CH649542A5 - Procedimento per l'assorbimento isotermico dell'ossido di etilene mediante l'impiego di assorbitori a film. - Google Patents
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Description
L'invenzione si riferisce ad un procedimento per l'assorbimento isotermico dell'ossido di etilene contenuto nel gas proveniente dall'impianto per la produzione di ossido di etilene.
È noto che nella produzione dell'ossido di etilene secondo il processo tradizionale ad ossigeno si ottiene un gas a circa 107°C e 20 bar con la seguente composizione tipica:
C2H4
38,26% voi.
o2
3,59% voi.
ETO
1,47% voi.
c02
41,44% voi.
c2h6
0,61% voi.
n2
4,70% voi.
Ar
8,56% voi.
h2o
1,37% voi.
100,00% voi.
Secondo i procedimenti di assorbimento già noti questo gas, contenente 1,47% voi. di ossido di etilene viene inviato ad un assorbitore adiabatico alimentato con acqua, dalla testa del quale esce un gas senza ossido di etilene contenente il 39,36% voi. di C2H4 ed il 42,46% voi. di CO2 parte del quale è spurgato dal sistema per evitare accumulo di inerti al reattore dell'ossido di etilene e parte decarbonatato prima di essere riciclato allo stesso reattore dell'ossido insieme alla parte restante di gas.
Dal fondo dell'assorbitore si ottiene invece una soluzione ad una temperatura di 62°C con 1,92% p. di ossido di etilene oltre ad un certo quantitativo di C2H4 e CO2.
Questa soluzione viene fatta espandere a 5,1 bar e successivamente preriscaldata a 99°C ed inviata ad uno stripper operante a pressione cieca atmosferica dove l'ossido di etilene, l'etilene e l'anidride carbonica sono allontanati dall'acqua utilizzando una corrente di vapore esterno.
Il gas uscente dallo stripper a 98 °C viene raffreddato a 30° C ed inviato in un secondo assorbitore adiabatico alimentato con acqua dove viene riassorbito l'ossido di etilene ottenendo una soluzione con circa il 10% p. di ossido di etilene che viene inviato all'impianto di produzione dei glicoli.
Per mettere in evidenza le differenze tra il processo noto e il processo oggetto della presente invenzione descriviamo qui di seguito i due processi riferendoci alla fig. 1 che rappresenta lo schema del processo noto e alla fig. 2 che rappresenta lo schema del processo oggetto dell'invenzione.
Le condizioni di esercizio (pressioni, temperature iniziali del gas e composizioni) sono riportate a solo titolo esemplificativo.
Infatti la temperatura del gas alimentato all'assorbitore a film nel processo oggetto della presente invenzione può variare da 5 a 60° C e la pressione può variare da 1,02 a 30,6 bar. Il contenuto di ossido di etilene nel gas alimentato all'assorbitore a film può arrivare fino al 90% in volume. Con riferimento allo schema di fig. 1 il gas 1 proveniente dal reattore dell'ossido di etilene parzialmente raffreddato a 107° C ad alla pressione di 19,6 bar entra insieme al gas di riciclo 31 tramite la tubazione 2 nell'assorbitore adiabatico 3 alimentato in testa con acqua a 30° C proveniente dal fondo dello stripper 36 attraverso le tubazioni 51, 53, 54, 56, lo scambiatore 34 ed il refrigerante 55 tramite la pompa 52.
Il gas uscente dalla testa dell'assorbitore 3 attraverso la tubazione 4 viene in parte riciclato al reattore dell'ossido di etilene tramite le tubazioni 6, 8, e dopo miscelazione con il gas decarbonatato proveniente dalla colonna 11 attraverso la tubazione 7, in parte spurgato dal sistema tramite la tubazione 9, ed in parte inviato mediante la tubazione 10 alla colonna di decarbonatazione 11 che opera a 19,4 bar ed è alimentata in testa con una soluzione di carbonato di potassio proveniente attraverso le tubazioni 18, 20 tramite la pompa 19 dalla colonna di degasag-gio 16 che opera a pressione atmosferica e sul fondo della quale è inviata aria attraverso le tubazioni 21, 23 tramite il ventilatore 22 nonché l'acqua di reintegro e la soluzione del carbonato di potassio iniziale mediante la tubazione 24. Il carbonato di potassio reagisce con la CO2 presente nella colonna 11 trasformandosi in bicarbonato. La soluzione di bicarbonato uscente dal fondo della colonna 11 tramite la tubazione 12 è inviata allo scambiatore 13 dove è riscaldata con vapore esterno e successivamente attraverso la valvola di flash 14 e la tubazione 15 alla colonna di degasaggio 16, dove il bicarbonato libera la CO2 assorbita nella colonna 11 e si trasforma in carbonato.
