是生产碳酸乙烯酯的重要原料。乙烯原料气与空气/氧气混合后进入乙烯氧化反应器，在银催化剂作用下选择性氧化为环氧乙烷，少量乙烯完全氧化为二氧化碳和水。该反应单程转化率极低(不超过20％)，大量乙烯原料气未转化，需要分离纯化后循环回乙烯氧化反应器，同时将反应产物环氧乙烷分离浓缩、提纯。
目前工业上普遍采用吸收达到分离目的，该过程以水为吸收剂，在吸收塔中逆流吸收乙烯氧化反应器出口混合气体中的环氧乙烷，吸收液后进入汽提塔进行汽提解析得到高纯度环氧乙烷，用于后续过程；吸收尾气经过二氧化碳吸收塔除去部分二氧化碳后循环至乙烯氧化反应器。
目前，工业上环氧乙烷吸收的提浓多数采用纯水作为吸收剂，富集液浓度只有2％-3％左右，吸收效果不佳，此外水与eo容易发生反应，稳定性不好，且该吸收过程中溶解度对温度等因素变化敏感，操作弹性小，对下游产品影响较大。
专利us3948621以甲醇作为环氧乙烷吸收剂，用于分离乙烯氧化反应混合气中的环氧乙烷和二氧化碳，优势在于可以降低整个吸收过程的热损失，但缺点在于较高的操作温度下，容易与环氧乙烷反应生成甲基乙二醇醚，对工艺条件要求比较苛刻，操作弹性较小。
专利cn102911137a以碳酸乙烯酯与水的混合液作为环氧乙烷吸收剂，优点在于可以克服纯水做溶剂时吸收能力较差的问题，而以溶液的混合过程本身为熵增过程，实际操作中由于溶剂的损失等原因造成难以稳定操作，同时造成溶剂回收流程复杂困难。
专利us5559255采用碳酸丙烯酯作为吸收剂用于环氧乙烷的吸收，该过程优点在于其比热较小，对环氧乙烷的吸收效果强于纯水，但问题在于碳酸乙烯酯本身对二氧化碳更强的吸收能力，对后续的分离过程不当。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是现有技术中吸收剂吸收能力较差的问题，提供一种新的乙烯环氧化制环氧乙烷工艺吸收提纯环氧乙烷的方法。该方法具有吸收能力较好的优点。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种乙烯环氧化制环氧乙烷工艺吸收提纯环氧乙烷的方法，乙烯环氧化反应器出口混合气进入环氧乙烷吸收塔，与吸收剂逆向接触，吸收混合气中的环氧乙烷；环氧乙烷吸收塔塔顶的吸收尾气经脱吸收剂塔除去吸收剂后进入后续的二氧化碳吸收解析工段或直接进入二氧化碳吸收解析工段；环氧乙烷吸收塔塔釜的吸收液经换热后进入环氧乙烷解析塔，在塔顶得到高纯度的环氧乙烷气体，塔釜的解析贫液经过换热后循环回环氧乙烷吸收塔，作为吸收剂重复利用；其中，所述吸收剂为碳酸酯类，环氧乙烷吸收塔的操作条件：操作温度40-100℃，操作压力为0.1-2.0mpa，液气摩尔比为1:1-8；环氧乙烷解析塔的操作条件：操作温度70-160℃，操作压力为0.01-0.2mpa。
上述技术方案中，优选地，当吸收尾气中吸收剂含量在50-200ppm时，尾气直接进入二氧化碳吸收解析工段；当吸收尾气中吸收剂含量高于200ppm时，尾气经过脱吸收剂罐后再进入二氧化碳吸收解析工段。
上述技术方案中，优选地，碳酸酯类为碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯。
上述技术方案中，优选地，碳酸酯类为碳酸乙烯酯。
上述技术方案中，优选地，脱吸收剂塔的操作条件为：操作温度20-50℃。
上述技术方案中，优选地，环氧乙烷吸收塔的操作条件：操作温度50-80℃，操作压力为0.5-1.2mpa，液气摩尔比为1:2-5；环氧乙烷解析塔的操作条件：操作温度90-130℃，操作压力为0.05-0.15mpa。
