专利名称：用于脱除烃的两级闪蒸的制作方法
背景技术：
发明领域本发明涉及在环氧乙烷过程的二氧化碳脱除系统中有效脱除烃的两级闪蒸方法，与传统方法相比，该方法明显降低了在碳酸盐脱除系统中脱除一定量的烃所需要的闪蒸气体的量。
现有技术在诸如那些通过用分子氧氧化乙烯生成环氧乙烷的过程中，在氧化过程中也会产生二氧化碳，并且为防止二氧化碳积累必须将二氧化碳分离。
在工业环氧乙烷过程中，二氧化碳的脱除通常是通过热碳酸盐系统来实现的，如US3823222和US4160810中所述。在环氧乙烷脱除后，将来自环氧乙烷反应器的全部或部分富含未反应乙烯的反应气体与碳酸钾和碳酸氢钾溶液接触，从而使碳酸盐与反应气体中的二氧化碳反应，并转变成碳酸氢盐。将得到的富含碳酸氢盐的溶液通过汽提释放出二氧化碳，并将碳酸氢盐转化成碳酸盐以供在该方法中进一步使用从而再生。
该反应气体含有相当浓度的未反应乙烯，并且在吸收二氧化碳的过程中，一定量的未反应乙烯被溶解在吸收溶液中。当直接将该溶液汽提以释放二氧化碳时，在其中溶解的乙烯也与汽提出的二氧化碳一起释放到大气中。由于可向大气中释放的乙烯的量受当地大气污染法规限制，因而这种乙烯的释放是不利的。并且乙烯具有作为原料的价值。因此，需要且希望的是从吸收塔溶液中脱除溶解的乙烯并回收这部分乙烯。
在常规实践中，使用单级闪蒸来闪蒸吸收塔溶液，并使闪蒸蒸汽通过回收压缩机以回收乙烯循环用于该过程。
乙烯排放规定通常仅规定可向大气中排放固定量的乙烯而不管装置的规模如何。因此，随着装置规模的扩大，通常情况是需要脱除的乙烯的百分比随着装置规模的增大而显著增加，从而保持绝对的排放界线。随着脱除百分比的增加，每单位乙烯所要求的闪蒸气体的量也随之增加，并且循环二氧化碳的量也随之增加。
对于大型装置来说，在单级闪蒸系统中循环二氧化碳的量可能超出正常二氧化碳脱除要求的20％，因而与小型装置相比，回收压缩机的规模会大得不成比例。按照本发明，应用两级闪蒸系统可以显著地减小这一问题，从而降低二氧化碳脱除系统的成本以及回收压缩机的成本和能耗。
发明概述按照本发明，在环氧乙烷脱除后，使来自环氧乙烷反应气的热碳酸盐洗涤的吸收塔富液从该吸收塔进入第一闪蒸区，其中大量溶解乙烯、氧和其它气体通过闪蒸从该液体中脱除进入气相，其中所述富液具有高的碳酸氢盐浓度，并且溶有乙烯。将来自第一闪蒸区的液体送至第二闪蒸区，并控制其中的闪蒸条件，以确保在将二氧化碳闪蒸后，使乙烯保留在来自第二闪蒸的液体中，并且当液体被汽提释放二氧化碳后，所述乙烯符合适当的排放规定。
附图简要说明
图1是实施本发明的示意图。
详细描述附图中给出的不是通过乙烯分子氧氧化的传统环氧乙烷的生产过程，不是传统的水洗涤产品环氧乙烷或用热碳酸盐洗涤所得到的反应气体以从中分离二氧化碳的传统洗涤过程。这些是在工业上广泛实施的传统的且公知的过程。
参考附图，使来自吸收塔的、富含碳酸氢盐、并溶有乙烯和氧的热碳酸盐吸收塔溶液通过二氧化碳吸收(未画出)送至第一级闪蒸区或罐(drum)11，并通过管线1引入其中。这种吸收塔液体的温度通常为大约85℃-110℃。在第一级闪蒸区内，将条件适当地保持在一个中间压力，从而使大部分溶解的氧和乙烯及其它溶解气体闪蒸成气相，其中所述中间压力在吸收塔内压力和大气压之间，所述吸收塔的压力一般在约18.5kg/cm2绝压至23.0kg/cm2绝压之间。在第一级闪蒸中描述性的压力范围是2.5-4.5kg/cm2绝压。将来自第一级区的闪蒸蒸汽经管线3脱除，并送至传统回收压缩机20的第二级。使第一级闪蒸蒸汽的压力与回收压缩机的第二级压力相匹配是有利的，但这不是必须的。虽然大部分溶解乙烯在该点被脱除，即至少80％，并且优选至少85％，但在第一级闪蒸中并不控制该脱除操作来满足排放规定。来自第一级闪蒸区11的液体经管线2进入第二级闪蒸区10。在第二级闪蒸区10中，控制压力和闪蒸蒸汽的流量，以确保在蒸汽分离后来自第二闪蒸区的液体中剩余的溶解乙烯在随后的二氧化碳释放过程中由该液体汽提后，满足所要求的规定。对于第二级闪蒸来说，描述性的压力是1.5-2.5kg/cm2绝压。
