一种采用空气氧化法生产环氧乙烷的方法
【专利摘要】本发明公开了采用空气氧化法生产环氧乙烷。空气经除去灰尘进入空气洗涤塔，塔中部加入10%氢氧化钠水溶液，净化后的空气去混合器与第一吸收塔顶排出的循环气混合后，再于混合器与新鲜乙烯混合。原料气经循环压缩机加压，与第一反应器出料换热，升温至230℃后进第一反应器。反应后的气体经与原料气换热降温后，进入吸收塔，在2MPa压力下用水吸收环氧乙烷。重新进入第一反应器。第二反应器同样为列管式固定床反应器。反应后的气体经换热降温后，进入第二吸收塔，用水吸收环氧乙烷。在环氧乙烷解吸槽中解吸出来，吸收液经换热后进入环氧乙烷精馏塔精制得到高纯度的环氧乙烷产品。
【专利说明】一种采用空气氧化法生产环氧乙烷的方法
【技术领域】
[0001]本发明采用空气氧化法生产环氧乙烷。该法能充分利用能量，降低环氧乙烷生产成本，保护环境。
【背景技术】
[0002]采用乙烯直接氧化法也可生产环氧乙烷。乙烯直接氧化法又分为空气氧化法和氧气氧化法。由于氧气氧化法具有环氧乙烷收率高、成本低、装置投资少等优点，逐渐取代了空气法而成为占绝对优势的工业生产环氧乙烷的方法。氧化法因催化剂及工艺不同而有不同技术，但采用shell、halcon-sd及UCC三家公司技术的装置生产的环氧乙烧占世界环氧乙烷产量的85%。
[0003]乙烯直接氧化法生产环氧乙烷，无论以空气作为氧化剂或纯氧气作为氧化剂，Shell、halCOn-sd及UCC等不同公司的技术大同小异。主要由以下几部分构成。即补充的新鲜氧化剂及乙烯与循环气的混合、乙烯在催化剂存在下进行氧化反应生成环氧乙烷，环氧乙烷的吸收外资与解吸，环氧乙烷的提浓与精馏，循环气中二氧化碳的吸收与分离等。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的问题在于，克服现有技术的不足，提供一种采用空气氧化法生产环氧乙烷的方法，其特征在于空气经除去灰尘等机械杂质进入空气压缩机压缩后进入空气洗涤塔，塔中部加入10%氢氧化钠水溶液，碱洗后的空气去洗涤塔上部用水除去夹带的碱液。净化后的空气去混合器与第一吸收塔顶排出的循环气混合后，再于混合器与新鲜乙烯混合；原料气经循环压缩机加压，与第一反应器出料换热，升温至230°c后进第一反应器；反应后的气体经与原料气换热降温后，进入第一吸收塔，在2MPa压力下用水吸收环氧乙烷。循环气的绝大部分(约90%)与新鲜乙烯混合，重新进入第一反应器；第二反应器同样为列管式固定床反应器；反应后的气体经换热降温后，进入第二吸收塔，用水吸收环氧乙烷；由第一吸收塔和第二吸收塔得到的环氧乙烷仍含少量二氧化碳、氮气、醛类和极微量乙烯、乙烷，在环氧乙烷解吸槽中解吸出来，吸收液经换热后进入环氧乙烷精馏塔精制得到高纯度的环氧乙烷产品。
[0005]空气经除去灰尘等机械杂质后，进入空气压缩机压缩后进入空气洗涤塔，塔中部加入10%氢氧化钠水溶液，以除去空气中能使催化剂中毒的硫化氢及卤化物，碱洗后的空气去洗涤塔上部用水除去夹带的碱液。净化后的空气去混合器与第一吸收塔顶排出的循环气混合后，再于混合器与新鲜乙烯混合。混合后的组成为:乙烯约4.3% (质量分数)，氧约6%，二氧化碳11%，氮78%，其余为少量乙烷和水。原料气经循环压缩机加压，与第一反应器出料换热，升温至230°C后进入第一反应器。第一反应器为列管式固定床反应器，操作压力
2.1~2.3MPa，反应后物料温度升高，约为240~290°C，反应热通过列管处的油或水撤除，反应空速控制为7000h-l左右。在第一反应器内，乙烯的转化率为35%，选择性约68%，单程收率约24%。反应后的气体经与原料气换热降温后，进入第一吸收塔，在2MPa压力下用水吸收环氧乙烷。吸收塔釜液含环氧乙烷约1.6%。塔顶排出的循环气中，含乙烯约3% (质量分数)，氧约3%。循环气的绝大部分(约90%)与新鲜乙烯混合，重新进入第一反应器，其组成是:乙烯2.5%(质量分数)，氧8%。第二反应器也是列管式固定床反应器。