上述技术方案中，优选地，环氧乙烷解析塔塔釜的解析贫液与冷却水换热至50～80℃后循环回环氧乙烷吸收塔。
上述技术方案中，优选地，环氧乙烷吸收塔塔釜的吸收液与蒸汽换热至90～130℃后进入环氧乙烷解析塔。
上述技术方案中，优选地，环氧乙烷解析塔塔顶得到环氧乙烷气体的纯度为79.6％～99.5％。
本发明的目的在于提供一种高纯度环氧乙烷的吸收方法，克服目前以水为吸收剂进行环氧乙烷吸收过程吸收能力差的特点，首次提出采用纯碳酸乙烯酯作为吸收剂对环氧乙烷装置中的反应器出口混合气进行吸收精制，从而得到高纯度的环氧乙烷，降低溶剂消耗和能量消耗，还可以避免环氧乙烷与水发生反应，具有吸收剂消耗量少、稳定性好、吸收富集浓度高，操作弹性大等特点，可大幅提高对环氧乙烷的吸收能力，适用于环氧乙烷生产提纯装置，取得了较好的技术效果。
附图说明
图1为本发明所述方法的流程示意图。
图1中，1为环氧乙烷吸收塔，2为环氧乙烷解析塔，3为脱吸收剂塔，4为乙烯环氧化反应混合气进料，5为吸收塔吸收尾气，6为环氧乙烷吸收塔塔釜液，7为解析塔塔顶高浓度环氧乙烷气，8为解析塔解吸贫液，9为解析塔进气，10为脱吸收剂塔塔顶尾气；stm:低压蒸汽；cond:蒸汽凝液；cws:冷却供水；cwr:冷却回水。
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
具体实施方式
【实施例1】
一种乙烯环氧化制环氧乙烷工艺吸收提纯环氧乙烷的方法，如图1所示，乙烯环氧化反应器出口混合气进入环氧乙烷吸收塔，与吸收剂逆向接触，吸收混合气中的环氧乙烷；环氧乙烷吸收塔塔顶的吸收尾气经脱吸收剂塔除去吸收剂后得到循环气，所述循环气进入后续的二氧化碳吸收解析工段；环氧乙烷吸收塔塔釜的吸收液与蒸汽换热至120℃进入环氧乙烷解析塔，在塔顶得到纯度为99.5％的环氧乙烷气体，塔釜的解析贫液与冷却水换热至60℃后循环回环氧乙烷吸收塔，作为吸收剂重复利用。
所述吸收剂为纯碳酸乙烯酯，环氧乙烷吸收塔的操作条件：操作温度58℃，操作压力为1.0mpa，液气摩尔比为1:2；环氧乙烷解析塔的操作条件：操作温度120℃，操作压力为0.1mpa。
吸收尾气中吸收剂含量为117ppm时，尾气直接进入二氧化碳吸收解析工段。
【实施例2】
一种乙烯环氧化制环氧乙烷工艺吸收提纯环氧乙烷的方法，如图1所示，乙烯环氧化反应器出口混合气进入环氧乙烷吸收塔，与吸收剂逆向接触，吸收混合气中的环氧乙烷；环氧乙烷吸收塔塔顶的吸收尾气经脱吸收剂塔除去吸收剂后得到循环气，所述循环气进入后续的二氧化碳吸收解析工段；环氧乙烷吸收塔塔釜的吸收液与蒸汽换热至130℃进入环氧乙烷解析塔，在塔顶得到纯度为96.1％的环氧乙烷气体，塔釜的解析贫液与冷却水换热至70℃后循环回环氧乙烷吸收塔，作为吸收剂重复利用。
所述吸收剂为纯碳酸乙烯酯，环氧乙烷吸收塔的操作条件：操作温度70℃，操作压力为1.2mpa，液气摩尔比为1:3；环氧乙烷解析塔的操作条件：操作温度130℃，操作压力为0.1mpa。
吸收尾气中吸收剂含量为183ppm时，尾气直接进入二氧化碳吸收解析工段。
【实施例3】
一种乙烯环氧化制环氧乙烷工艺吸收提纯环氧乙烷的方法，如图1所示，乙烯环氧化反应器出口混合气进入环氧乙烷吸收塔，与吸收剂逆向接触，吸收混合气中的环氧乙烷；环氧乙烷吸收塔塔顶的吸收尾气经脱吸收剂塔除去吸收剂后得到循环气，所述循环气进入后续的二氧化碳吸收解析工段；环氧乙烷吸收塔塔釜的吸收液与蒸汽换热至120℃进入环氧乙烷解析塔，在塔顶得到纯度为94.7％的环氧乙烷气体，塔釜的解析贫液与冷却水换热至60℃后循环回环氧乙烷吸收塔，作为吸收剂重复利用。
