Спосіб одержання етиленоксиду прямим окислюванням етилену повітрям або киснем

1 Спосіб одержання етиленоксиду шляхом прямого окислювання етилену повітрям або киснем з використанням води як теплоносія для відводу тепла реакції, при якому водяну пару, яка утворюється, з безупинно зростаючим у процесі виробництва тиском, згодом дроселюють, який відрізняється тим, що дроселювання пари здійснюють в одній або декількох парових турбінах Т, котрі працюють за принципом протитиску 2 Спосіб згідно з п 1, який відрізняється тим, що парова турбіна Т пускає в хід одну або декілька робочих машин М, зокрема насоси і компресори і/або один або декілька генераторів G 3 Спосіб згідно з п 1 або 2, який відрізняється тим, що парова турбіна (турбіни) використовує(ють) пару тиском 25-70 бар, переважно 30-65 бар 4 Спосіб згідно з одним з пп 1-3, у якому з етиленоксиду шляхом його гідролізу, збезводнювання під тиском і у вакуумі і наступної перегонки одержують моноетиленгліколь, а водяну пару, яка утворюється при прямому окислюванні етилену, дроселюють через парову турбіну (турбіни) Т для живлення випарників колон S по збезводнюванню або випарника S першої колони по збезводнюванню або обігріву колон по збезводнюванню або першої колони по збезводнюванню 5 Спосіб згідно з одним з пп 1-3, який відрізняється тим, що дросельовану через парову турбіну (турбіни) Т пару використовують у парових мережах N або для створення робочого тиску споживачів, зокрема пароінжекторів або парообігрівачів Винахід відноситься до способу одержання етиленоксиду (надалі ЕО), а також до способу одержання з ЕО гліколей шляхом його гідролізу, збезводнювання під тиском, вакуумом і наступним очищенням дистиляцією В даний час ЕО в промисловості виготовляється шляхом прямого окислювання етилену повітрям або киснем Реакція сильно екзотермічна (теплота реакції складає 225-400КДж/моль етилену), тому для відводу надлишкового тепла реакції загальноприйняте використання кожухотрубного реактора При цьому реакційна суміш подається в трубний простір, а між труб у якості теплоносія циркулює кипляча рідина, наприклад, гас або тетралін, останнім часом використовується багаторазово циркулююча вода Подібного роду винахід описаний в енциклопедії промислової хімії Улльманна, 5 видання, том містить поряд з інертним газом і побічними продуктами окислювання окису етилену дюксид вуглецю Пари води, які містяться в процесі прямого окислювання, дроселюються, як правило, через вентиль у парову мережу При цьому енергія водяної пари, яка утворюється при дроселюванні, не в и ко р исто вується Значна частина світового виробництва ЕО ВІДПОВІДНО до сучасних тенденцій переробляється в моноетиленгліколь Для підвищення селективності гідролізу в реакторі для гідролізу використовують значну КІЛЬКІСТЬ води (співвідношення вода ЕО = 15 1) При цьому можливо перетворення частини моноетиленгліколю у вищі ГЛІКОЛІ, зокрема в диетиленгліколь, триетиленгліколь і т д Реакцію гідролізу проводять у реакторі звичайно при температурі 120-250°С і тиску 30-40бар Продукт гідролізу насамперед збезводнюють до залишкового вмісту води 100-200ррт і ПОТІМ переробляють О 00 10А, сторінка 117ff ВІДПОВІДНО ДО ЦЬОГО джерела етилен і кисень подаються в круговий потік, який со о (О 60382 частіше починають експлуатацію з області тиску шляхом очищення в різні ГЛІКОЛІ пари в ЗОбар і безупинно підвищують тиск протяЗбезводнювання, як правило, відбувається в гом двох років до, приблизно, 65бар каскадах, які складаються з ряду послідовно з'єдВ залежності від якості пари можуть застосонаних колон з поступово зменшуваним тиском вуватися турбіни з однієї або декількох робочих Виходячи з розумінь теплового балансу, як