用油或水撤移反应热，反应温度、压力与第一反应器相同，但空速为3500h-l，乙烯转化率约60%，选择性约60%，单程收率36%，反应后的气体经换热降温后，进入第二吸收塔，用水吸收环氧乙烷，吸收塔液含环氧乙烷约1.25%。由第一吸收塔和第二吸收塔得到的环氧乙烷仍含有少量二氧化碳、氮气、醛类和极微量乙烯、乙烷，这些气体在环氧乙烷解吸槽中解吸出来，吸收液经换热后进入环氧乙烷精馏塔精制得到高纯度的环氧乙烷产品。吸收塔顶排出的气体含乙烯约1%(质量分数)，经预热后与空气混合，进入尾气催化燃烧系统，催化剂为钼-铯/不锈钢，燃烧后所得的650°C、1.6^1.8MPa气体进入燃气透平机，废气经降温后放空。采用燃气透平能充分利用能量，降低环氧乙烷生产成本，保护环境。
[0006]空气法生产环氧乙烷大多数采用两段氧化反应，但也有少数装置采用三段氧化。该特点是可以提高乙烯的进料浓度，从而增加乙烯氧化催化剂的负荷。例如乙烯可达12%、氧6%、乙烷0.1%，二氧化碳7%，其余为氮等气体的混合原料气，由于采用三段反应器的循环操作系统，减少乙烯放空损失而大大提高环氧乙烷的总收率。为保持每段出口环氧乙烷浓度相近，各段乙烯转化率和选择性的分配如下:第一阶段反应器乙烯转化率为10%~13%，选择性为65%~70%，反应器出口环氧乙烷浓度1.3%，二段反应器乙烯转化率为25%~30%，选择性60%~70%，反应器出口环氧乙烷浓度为1.0% ;三段反应器乙烯转化率为50%~90%，选择性为60%飞5%，反应器出口环氧乙烷浓度为0.9%，按此计算环氧乙烷总收率可从两段法的66%提高到68%。其效益是可观的，除Haicon外，日本触媒化学工业公司，意大利Montecatini等也均采用了三段反应器空气氧化法工艺。
【具体实施方式】
[0007]下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。其中的原料可以在市场买到。
[0008]实施例1
一种采用空气氧化法生产环氧乙烷的方法，其特征在于空气经除去灰尘机械杂质进入空气压缩机压缩后进入空气洗涤塔，塔中部加入10%氢氧化钠水溶液，碱洗后的空气去洗涤塔上部用水除去夹带的碱液。净化后的空气去混合器与第一吸收塔顶排出的循环气混合后，再于混合器与新鲜乙烯混合；原料气经循环压缩机加压，与第一反应器出料换热，升温至230°C后进第一反应器；反应后的气体经与原料气换热降温后，进入第一吸收塔，在2MPa压力下用水吸收环氧乙烷。循环气的绝大部分(约90%)与新鲜乙烯混合，重新进入第一反应器；第二反应器同样为列管式固定床反应器；反应后的气体经换热降温后，进入第二吸收塔，用水吸收环氧乙烷；由第一吸收塔和第二吸收塔得到的环氧乙烷仍含少量二氧化碳、氮气、醛类和 极微量乙烯、乙烷，在环氧乙烷解吸槽中解吸出来，吸收液经换热后进入环氧乙烧精懼塔精制得到闻纯度的环氧乙烧广品。
【权利要求】
1.一种采用空气氧化法生产环氧乙烷的方法，其特征在于空气经除去灰尘机械杂质进入空气压缩机压缩后进入空气洗涤塔，塔中部加入10%氢氧化钠水溶液，碱洗后的空气去洗涤塔上部用水除去夹带的碱液，净化后的空气去混合器与第一吸收塔顶排出的循环气混合后，再于混合器与新鲜乙烯混合；原料气经循环压缩机加压，与第一反应器出料换热，升温至230°C后进第一反应器；反应后的气体经与原料气换热降温后，进入第一吸收塔，在2MPa压力下用水吸收环氧乙烷，循环气的绝大部分(约90%)与新鲜乙烯混合，重新进入第一反应器；第二反应器同样为列管式固定床反应器；反应后的气体经换热降温后，进入第二吸收塔，用水吸收环氧乙烷；由第一吸收塔和第二吸收塔得到的环氧乙烷仍含少量二氧化碳、氮气、醛类和极微量乙烯、乙烷，在环氧乙烷解吸槽中解吸出来，吸收液经换热后进入环氧乙烷精馏塔精制得到高纯度的环氧乙烷产品。
【文档编号】C07D301/08GK103896883SQ201210588898
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月31日 优先权日:2012年12月31日
【发明者】李中元 申请人:天津市泰亨气体有限公司