Рациональное использование тепловой энергии в процессе получения этиленкарбоната и этиленгликоля - RU2019136259A
Код документа: RU2019136259A
Формула
1. Способ, включающий
подачу верхнего потока (14), абсорбера этиленоксида, в конденсатор (15) для получения потока охлажденного рециркулирующего газа (20) и одного или более водных потоков,
нагревание по меньшей мере части указанного потока охлажденного рециркулирующего газа (20) для получения потока нагретого рециркулирующего газа (30),
контактирование указанного потока нагретого рециркулирующего газа (30) с одним или более материалами защитного слоя в одной или более системах защитного слоя (31), расположенных выше по потоку от реактора для получения этиленоксида (2), для получения потока обработанного рециркулирующего газа (36),
контактирование исходного газа (1) для эпоксидирования, содержащего этилен, кислород и по меньшей мере часть указанного потока обработанного рециркулирующего газа (36) с катализатором эпоксидирования в реакторе для получения этиленоксида (2) для получения потока продукта реакции эпоксидирования (4),
контактирование потока продукта реакции эпоксидирования (4) в абсорбере этиленоксида (9) с потоком обедненного абсорбента (10) в присутствии катализатора карбоксилирования и гидролиза для получения потока обогащенного абсорбента (13), содержащего этиленкарбонат и/или этиленгликоль и верхнего потока (14) абсорбера этиленоксида,
причем поток охлажденного рециркулирующего газа (20) нагревают путем теплообмена с горячим технологическим потоком, выбранным из
(i) верхнего потока (14) абсорбера этиленоксида , в конденсаторе (15);
(ii) пара (24), полученнего в конденсаторе, расположенном над колонной для очистки этиленгликоля, в первом теплообменнике, расположенном ниже по потоку от конденсатора (15);
(iii) пара (25), полученного путем мгновенного испарения одного или более потоков конденсата, собранных в технологическом процессе во втором теплообменнике, расположенном ниже по потоку от конденсатора (15), или их комбинации.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что верхний поток (14) абсорбера этиленоксида подают в первый конденсатор (15) для получения потока обезвоженного рециркулирующего газа (16) и водного потока, причем поток обезвоженного рециркулирующего газа (16) подают во второй конденсатор (17) для получения потока дополнительно обезвоженного и охлажденного рециркулирующего газа (18), при этом поток рециркулирующего газа (18) подают в парожидкостный сепаратор (19) для получения потока охлажденного и обезвоженного рециркулирующего газа (20).
3. Способ по п. 2, дополнительно включающий подачу по меньшей мере части потока обогащенного абсорбента (13), содержащего этиленкарбонат и/или этиленгликоль, в один или более реакторов для получения готового продукта (44) и/или один или более дегидраторов (46) для получения потока концентрированного этиленгликоля (47), подачу по меньшей мере части потока концентрированного этиленгликоля (47) в колонну для очистки этиленгликоля (49) для получения потока очищенного этиленгликоля (50) и парообразного отобранного сверху потока (52), и подачу указанного парообразного верхнего потока (52) в конденсатор (53), расположенный над колонной для очистки этиленгликоля, для получения потока конденсата (54) и потока пара (55).
4. Способ по любому из пп. 1–3, отличающийся тем, что поток охлажденного рециркулирующего газа (20) нагревают путем последующего теплообмена с верхним потоком (14) абсорбера этиленоксида в конденсаторе (15); паром (24), полученным в конденсаторе, расположенном над колонной для очистки этиленгликоля; и паром (25), полученным путем мгновенного испарения одного или более потоков конденсата, собранных в технологическом процессе.
5. Способ по любому из пп. 1–4, отличающийся тем, что поток обработанного рециркулирующего газа (36) подают в теплообменник (37) для получения потока охлажденного обработанного рециркулирующего газа (38), причем указанный поток охлажденного обработанного рециркулирующего газа (38) подают в секцию удаления диоксида углерода (39) для получения потока рециркулирующего газа, обедненного диоксидом углерода (42).