La CO2 è allontanata in testa alla colonna 16 tramite la tubazione 17. La soluzione di ossido di etilene ottenuta sul fondo dell'assorbitore 3 è fatta espandere mediante la valvola 26 e la tubazione 27 nel recipiente 28.
I vapori prodotti in 28 sono inviati tramite la tubazione 29 al compressore 30 e riciclati mediante le tubazioni 31,2 all'assorbitore 3.
La soluzione di ossido di etilene dal fondo del recipiente 28 passa tramite la valvola 32, le tubazioni 33, 35 ed il preriscaldatore 34 allo stripper 36 che opera a 1,4 bar e dove l'impiego di vapore diretto introdotto sul fondo tramite la tubazione 37 si realizza lo strippaggio dell'ossido di etilene e degli inerti.
I vapori di testa dello stripper 36 vengono inviati, dopo raffreddamento nel refrigerante 39, mediante le tubazioni 38, 40 ad un secondo assorbitore adiabatico 41 alimentato in testa con acqua a 30°C attraverso le tubazioni 46, 48, 50, il refrigerante 49 tramite la pompa 47. Gli inerti vengono allontanati dalla testa dell'assorbitore 41 tramite la tubazione 42.
Sul fondo dell'assorbitore 41 si raccoglie una soluzione acquosa al 10% p. di ossido di etilene che viene inviata attraverso le tubazioni 43, 45 tramite la pompa 44 all'impianto di produzione dei glicoli.
Facciamo ora riferimento allo schema di fig. 2 per descrivere il procedimento oggetto dell'invenzione.
II gas 1 proveniente dal reattore dell'ossido di etilene, parzialmente raffreddato a 107°C ed alla pressione di 20 bar, viene ulteriormente raffreddato fino a 35° C nel refrigerante ad acqua 2 ed inviato, tramite la tubazione 3 nel separatore della condensa 4.
Il gas a 35 °C dal separatore 4 passa, tramite la tubazione 6, all'assorbitore a film isotermo 7 alimentato in testa con acqua a 30° C attraverso le tubazioni 20, 22, 23, 24, lo scambiatore 9 mediante la pompa 21.
Una piccola parte dell'acqua a 30°C è pure inviata tramite la tubazione 25 in testa ad un secondo assorbitorino a film isotermo 17.
Nei due assorbitori a film 7 e 17 il calore è asportato dall'acqua raffreddata a circa 5°C in un ciclo frigorifero 53 a sali di litio e fatta circolare nel mantello dei due assorbitori tramite la pompa 54 attraverso le tubazioni 55, 56, 57.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
3
649 542
La soluzione al 6,5% p. di ossido di etilene dal fondo dell'assorbitore a film 7 passa tramite le tubazioni 8, 10, il preriscaldatore 9 e la valvola 11 al recipiente di flash 12 a 1,53 bar, al fondo del quale si raccoglie una soluzione al 6,4% p. circa di ossido di etilene priva di inerti che viene inviata all'impianto di produzione dei glicoli attraverso le tubazioni 14, 16 tramite la pompa 15. I vapori prodotti nel recipiente 12 contengono una piccola quantità di ossido di etilene che deve tuttavia essere recuperata e ciò viene realizzato inviando questi vapori mediante la tubazione 13 in un altro assorbitore a film isotermo 17 pure alimentato in testa con acqua a 30° C.
