[发明专利]从环氧乙烷制造中的循环气体流去除碘化物杂质的方法和系统

说明书

提供用于减少存在于用于制造环氧乙烷的循环气体流中的气态含碘化物杂质，尤其烷基碘和乙烯基碘杂质的量的方法。以类似方式提供用于制造环氧乙烷、碳酸亚乙酯和/或乙二醇的方法，以及相关反应系统。

技术领域

本发明涉及用于从乙烯制备环氧乙烷、碳酸亚乙酯和/或乙二醇的方法和反应系统。

背景技术

单乙二醇用作制造聚酯纤维、聚对苯二甲酸亚乙酯(PET)塑料和树脂的原材料。其还并入汽车防冻剂液体中。碳酸亚乙酯通常用作溶剂。

单乙二醇可通过各种已知方法从环氧乙烷商业地制备。这些方法尽管有变化，但全部总体上涉及二阶段反应系统，其中乙烯首先转化为环氧乙烷，其接着转化为乙二醇。在大部分工业规模二醇制造操作中，用于制造和回收环氧乙烷的方法与用于制造乙二醇的方法集成以使能量利用率最大化及减少成本。

在第一阶段中，环氧乙烷通常由使乙烯与空气或元素氧在合适催化剂，例如银基环氧化催化剂存在下，并通常在有机缓冲剂，例如有机卤化物存在下于环氧化反应器中反应而产生。(参见Kirk Othmer的《化学技术的百科全书(Encyclopedia of ChemicalTechnology)》,第4版,第9卷,第923-940页)。此反应一般在10-30巴的压力和200-300℃的温度下发生，并产生包含环氧乙烷、未反应的反应物(例如乙烯和氧气)、各种杂质(例如醛杂质，包括甲醛和乙醛)以及任选地存在的其它气体和/或副产物(例如氮气、氩气、甲烷、乙烷、水和/或二氧化碳)的环氧化反应产物。

在第二阶段中，环氧乙烷通过若干方法中的一种转化为乙二醇。在一种熟知方法中，来自环氧化反应器的环氧化反应产物连同再循环吸收剂溶液(通常称为“贫吸收剂”)一起供应到环氧乙烷吸收器以从环氧化反应产物吸收环氧乙烷。环氧乙烷吸收器产生包含环氧乙烷的水性产物流，通常称为“富吸收剂”，其接着供应到环氧乙烷汽提器，其中蒸汽通常反向地引入以将环氧乙烷以蒸气流形式分离。分离的环氧乙烷以更浓缩水性环氧乙烷流形式在环氧乙烷汽提器顶部处或其附近被抽出，而以底部物形式从环氧乙烷汽提器抽出的水性流通常循环到环氧乙烷吸收器以再用作贫吸收剂。从环氧乙烷汽提器抽出的水性环氧乙烷流接着经进一步反应以得到乙二醇，其通过水解反应器中的直接水解(即使环氧乙烷与大量过量的水热反应)或者通过使环氧乙烷与二氧化碳在羧化反应器中在羧化催化剂存在下反应以产生碳酸亚乙酯。可接着连同水一起将碳酸亚乙酯供应到水解反应器并在水解催化剂存在下经受水解以得到乙二醇。环氧乙烷的直接水解通常产生大致90-92重量％单乙二醇(MEG)的二醇产物(其中其余部分主要为二乙二醇(DEG)、一些三乙二醇(TEG)以及少量高级同系物)，而经由碳酸亚乙酯中间物的反应通常产生超过99重量％MEG的二醇产物。

已努力简化从环氧乙烷获得乙二醇的方法，从而减少所需设备并减少能量消耗。举例来说，GB2107712描述一种制备单乙二醇的方法，其中将来自环氧化反应器的气体直接供应到反应器，在所述反应器中，环氧乙烷转化为碳酸亚乙酯或转化为乙二醇和碳酸亚乙酯的混合物。

类似地，EP0776890描述一种方法，其中来自环氧化反应器的气体供应到环氧乙烷吸收器，其中吸收溶液主要含有碳酸亚乙酯和乙二醇。将吸收溶液中的环氧乙烷供应到羧化反应器并使其与二氧化碳在羧化催化剂，例如含碘化物羧化催化剂存在下反应。吸收溶液中的碳酸亚乙酯随后在添加水的情况下供应到水解反应器并在水解催化剂，如碱金属氢氧化物存在下经受水解。

EP 2178815描述制备单乙二醇的反应性吸收方法，其中来自环氧化反应器的气体供应到吸收器并使环氧乙烷与包含至少20重量％水的贫吸收剂在一种或多种促进羧化和水解的催化剂存在下接触并且大多数环氧乙烷在吸收器中转化为碳酸亚乙酯或乙二醇。

在此些情况中的每一种中，将从环氧乙烷吸收器产生含有未由再循环吸收剂流吸收的气体的循环气体流。通常，此循环气体流的至少一部分在二氧化碳吸收塔中经处理并接着与绕过二氧化碳吸收塔的循环气体流的任何部分重组。接着使合并的气体循环到环氧化反应器。