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что поток рециркулирующего газа, обедненного диоксидом углерода (42), подают в конденсатор для получения потока охлажденного рециркулирующего газа (56), обедненного диоксидом углерода, причем поток (56) нагревается за счет теплообмена с обработанным рециркулирующим потоком (36) в теплообменнике (37) для получения потока нагретого рециркулирующего газа, обедненного диоксидом углерода (57).
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что секция удаления диоксида углерода (39) содержит абсорбер диоксида углерода (40) и отпарную колонну для диоксида углерода, снабженную ребойлером (41) отпарки диоксида углерода, причем тепло в ребойлер отпарной колонны для диоксида углерода подают с помощью по меньшей мере части потока пара (55), полученного из конденсатора (53), расположенного над колонной для очистки этиленгликоля, или пара, полученного путем мгновенного испарения одного или более потоков конденсата, собранных в технологическом процессе.
8. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что одна или более систем защитного слоя содержат материал защитного слоя, способный удалять одну или более примесей йодистого алкила из потока рециркулирующего газа, и/или материал защитного слоя, способный удалять примесь йодистого винила из потока рециркулирующего газа.
9. Способ по п. 8, включающий контактирование по меньшей мере части потока рециркулирующего газа, содержащего примесь йодистого алкила и примесь йодида винила, с материалом первого защитного слоя в системе первого защитного слоя с получением потока частично обработанного рециркулирующего газа, причем материал первого защитного слоя содержит первый носитель и нанесеное на первый носитель серебро в количестве от 2% до 10% по массе; а также контактирование по меньшей мере части потока частично обработанного рециркулирующего газа со материалом второго защитного слоя во второй системе защитного слоя с получением потока обработанного рециркулирующего газа, причем второй материал защитного слоя содержит второй носитель, палладий и золото.
10. Реакционная система для производства этиленкарбоната и/или этиленгликоля, содержащая (i) линию рециркуляции газа, жидкостно соединенную с источником (1) этилена и кислорода;
(ii) реактор для получения этиленоксида (2), содержащий катализатор эпоксидирования, входное отверстие и выходное отверстие, причем входное отверстие реактора для получения этиленоксида жидкостно соединено с линией рециркуляции газа;
(iii) абсорбер этиленоксида (9), сконфигурированный для получения верхнего потока этиленоксида, и потока обогащенного абсорбента, содержащего этиленкарбонат и/или этиленгликоль, причем указанный абсорбер этиленоксида (9) содержит катализатор карбоксилирования и гидролиза, входное отверстие, жидкостно соединенное с выходным отверстием реактора для получения этиленоксида, входное отверстие (10) для обедненного абсорбента, выходное отверстие для отвода потока рециркулирующего газа (14) и выходное отверстие для отвода потока обогащенного абсорбента (13);
(iv) конденсатор (15), расположенный над абсорбером этиленоксида, сконфигурированный для получения потока рециркулирующего газа и потока конденсата, причем указанный конденсатор, расположенный над абсорбционной установой для этиленоксида, содержит входное отверстие, жидкостно соединенное с выходным отверстием абсорбера этиленоксида (9), для отвода потока рециркулирующего газа, входное отверстие для подачи потока охлажденного рециркулирующего газа, выходное отверстие, жидкостно соединенное с контуром рециркуляции газа, и выходное отверстие для отвода потока охлажденного рециркулирующего газа (22);
(v) реактор готового продукта (44), сконфигурированный для получения потока этиленгликоля, содержащий входное отверстие, жидкостно соединенное с выходным отверстием абсорбционной установки для этиленоксида, для отвода потока обогащенного абсорбента (13), и выходное отверстие для отвода потока этиленгликоля (45);
(vi) дегидратор (46), сконфигурированный для получения потока концентрированного этиленгликоля, содержащий входное отверстие и выходное отверстие, содержащий входное отверстие, жидкостно соединенное с выходным отверстием, для отвода потока этиленгликоля (45) из реактора для получения готового продукта (44), и выходное отверстие для отвода потока концентрированного этиленгликоля (47);
(vii) колонну для очистки этиленгликоля (49), снабженную конденсатором (53), расположенным над колонной для очистки этиленгликоля, входным отверстием, жидкостно соединенным с выходным отверстием дегидратора, для отвода потока концентрированного этиленгликоля (47), выходным отверстием для отвода потока конденсата (54) и выходным отверстием для отвода потока пара (55);
(viii) одну или более систем защитного слоя (31), (35), содержащих входное отверстие, выходное отверстие и одну или более емкостей с защитным слоем, содержащих один или более материалов защитного слоя, причем входное отверстие системы защитного слоя жидкостно соединено с линией рециркуляции газа, причем один или более материалов защитного слоя сделаны для удаления по меньшей мере части одной или более примесей из потока рециркулирующего газа для получения потока обработанного рециркулирующего газа (36); и причем выходное отверстие системы защитного слоя жидкостно соединено с линией рециркуляции газа;
(ix) один или более нагревателей защитного слоя (23), (28), (33), расположенных выше по потоку от одной или более систем защитного слоя, содержащих входное отверстие для приема потока рециркулирующего газа и выходное отверстие для отвода потока нагретого рециркулирующего газа, причем один или более нагревателей защитного слоя жидкостно соединены с выходным отверстием конденсатора, расположенного над колонной для очистки этиленгликоля, для отвода потока пара (55) и/или с выходным отверстием для пара из емкости для мгновенного испарения конденсата.
