用于由热-机械集成乙醇物流生产环氧乙烷的方法_4

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烧空气的再循环以稀 释氧气和控制再生的放热性质。在该情况下,反应器入口处的氧含量可以有利地通过增加 空气来调节。再生在大气压力至反应压力之间的压力下进行。
[0086] 再生温度有利地选为400°C_600°C;在再生期间中它可以有利地变化。当不再消 耗氧气时一指示完成焦炭的燃烧,则检测到再生的结束。
[0087] 将从步骤e)的最后绝热反应器得到的流出物任选地送至单相型气体交换器中, 在其中它通过与从步骤d)得到的本身过热的经压缩的进料进行热交换而不冷凝就"降了 温"。
[0088] 随后将所述"降了温的"流出物有利地送至第二气体/液体型交换器,在其中它通 过热交换部分冷凝以汽化所述汽化进料。
[0089] 随后通过与步骤a)期间的乙醇进料进行热交换将所述流出物进一步冷却用于预 加热乙醇进料。
[0090] 分离步骤f) 根据本发明,从步骤e)的最后绝热反应器得到的流出物经过分离步骤f),形成在低于 I. 6MPa,优选低于0. 8MPa的压力下的包含乙烯的流出物和包含水的流出物。
[0091] 分离从步骤e)的最后绝热反应器得到的所述流出物的步骤f)可以有利地使用技 术人员已知的任何方法,例如气体/液体分离区,优选气体/液体分离塔来进行。
[0092] 然后在低于I. 6MPa的压力下包含乙烯的流出物有利地经过压缩。所述压缩使所 述流出物的压力升高至有利地为2-4MPa的压力,其对于它的纯化是必需的。
[0093] 纯化步骤g) 根据本发明,从分离步骤f)得到的包含水的流出物经过纯化步骤g)。纯化步骤g)可 以使用技术人员已知的任何纯化方法来进行。例如,纯化步骤g)可以有利地例如使用离子 交换树脂,通过添加化学试剂,例如氢氧化钠或胺以调节PH和通过添加化学试剂,例如选 自亚硫酸氢盐和表面活性剂的阻聚剂以稳定产物来进行。
[0094] 然后分离至少一个经处理的水的物流和至少一个包含未转化的乙醇的稀释水的 物流。该分离可用于得到无乙醇的经处理的水的物流(小于10wt%的乙醇,优选小于1%), 其限制乙醇的损失,并且该分离可以使用技术人员已知的任何分离方法进行。例如,该分 离可以有利地通过蒸馏,使用分子筛、蒸汽或加热汽提或通过例如使用甘醇酸酯化溶剂 (glycolatedsolvent)的溶剂吸收来进行。
[0095] 包含轻质气体和乙醇,优选乙醛和甲醇的物流也可以有利地被分离并再循环至步 骤f)。
[0096] 根据本发明,将从纯化步骤g)得到的包含乙醇的稀释水的物流再循环至汽化步 骤c)的上游。
[0097] 从步骤g)得到的包含乙醇的稀释水的物流作为热反应稀释剂。
[0098] 压缩步骤h) 根据本发明,从步骤f)得到的包含乙烯的物流然后经过使用技术人员已知的装置来 压缩:离心或容积式压缩机,其任选地具有中间冷却的多级;冷凝液可以有利地与纯化步 骤g)的供料混合。该压缩表示可以使流出物至足够高的压力以允许随后进行的任何纯化 步骤,忽略压力降,纯化步骤的操作压力直接取决于该压缩机。优选地,排气压力足够高以 允许将乙烯直接注入氧化步骤i)。该排气压力为I. 1-5.IMPa,优选1. 6-3. 6MPa。
[0099] 经压缩的物流随后有利地经过使用技术人员已知的方法来纯化,例如通过一个或 多个蒸馏,任选地低温蒸馏,和/或使用树脂型捕捉物质。包含乙烯的物流的纯化取决于它 的目标,例如取决于选择用于氧化步骤i)的技术或取决于不氧化它而生产乙烯(同时生产 环氧乙烷)的可能性或其它方式。
[0100] 氧化步骤i) 根据本发明,将至少部分从压缩步骤h)得到的包含乙烯的物流引导至氧化步骤i)。该 氧化步骤包括一套技术人员已知的设备、催化剂和化学产品,以允许乙烯氧化以形成环氧 乙烧。
[0101] 氧化催化剂有利地基于银并且可以有利地通过控制反应温度和任选地通过使用 甲烷稀释来使反应选择性最佳化。该甲烷可以源自储存或甲烷生产单元。
[0102] 调节这些参数表示可以控制由反应释放的热量,并且因此可以控制通过骤冷流体 的蒸发提取的热和由此该流体在步骤d)中减压和冷凝的机械功率。
[0103] 根据本发明,将乙烯氧化反应的温度通过在一个或多个多管反应器的壳体中的物 流,称为"骤冷流"的汽化控制在l〇〇°C-500°C,优选150°C-300°C,反应在管中进行。骤冷 流优选包含水并可以有利地是工艺水流、蒸馏水流或任何其它含水的物流,其不结垢或仅 轻微结垢。可以例如通过改变一个或多个反应器壳侧的压力来控制反应温度,其具有改变 骤冷流体的汽化温度的作用。