来自区10的闪蒸蒸汽通过管线4脱除，并优选通过回收压缩机20的第一级用于回收这次闪蒸中的乙烯以及在来自第一区的闪蒸蒸汽中的乙烯。在压缩机20中将闪蒸蒸汽压缩至反应器压力，并通过管线21循环至环氧乙烷反应器(未画出)。
来自第二级闪蒸区10的液体通过管线5进入再生器12，在其中通过传统方法利用由管线7引入的新鲜蒸汽和由管线9引入的来自再沸器13的再沸器蒸汽的组合，从该液体中汽提二氧化碳以及剩余的溶解乙烯。至此来自再生器的贫含碳酸氢盐而富含碳酸盐的液体通过管线8返回吸收塔，进一步用于全过程。二氧化碳与水蒸汽及其它残余乙烯一起通过管线6由再生器12排放到大气中。在该排放气流中排放的乙烯量保持在一定水平以遵守适当法规，其通常少于5.0kg/hr，且经常少于3.0kg/hr。
为了获得最好的结果，可将两级闪蒸的操作条件优化。在优化过程中，首先并且最主要的是来自第二级闪蒸的液体的乙烯含量必须足够低，从而满足环境法规。同时，来自第二级闪蒸的液体必须含有在环氧乙烷反应中形成的全部二氧化碳，以避免二氧化碳的积累。
实施例来自吸收塔的温度约为91℃、压力约为22.8kg/cm2绝压、并含有97kg/hr乙烯的富液，以21700kg-mol/hr的流量通过管线1进入区11，并在第一级闪蒸区11中闪蒸至3.15kg/cm2的绝压。将含有83.1kg/hr乙烯和180kg/hr二氧化碳的349kg/hr的闪蒸气体通过管线3送至回收压缩机20。来自第一级闪蒸的液体仍含有13.9kg/hr乙烯，该值超过2kg/hr的排放界限。通过管线2将温度为91℃的这种液体送至第二级闪蒸区10，该区在2.02kg/cm2绝压下操作。来自第二级的闪蒸气体以120kg/hr的流量被脱除，并且其中含有12.0kg/hr的乙烯以及174kg/hr的CO2。将该闪蒸气体通过管线4送至回收压缩机20。来自第二级闪蒸的液体含有1.9kg/hr的残余乙烯，该含量符合目标排放要求。将该液体送至再生器，其中来自环氧乙烷反应系统的全部二氧化碳10,300kg/hr被脱除，并与1.9kg/hr乙烯一起排入大气中。本发明的这种两级闪蒸过程脱除了总量为95.1kg/hr的乙烯(98.0％)以及循环的354kg/hrCO2或约为CO2总产量的3.4％。对于第一级和第二级闪蒸区的组合来说，回收压缩机系统的流量是589kg/hr。
通过比较，如果乙烯脱除是在单级闪蒸中进行，则需要在1.96kg/cm2的闪蒸压力下闪蒸1782kg/hr，从而满足与两级闪蒸所实现的相同的乙烯排放水平。单级闪蒸系统的回收压缩机所需增加的容量是两级闪蒸系统的3倍。循环的二氧化碳是1230kg/hr，其相对于CO2脱除吸收塔增加12％。
上述实施例用于160,000公吨/年的环氧乙烷装置。随着装置规模增大，这两个系统之间的差别也在增大，以至于很难在排放到大气中的废气中保持每小时固定磅数的乙烯。
权利要求
1.在一种生产环氧乙烷的方法中，其中用碳酸钾洗涤液对来自乙烯分子氧氧化的反应气体进行洗涤，并将富含碳酸氢盐以及溶有乙烯的吸收塔溶液分离，其改进之处在于，包括在第一级闪蒸步骤中将所述吸收塔溶液闪蒸，并将含有大部分在所述吸收塔溶液中溶解的乙烯的蒸汽与含有碳酸氢盐的液体分离，在第二闪蒸步骤中将来自第一闪蒸的液体闪蒸，并将含有乙烯的蒸汽与第二闪蒸液体分离，将在第二闪蒸液体中剩余的乙烯量控制在足够低的水平，从而在处理第二闪蒸液体时满足当地环境排放要求，
2.如权利要求1的方法，其中将由第一和第二闪蒸步骤闪蒸的蒸汽通过回收压缩机进行循环。
全文摘要
将来自环氧乙烷过程的、富含碳酸氢盐和溶解的乙烯的洗涤塔液体(1)在两级(11，10)中进行闪蒸，从而将含有乙烯的蒸汽(3，4)与乙烯含量降低了的富含碳酸氢盐的溶液(2，5)分离。
文档编号C07D301/32GK1512908SQ02811267
公开日2004年7月14日 申请日期2002年5月17日 优先权日2001年6月5日
发明者B·比利希, C·常, B 比利希 申请人:科学设计公司