Neil'assorbitorino 17 a 1,53 bar vengono pure inviate le condense prodotte in 4 tramite la tubazione 5 e la valvola 18. Sul fondo del secondo assorbitorino a film 17 si ottiene una soluzione di ossido di etilene a 20°C che viene riciclata mediante la tubazione 19 al recipiente 12. Il gas uscente dalla testa dell'assorbitore a film 7 attraverso la tubazione 29 viene in parte spurgato dal sistema tramite la tubazione 30, in parte riciclato al reattore dell'ossido di etilene tramite le tubazioni 31, 38 e 39 dopo miscelazione in 37 con il gas decarbonatato proveniente dalla colonna 35 tramite la tubazione 36 ed in parte inviato mediante le tubazioni 32, 34 alla colonna di decarbonatazione 35 che opera a 19,9 bar ed è alimentata in testa con una soluzione di carbonato di potassio proveniente attraverso le tubazioni 46, 48 tramite la pompa 47 dalla colonna di degasaggio 44 che opera a pressione atmosferica e sul fondo della quale è inviata aria attraverso le tubazioni 49, 51 mediante il ventilatore 50. Sul fondo della colonna 44 è pure inviata l'acqua di reintegro mediante la tubazione 52.
La CO2 è allontanata in testa alla colonna 44 tramite la tubazione 45.
La soluzione ricca in CO2 uscente dal fondo della colonna 35 tramite la tubazione 40 è inviata allo scambiatore 41 dove è riscaldata con vapore esterno e successivamente attraverso la tubazione 42 e la valvola di flash 43 alla colonna di degasaggio 44.
I vapori di testa dell'assorbitorino a film 17, e che contengono un piccolo quantitativo di etilene che deve essere recuperato, vengono inviati attraverso le tubazioni 26, 28, 34 mediante il compressore 27 alla colonna di decarbonatazione 35 previa miscelazione in 33 con la corrente 32 proveniente dalla testa dell'assorbitore a film 7. Per dimostrare i vantaggi del processo 5 oggetto della presente invenzione rispetto al processo noto, è stata effettuata una prova alimentando la stessa quantità di gas avente la stessa composizione a un impianto del tipo noto (fig. 1) e a un impianto di nuovo tipo (fig. 2).
Si sono ottenuti i seguenti risultati:
10
15
Processo noto schema fig. 1
Processo con assorbitori a film schema fig. 2
Quantità di gas all'assorbitore
175566 Nm3/h
175566 Nm3/h
Contenuto di ossido di etilene
20
Pressione
1,47% Voi.
1,47% Voi.
20 bar
20 bar
Temperatura
107°C
107°C
Ossido di etilene 4 ottenuto
5072 Kg/h
5072 Kg/h
25 Consumo di vapore saturo a 2 bar
15073 Kg/h
8533 Kg/h
Consumo energia elettrica
470,7 Kwh/h
312,6 Kwh/h
30 Consumo acqua di raffreddamento
1500 m3/h
836 m3/h
I risparmi di vapore e di energia elettrica realizzati con il 35 processo oggetto della presente invenzione rispetto al processo noto sono i seguenti:
100.(15073-8533)/15073 = 43,4% per il vapore 100.(470,7-312,6)/470,7 = 33,6% per l'energia elettrica.
1 foglio disegni
Claims (2)
1. Procedimento per l'assorbimento isotermico dell'ossido di etilene contenuto nel gas proveniente dall'impianto per la produzione di ossido di etilene, caratterizzato dal fatto che il gas viene prima raffreddato a una temperatura compresa tra 5 e 60° C ed inviato poi a pressione che può variare da 1,02 a 30,6 bar ad un assorbitore del tipo a film isotermo alimentato con acqua, dal fondo del quale si ottiene una soluzione di ossido di etilene ad alta concentrazione, che viene inviata, previo ricupero dell'etilene ancora in soluzione, direttamente all'impianto di produzione dei glicoli.
2. Procedimento come da rivendicazione 1 in cui il gas proveniente dall'impianto per la produzione di ossido di etilene contiene ossido di etilene fino al 90% in volume.
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