[0104] 氧化步骤i)生产至少一个包含环氧乙烷的流出物和至少一个部分或优选完全汽 化的对应于骤冷流的热流,然后将其引导至压缩步骤d)。
[0105] 骤冷流在压缩步骤d)与氧化步骤i)之间的闭合环路中移动;它表示来自氧化步 骤i)的反应热可用于压缩脱水进料。
[0106] 通常,将由氧化反应产生的蒸汽送至蒸汽回路,如果它的温度允许,在此它可用于 支持其它热设施需要。申请人已经发现所产生的蒸汽的量和品质足够满足压缩步骤d)关 于机械功率的需要,这表示可以实质上降低设施的消耗,和例如当已经从别处满足了热设 施的需要时,提供可行的替代。
【附图说明】
[0107] 图1是在乙醇的浓缩进料情况下,用于乙醇脱水,接着使所生产的乙烯的氧化的 方法的图示,其具有至少一部分在方法的步骤g)期间包含乙醇的稀释水的再循环。
[0108] 将乙醇进料1在交换器a)中用来自脱水步骤e)的通过管道7渗透到交换器中的 流出物预加热。然后将经预加热的乙醇进料通过管道2引入预处理区b)。接着将经预处理 的乙醇进料在管道3中与从分离区g)得到的包含乙醇的稀释水的物流混合,所述稀释水的 物流通过管道16再循环以作为反应稀释剂。将构成汽化进料的该混合物通过管道3引入 汽化步骤c),在其中所述混合物经过与从脱水步骤e)得到的流出物的热交换,该流出物通 过管道23以使得生产经汽化的进料的方式渗透到交换器中。从脱水步骤e)得到的流出物 的潜热,也称为冷凝焓用于汽化所述汽化进料,而不增加外部热量。
[0109] 然后将经汽化的进料通过管道4送至压缩和过热步骤d)。在压缩和过热步骤d) 中,将所述将经汽化的进料压缩和过热,并且使从脱水部分e)得到的呈气态的流出物不需 冷凝就"降了温"。通过由从氧化步骤i)得到的经汽化的骤冷流体组成的物流12供应步骤 d)中压缩必需的功率。然后将经冷凝的骤冷流体通过管道13再循环至氧化步骤i)。
[0110] 然后将所述经汽化、经压缩和过热的进料引入步骤e),在其中它通过加热炉或其 它技术人员已知的设备,以使它达到与脱水反应温度相容的温度。
[0111] 从脱水部分e)得到的流出物随后经过三个连续的以上在步骤d)、c)和a)中描述 的交换。
[0112]通过管道8将从步骤a)得到的流出物送至分离部分f),在其中将它分离成为包含 乙烯的流出物9和包含水的流出物14。
[0113] 通过管线9将包含乙烯的流出物送至压缩和纯化步骤h)。步骤h)可用于使所述 包含乙烯的流出物达到足够用于将其纯化的压力,并优选与氧化部分i)的供料压力相容 的压力。步骤h)也可用于纯化包含乙烯的流出物,其通过分离至少一个包含轻质气体的物 流17和再循环至纯化步骤g)的水和未反应的乙醇的物流18来实现。
[0114] 将从步骤h)得到的包含乙烯的经压缩和经纯化的流出物10送至氧化部分i),其 在此经过转化成为环氧乙烷。步骤i)可用于形成包含环氧乙烷的物流11。步骤i)的反应 热可用于汽化骤冷流体13,所述骤冷流体13然后通过管道12再循环至用于压缩脱水进料 的步骤d)。
[0115] 将从步骤f)得到的包含水的流出物通过管道14送至纯化步骤g)。分离至少一个 包含未转化的乙醇的稀释水的物流16和至少一个经处理的水的物流19。还分离包含轻质 气体和未转化的乙醇的物流21并将其再循环至步骤f)。
[0116] 将全部从纯化步骤g)得到的包含未转化的乙醇的稀释水的所述物流通过管道16 送至汽化步骤c)。
[0117] 以下实施例举例说明本发明而不限制它的范围。 实施例
[0118] 实施例1 :根据本发明 实施例1举例说明根据本发明的方法。
[0119] 通过不使用干磨法提取谷蛋白的小麦的发酵来生产研究中的乙醇进料。
[0120] 步骤a) 将所述乙醇进料以45664kg/h的流速,在1. 15MPa的压力下引入交换器El中并相对 从步骤e)的最后绝热反应器得到的流出物加热至120°C的温度(保持为液相)。
[0121] 步骤b) 使用TA801树脂预处理经加热的乙醇进料以除去痕量的含氮化合物。在该预处理期 间,部分乙醇转化成为DEE。未精制的和经预处理的乙醇进料的特征在表1中给出。
表1 :预处理之前和之后乙醇进料的特征(重量百分数)。
[0122] 步骤c) 将汽化进料在0.37MPa的压力下引入交换器E2中,所述汽化进料由经预处理的乙醇 进料与140970kg/h的经处理的水和根据步骤g)再循环的未转化的乙醇混合组成。汽化 进料在129°C下进入交换器E2并因此已经汽化
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