правимашин, особливо для процесів перекачування ло, нагрівач першої колони споживає свіжу пару, (замкнуте водопостачання) або компресійних всі ІНШІ колони, залежно від обставин, нагріваютьустановок (для перекачування газу), і/або один або ся вторинною парою з колон, які знаходяться покілька генераторів переду У залежності від вмісту води в реакційній зоні гідролізу і рівня температури і тиску викорисТиск водяної пари, яка підводиться до турбін, товуваної пари в обігрівачі першої колони каскади повинен складати, як правило, 25-70бар, найбільш по збезводнюванню, котрі працюють під тиском, переважно 30-65бар складаються з 2-7 колон До збезводнюючих коОсобливо переважне використання дросельолон, які працюють під тиском, приєднані вакуумні ваної пари, яка утворюється при прямому окислюзбезводнюючі колони, котрі працюють під вакууванні етилену в способі з одержанням моноетилемом Висушену суміш гліколей у вигляді розчину нгліколю з етиленоксиду при гідролізі ЕО, збезвопереробляють в одній або декількох колонах в днюванні під тиском і вакуумом і наступній дистиочищені моноетиленгліколь, диетиленгліколь і ляції, який пройшов через парову турбіну для триетиленгліколь живлення каскаду випарників колон по збезводнюванню або випарника першої колони по збезводЗадачею винаходу є використання водяної панюванню або обігріву колон по збезводнюванню ри, яка утворюється при окислюванні етилену, у або першої колони по збезводнюванню якості теплоносія для енергетичної оптимізацм процесу одержання, як ЕО, так і/або моноетиленгПри відповідному конструюванні ступіней по л і коля збезводнюванню (ступіней, працюючих під тиском) можна наблизити КІЛЬКІСТЬ пари, необхідну для Поставлена задача вирішується тим, що водязбезводнювання, до КІЛЬКОСТІ пари, отриманої при ну пару, яка утворюється в процесі одержання ЕО окислюванні етилену При цьому чітко просліджупрямим окислюванням етилену повітрям або кисється тенденція до зменшення КІЛЬКОСТІ пари висонем із застосуванням води у якості теплоносія, кого тиску згодом дроселюють Відомий спосіб, при якому використовується Нагрівання колон, які збезводнюють, (колон дросельована водяна пара в одній або декількох працюючих під тиском) або першої колони з каскапарових турбінах, які працюють за принципом проду відбувається через випарник, а конденсат, коттитиску рий утворюється, повертається в процес одержання етиленоксиду Парові турбіни, які описані у відомому способі, являють собою теплові машини з ротором, у яких, По мірі подальшого протікання реакції відбузавдяки скиданню тиску пари, в одну або кілька вається ВІДВІД пари через парові турбіни, або він ступіней вдається одержати механічну роботу У використовується у виробництві в парових мерезалежності від властивостей водяної пари розрізжах або для виробничих потреб споживачів як, няються і використовувані типи парових турбін, так наприклад, для парової інжекції або обігріву випапри використанні так званих турбін, які працюють рників за принципом протитиску, енергія відпрацьованої Завдяки пропонованому способу можна понипари використовується для різних цілей, у більшозити витрату енергії для установки по одержанню сті випадків для опалення ЕО і/або моноетиленгліколя шляхом високого ступеня інтеграції тепла Колони, які роблять ГЛІКОЛІ, У даному процесі може бути в принципі викоможуть споживати вторинну пару з процесу збезристана будь-яка парова турбіна, яка працює за воднювання Спостерігається чітке зменшення принципом протитиску (надалі - парова турбіна) витрати пари високого тиску Парова турбіна звичайно приводиться в дію парою з постійними параметрами На противагу ЕКОНОМІЧНІ Й енергетичні переваги даного ріцьому ВІДПОВІДНО до винаходу