11. Реакционная система по п. 10, содержащая первичный нагреватель защитного слоя (23), расположенный выше по потоку от одной или более систем защитного слоя, содержащий входное отверстие для подачи потока рециркулирующего газа и выходное отверстие для отвода потока нагретого рециркулирующего газа (27), причем первичный нагреватель защитного слоя жидкостно соединен с выходным отверстием конденсатора, расположенного над колонной для очистки этиленгликоля, для отвода потока пара (55); и вторичный нагреватель защитного слоя (28), расположенный выше по потоку от одной или более систем защитного слоя и ниже по потоку от первичного нагревателя защитного слоя (23), содержащий входное отверстие для подачи потока нагретого рециркулирующего газа (27) и выходное отверстие для отвода потока дополнительно нагретого рециркулирующего газа (30), причем вторичный нагреватель защитного слоя жидкостно соединен с выходным отверстием для пара емкости для мгновенного испарения конденсата.
12. Реакционная система по п. 10 или 11, дополнительно содержащая конденсатор (17), расположенный ниже по потоку от конденсатора, расположенного над колонной для очистки этиленоксида, содержащий входное отверстие, жидкостно связанное с выходным отверстием конденсатора, расположенного над колонной для очистки этиленоксида, для отвода потока охлажденного рециркулирующего газа (22) и выходное отверстие для отвода потока дополнительно охлажденного рециркулирующего газа (20).
13. Реакционная система по любому из пп. 10–12, дополнительно содержащая секцию удаления диоксида углерода, жидкостно соединенную с линией рециркуляции газа, отличающаяся тем, что указанная секция удаления диоксида углерода содержит абсорбционную установку (40) для диоксида углерода и отпарную колонну (41) для диоксида углерода.
14. Реакционная система по п. 13, содержащая теплообменник (37), расположенный выше по потоку от секции удаления диоксида углерода, отличающаяся тем, что указанный теплообменник содержит входное отверстие для подачи потока обработанного рециркулирующего газа (36) и входное отверстие для подачи верхнего потока абсорбера диоксида углерода (56), выходное отверстие для отвода потока охлажденного обрабатанного рециркулирующего газа (38) и выходное отверстие для отвода потока нагретого рециркулирующего газа, обедненного диоксидом углерода (57), причем теплообменник сконфигурирован для теплообмена между потоком очищенного рециркулирующего газа (36) и верхним потоком абсорбера диоксида углерода (56).
15. Реакционная система по п. 13 или 14, отличающаяся тем, что секция удаления диоксида углерода содержит отпарную колонку для диоксида углерода, содержащую ребойлер отпарной колонны для диоксида углерода, причем указанный ребойлер нагревают путем рационального использования тепла от горячего технологического потока, отводимого из реакционной системы, предпочтительно пара (55) из конденсатора, расположенного над колонной для очистки этиленгликоля (53), или пара, полученного путем мгновенного испарения собранных потоков конденсата.
