专利名称:从环氧乙烷水溶液中去除溶解气体的方法
本发明论及对含溶解气体的环氧乙烷稀水溶液的处理，以从该溶液中去除这些气体。
这类溶液有各种来源，但主要来自在气相用催化氧化乙烯的方法合成环氧乙烷的流程。在这种合成中，生成的环氧乙烷必须从气体混合物中分离出去，该气体混合物含非常稀少的环氧乙烷和未转化的乙烯、未转化的氧，蒸汽，二氧化碳，甲烷、乙烷、氮、稀有气体及其它杂质，杂质主要是醛如甲醛和乙醛。
从这种气体混合物中得到环氧乙烷的常用方法，包括(a)水吸收让来自反应段的气体混合物与水接触，得到环氧乙烷的水溶液，该水溶液含约2～3%(重量)的环氧乙烷，杂质如醛和特别是呈溶解状态的CO2、甲烷、乙烷、乙烯、氮、氧和稀有气体;
(b)解吸稀环氧乙烷溶液在塔内用蒸汽萃取，在塔底移走实际不含环氧乙烷的水流，在塔顶移出气体混合物，该气体混合物含有蒸汽、最初溶于环氧乙烷水溶液的气体和杂质如醛以及30～60%(重量)的环氧乙烷。
(c)再吸收上述气流预先冷却后与水接触，环氧乙烷、CO2及大部份杂质被再吸收，而最初与环氧乙烷一起以溶解态存在的大部份气体，以气体流分离出去。从再吸收得到的环氧乙烷溶液，一般含5～15%(重量)的环氧乙烷。
(d)蒸馏然后该溶液经蒸馏，得到基本上纯的环氧乙烷。此外，经常需要在步骤(C)和(d)之间插入附加步骤，以除去CO2。脱二氧化碳后的环氧乙烷水溶液，经处理后可用作制造甘醇，经蒸馏得到纯环氧乙烷，或得到两产品的混合物。
本发明的目的是处理水溶液，如来自步骤(a)和(c)的水溶液，更一般地说，处理含有溶解态二氧化碳和至少一种其它常见气体物质的所有环氧乙烷稀水溶液，该气体物质存在于来自生产环氧乙烷的溶液中，以直接从这类溶液中去除溶解的气体，并且这些气体在分离后，可循环用于环氧乙烷的合成而不带有环氧乙烷。如果不是这样，则在把这些气体用于循环前，有必要加入一附加步骤以从气体中分离环氧乙烷。很明显，这种分离使该方法变得复杂，从商业角度讲并不理想，正如美国专利3，729，899号所描述的方法一样，该方法中，把稀环氧乙烷溶液进行闪蒸，但仅获得部份分离，至多为最初溶解于要处理环氧乙烷溶液中中气体的85%。
本发明提供一种从环氧乙烷水溶液中去除溶解气体的方法，同时去除有效量的环氧乙烷。
本发明提供一种从水溶液中去除溶解气体的方法，该溶液中含至多约15%(重量)环氧乙烷和至多约0.5%(重量)溶解气体，该气体选自二氧化碳和至少一种其它常见气体化合物，该方法包括将所述环氧乙烷水溶液与水接触，并与至少一种选自所述溶解的常见气体化合物之一的气体相接触，除二氧化碳或氧气之外，其时间温度和压力要足以有效地、基本完全地去除所述溶解气体，所述接触在分离塔中进行，该塔分上段和下段，每段至多有15块理论塔板，所述环氧乙烷水溶液在所述两段之间加入，所述气体从该下段的底部加入，所述水从该上段的顶部加入。
现用实例解说本发明，并参考附图，该图为适宜于实施本发明方法的装置的示意图。
所用塔可以是任何有指定理论塔板数的常用分离塔，其内可以是塔板的形式或填充的形式，或其它装置，以保证有效的气-液接触。
该塔中的绝压为从1至20巴较理想。
要处理的溶液可以含至多为15%(重量)的环氧乙烷。很常见的是含2～12%(重量)环氧乙烷的溶液。溶解气体的总量一般低于该溶液的0.5%(重量)，要常见的是低于0.3%(重量)。
环氧乙烷溶液进入该塔时的温度，一般高于环境温度而低于80℃。
以塔顶引入的水可以是纯水，或如在环氧乙烷流程中经循环的水，该水可含少量环氧乙烷和/或甘醇。例如它可相似于那些用于从来自催化氧化段的气体中吸收环氧乙烷的水，它的进口温度为10℃至50℃较好。它的流率较理想的为环氧乙烷溶液流率的5至15%(重量)。
从该塔下段的底部或下面引进的气体流，包括氮气，乙烯、甲烷，乙烷和氩中之一或一种以上比较有利。它的流率一般是要处理溶液流率的0.05%至10%(重量)。
在附图1中，塔6包括两段A和B，该两段由塔板或填料组成，每段最多有15块理论板。
环氧乙烷稀水溶液从1处引进，该处位于塔6的A段和B段之间。
用于携带该环氧乙烷溶液中溶解气体的气体流，从3处引进塔6，水从该塔的2处引进。
基本上由最初溶解于环氧乙烷溶液的气体和在3处引进的气体组成的气体流，由4处排出。
已处理的环氧乙烷溶液在5处排出。
本发明将用下列实例作进一步的说明。
实例1含2.55%(重量)环氧乙烷，5.22%(重量)乙二醇，0.17%(重量)CO2，0.032%(重量)乙烯，0.015%(重量)氮气和0.004%(重量)乙烷、氧气与氩气的混合物的环氧乙烷水溶液，以1902kg/h的速率和在72℃时引进如图所示的装置塔6，该塔中的两段各有5块理论板。