所述吸收剂为纯碳酸丙烯酯，环氧乙烷吸收塔的操作条件：操作温度60℃，操作压力为0.5mpa，液气摩尔比为1:2；环氧乙烷解析塔的操作条件：操作温度120℃，操作压力为0.1mpa。
吸收尾气中吸收剂含量为286ppm时，尾气经过脱吸收剂罐后再进入二氧化碳吸收解析工段。脱吸收剂塔的操作条件为：操作温度45℃，操作压力0.1mpa。
【实施例4】
一种乙烯环氧化制环氧乙烷工艺吸收提纯环氧乙烷的方法，如图1所示，乙烯环氧化反应器出口混合气进入环氧乙烷吸收塔，与吸收剂逆向接触，吸收混合气中的环氧乙烷；环氧乙烷吸收塔塔顶的吸收尾气经脱吸收剂塔除去吸收剂后得到循环气，所述循环气进入后续的二氧化碳吸收解析工段；环氧乙烷吸收塔塔釜的吸收液与蒸汽换热至120℃进入环氧乙烷解析塔，在塔顶得到纯度为93.2％的环氧乙烷气体，塔釜的解析贫液与冷却水换热至70℃后循环回环氧乙烷吸收塔，作为吸收剂重复利用。
所述吸收剂为纯碳酸丙烯酯，环氧乙烷吸收塔的操作条件：操作温度70℃，操作压力为1.0mpa，液气摩尔比为1:3；环氧乙烷解析塔的操作条件：操作温度120℃，操作压力为0.1mpa。
吸收尾气中吸收剂含量为273ppm时，尾气经过脱吸收剂罐后再进入二氧化碳吸收解析工段。脱吸收剂塔的操作条件为：操作温度45℃，操作压力0.1mpa。
【实施例5】
一种乙烯环氧化制环氧乙烷工艺吸收提纯环氧乙烷的方法，如图1所示，乙烯环氧化反应器出口混合气进入环氧乙烷吸收塔，与吸收剂逆向接触，吸收混合气中的环氧乙烷；环氧乙烷吸收塔塔顶的吸收尾气经脱吸收剂塔除去吸收剂后得到循环气，所述循环气进入后续的二氧化碳吸收解析工段；环氧乙烷吸收塔塔釜的吸收液与蒸汽换热至130℃进入环氧乙烷解析塔，在塔顶得到纯度为88.6％的环氧乙烷气体，塔釜的解析贫液与冷却水换热至50℃后循环回环氧乙烷吸收塔，作为吸收剂重复利用。
所述吸收剂为纯碳酸乙烯酯，环氧乙烷吸收塔的操作条件：操作温度50℃，操作压力为0.5mpa，液气摩尔比为1:3；环氧乙烷解析塔的操作条件：操作温度130℃，操作压力为0.15mpa。
吸收尾气中吸收剂含量为165ppm时，尾气直接进入二氧化碳吸收解析工段。
【实施例6】
一种乙烯环氧化制环氧乙烷工艺吸收提纯环氧乙烷的方法，如图1所示，乙烯环氧化反应器出口混合气进入环氧乙烷吸收塔，与吸收剂逆向接触，吸收混合气中的环氧乙烷；环氧乙烷吸收塔塔顶的吸收尾气经脱吸收剂塔除去吸收剂后得到循环气，所述循环气进入后续的二氧化碳吸收解析工段；环氧乙烷吸收塔塔釜的吸收液与蒸汽换热至120℃进入环氧乙烷解析塔，在塔顶得到纯度为97.6％的环氧乙烷气体，塔釜的解析贫液与冷却水换热至60℃后循环回环氧乙烷吸收塔，作为吸收剂重复利用。
所述吸收剂为纯碳酸乙烯酯，环氧乙烷吸收塔的操作条件：操作温度50℃，操作压力为1.0mpa，液气摩尔比为1:5；环氧乙烷解析塔的操作条件：操作温度120℃，操作压力为0.1mpa。
吸收尾气中吸收剂含量为136ppm时，尾气直接进入二氧化碳吸收解析工段。
【比较例】
按照现有技术方法：以纯水为吸收剂，乙烯环氧化反应器出口混合气进入环氧乙烷吸收塔，与吸收剂逆向接触，操作温度30～40℃，操作压力0.5～1.5mpa，液气摩尔比为1:3，塔底富集液进入环氧乙烷解析塔进行解析操作，操作温度60～100度，操作压力0.05～0.1mpa。
得到99.5％的环氧乙烷。该过程中温度对吸收结果影响较大，操作弹性较小，且易发生反应产生乙二醇等杂质。
相较于以水进行环氧乙烷的吸收，碳酸乙烯酯作为吸收剂进行吸收操作可以降低溶剂消耗量20～30％，此外同时提高环氧乙烷的富集浓度达到3～5％，减少循环吸收剂的用量，从而达到降低能耗的目的。