парова турбіна пришення орієнтовані на визначені передумови, зокводиться в дію парою з постійно зростаючою вирема на рівень розвитку парових мереж, а також тратою і тиском Для підвищення економічності цін на енергію цього рішення вирішальною умовою є підтримка в Винахід пояснюється наступними прикладами і часі умов процесу (КІЛЬКІСТЬ пари і тиск) на середкресленнями ньому рівні Дані в наступних прикладах відповідають середньому терміну служби каталізаторів у реакціях Використовувані в процесі окислювання техніодержання ЕО чні каталізатори містять до 15мас% срібла у вигляді тонкої шихти, нанесеної на носи Вони в ході На фіг 1 представлений приклад багаторазопроцесу втрачають свою активність, що приводить вого використання пари з процесу одержання ЕО в до часткового зменшення вибірковості процесу парових турбінах (із протитиском) із приєднаним Для того, щоб успішно підтримувати на постійному генератором і дроселювання пари в першу ступінь рівні КІЛЬКІСТЬ основного продукту слідує, за інших випарника колони по збезводнюванню гліколя рівних умов, збільшувати температуру реакції на Дані по потоках наведені втабл 1 постійному рівні, внаслідок чого підвищують тиск Насичена пара 1 з парового барабану D дроводяної пари Одночасно зменшувана активність селюється в парову турбіну Т при тиску 21 бар абс каталізатора приводить до збільшення КІЛЬКОСТІ Турбіна Т пускає в хід генератор G, призначений пари Звичайно великі промислові установки найдля виробництва електричного струму (наприклад, 400В) У залежності від ефективності турбіни потужність приводу складає близько 2МВт Розширення пари в турбіні Т приводить до його зволоження, тому в конденсаторі А відбувається поділ конденсату 2 і насиченої пари 3 Конденсат 2 перекачується далі в паровий барабан D Насичена пара 3 подається у випарник S першої ступіні колони по збезводнюванню гліколя під тиском При недоліку насиченої пари 3 його відшкодування відбувається з парової мережі 4 Конденсат 6, який випливає з випарника S, також перекачується назад у паровий барабан D На фіг 2 наведений другий приклад Тут дроселювання відбувається при протитиску 5бар абс (див дані по потоках у табл 2) Парова турбіна Т може пускати в хід одну або декілька робочих машин М (насос, компресор) потужністю близько 60382 2,7МВт Насичена пара направляється в основному у випарник S першої колони (потік 5) Надлишок насиченої пари 4 відводиться в парову мережу N На фіг 3 приведений третій приклад Дроселювання відбувається при протитиску 17бар абс (див дані по потоках у табл 3) Парова турбіна Т надає руху генератору G для вироблення електричної енергії (наприклад, 400В) потужністю близько 3,8МВт Велика частина насиченої пари З подається в парову мережу N (потік 4) Частина парового потоку 5 використовується в одному або декількох інжекторах (І) У даному прикладі інжектована пара використовується для нагрівання випарника колони К і одночасно потік, який витікає з випарника, охолоджується в приєднаному апараті В Конденсат при цьому відводиться з водою W, використовуваною в процесі Таблиця 1 Потік № Витрата Тиск Температура т/год барабс °С 1 52,3 53 268 г 2 2,6 21 215 Р 3 49,7 21 215 г 4 9,3 41 400 г 5 59 21 242 г 6 59 21 215 Р г - газ, р - рідина Таблиця 2 Потік № Витрата Тиск Температура т/год барабс °С 1 31,4 53 268 г 2 2,8 5 152 Р 3 28,6 5 152 г 4 12,3 5 152 г 5 16 5 152 г 6 16 5 152 Р г - газ, р - рідина Таблиця З Потік № Витрата Тиск Температура т/год барабс °С 1 83,7 53 268 г 2 4,8 17 204 Р 3 78,9 17 204 г 4 63,4 17 204 г 5 15,5 17 204 г 6 г - газ, р - рідина Чг •м L _ N N 5 j ~ ФІГ. 1 ь Фіг. 2 60382 Фіг. З Комп'ютерна верстка О Гапоненко Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119