用于携带环氧乙烷溶液中溶解气体的气体流由氮气组成，并以1.46kg/h的流率和在25℃时引入塔6。
含5.5%(重量)乙二醇的水流，以131.33kg/h的流率和在25℃时引入塔6。
塔6内的平均绝对压力为2.5巴。
在该塔顶部以5.66kg/h速率排出的气体流，含99.8%CO2和最初溶解于引进该塔内的环氧乙烷溶液中的所有其它气体。该气体流含低于0.004%(重量)的环氧乙烷。
环氧乙烷水溶液，从该塔底部以2，029kg/h的流率引出，仅含0.003%(重量)溶解的CO2。CO2的去除效率在98%以上。
用相同摩尔的甲烷置换氮气，得到类似的结果。
实例2按实例1操作，但用速率为1.91kg/h的乙烯流代替氮气流。从该塔底部离开的环氧乙烷溶液，仅含最初溶于引入该塔的环氧乙烷溶液中CO2的1%和0.01%(重量)乙烯。
以该塔顶部引出的气体流仅含0.005%(重量)环氧乙烷。
实例3按实例2操作，但塔内下段仅有2块理论板，乙烯流率为3.76kg/h，CO2去除程度达99%，最初溶解于引进该塔的环氧乙烷溶液中的其它气体，则完全被去除。带有从环氧乙烷溶液中去除的气体的气体流，含低于0.005%(重量)的环氧乙烷。
实例4含2.5%(重量)环氧乙烷，0.17%(重量)CO2和0.32%(重量)乙烯的水溶液，以1902kg/h速率和80℃导入塔6，该塔的两段各自有5块理论板，在平均绝压15巴下操作。19.4kg/h氮气在25℃和131kg/h水在25℃分别从下段的底部和上段的顶部引入塔6。
按本发明的处理，可以得到仅含最初CO2的1%的CO2的环氧乙烷溶液，最初溶于该溶液的气体的去除程度为94%，从该塔顶部引出的气体流中，环氧乙烷含量仅为0.0005%。
实例5含11.73%(重量)环氧乙烷，0.031%(重量)CO2和0.0014%(重量)乙烯的水溶液，42℃，以1971kg/h的速率引入实例4的塔内，在该塔，该水溶液与25℃、以3.83kg/h的速速率引入塔内的氮气流接触。
水以25℃、131kg/h的流率从该塔顶部引入。
该塔的平均绝压为2.5巴。
从该塔中萃取的环氧乙烷溶液，含CO2的量低于最初该溶液所含CO2量的1%，而其它溶解的气体则实际上完全被去除。
从该塔顶部取出的气体流仅含0.0003%(重量)环氧乙烷。
权利要求
1.一种去除水溶液中溶解气体的方法，该溶液含至多约15%(重量)环氧乙烷和至多约0.5%(重量)溶解气体，该气体包括二氧化碳和至少一种其它常见气体物质，其特征为把该水溶液与水和除氧气之外的至少一种所述其它常见气体物质接触，接触时间、温度和压力足以有效去除所述溶解气体，所用分离塔有一个上段和一个下段，每段至多有15块理想板，所述的环氧乙烷水溶液从该两段之间加入，所述气体从该下段的底部加入，所述水从该上段的顶部加入。
2.一种按权利要求
1的方法，其特征为引入该塔的气体是氮气，氩气，甲烷、乙烷、或乙烯。
3.一种按权利要求
1或2的方法，其特征为，引入该塔的气体的流率为引入该塔的环氧乙烷水溶液的流率的0.05%至10%。
4.一种按权利要求
1至3中任一权利要求
的方法，其特征为，环氧乙烷水溶液的温度是从高于环境温度至80℃。
5.一种按权利要求
1至4中任一权利要求
的方法，其特征为引入该塔的水的流率为引入该塔的环氧乙烷水溶液的流率的5%至15%。
6.一种按权利要求
1至5中任一权利要求
的方法，其特征为，引入该塔的水的温度为10℃至50℃。
7.一种按权利要求
1至6中任一权利要求
的方法，其特征为，该塔的平均绝压为1至20巴。
专利摘要
一种去除环氧乙烷水溶液中溶解气体的方法，该溶液含至多约15％(重量)环氧乙烷和至多约0.5％(重量)溶解气体，这些气体是二氧化碳和至少为所述的一种其它气体，该方法包括将该水溶液与水和至少除二氧化碳或氧气之外的一种其它气体接触，接触时间、温度和压力足以有效地、基本上完全去除所述溶解气体，该接触在分离塔中进行，该塔有一上段和一下段，每段至多有15块理论板，所述环氧乙烷水溶液从该两段之间加入，所述气体从该下段底部加入，所述水从该上段顶部加入。
文档编号C07D303/00GK85105691SQ85105691
公开日1987年1月28日 申请日期1985年7月27日
发明者亨尼尔, 弗德拉诺伊 申请人:阿托化学公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan