JPH0625197B2 - エチレンオキシドの精製方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エチレンオキシドの精製方法に関するもので
ある。エチレンを銀触媒の存在下、分子状酸素含有ガス
により接触気相酸化して生成したエチレンオキシドを含
有する反応生成ガスをエチレンオキシド吸収塔へ導入し
吸収液と向流接触させ、吸収塔頂部よりのガスはエチレ
ン酸化反応工程へ循環し、エチレンオキシドを含む吸収
塔底液は放散塔へ供給し、放散塔頂からエチレンオキシ
ドを放散せしめ、エチレンオキシドおよび水を含む留出
物を凝縮させ、脱水塔で水分を分離し、軽質分分離塔で
軽質分を分離し、ついでエチレンオキシド精留塔でエチ
レンオキシドを精留する工程において、エチレンオキシ
ド放散塔およびエチレンオキシド精留塔の系外から与え
る加熱エネルギーを低減させるエチレンオキシドの精製
方法に関するものである。

（従来の技術） エチレンオキシドは一般につぎのようにして精製され
る。エチレンと分子状酸素含有ガスとを銀触媒上で接触
気相酸化して生成するエチレンオキシドを含む反応生成
ガスをエチレンオキシド吸収塔へ導き水を主とする吸収
液と向流接触させエチレンオキシド水溶液として回収
し、ついでエチレンオキシド放散塔へ送り、放散塔底部
を加熱用蒸気で加熱することによってエチレンオキシド
を水溶液から放散させ放散塔底部より抜き出された実質
的にエチレンオキシドを含まない水溶液は吸収液として
循環使用し、エチレンオキシド放散塔頂部より放散され
るエチレンオキシド、水、二酸化炭素、不活性ガス（窒
素、アルゴン、メタン、エタン、）の他ホルムアルデヒ
ド等の低沸点不純物およびアセトアルデヒド、酢酸等の
高沸点不純物を含む放散物を脱水工程、軽質分分離工程
および重質分分離工程の各々を経て精製しエチレンオキ
シドを製造することができる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このようなエチレンオキシドの精留方法
はエチレンオキシド放散塔およびエチレンオキシド精留
塔における加熱用蒸気量を多量に消費する問題があっ
た。本発明はこれらのエチレンオキシド精留工程におけ
る省エネルギーについて研究した結果、エチレンオキシ
ド放散塔より放散される蒸気およびエチレンオキシド精
留塔頂部より発生する蒸気のエネルギーの有効利用に着
眼し本発明を完成した。

（問題点を解決するための手段） エチレンを銀触媒の存在下、分子状酸素含有ガスにより
接触気相酸化して生成したエチレンオキシドを含有する
反応生成ガスをエチレンオキシド吸収塔へ導入し、吸収
液と向流接触させ、吸収塔頂部よりのガスはエチレン酸
化反応工程へ循環し、エチレンオキシドを含む吸収塔底
液は放散塔へ供給し、放散塔頂部からエチレンオキシド
を放散せしめ、エチレンオキシドおよび水を含む留出物
を凝縮させ、脱水塔で水分を分離し、軽質分分離塔で軽
質分を分離し、ついでエチレンオキシド精留塔でエチレ
ンオキシドを精留する工程において、放散塔から放散さ
れる放散物をエチレンオキシド精留塔の加熱源に使用
し、エチレンオキシド精留塔のエチレンオキシド蒸気を
ヒートポンプの冷媒蒸発器へ送り、エチレンオキシド蒸
気を液化させ、液化した液の一部はエチレンオキシド精
留塔へ還流液として還流し、液化した液の他部はエチレ
ンオキシド製品として抜き出し、ヒートポンプの冷媒蒸
発器で熱交換し蒸発した冷媒は冷媒圧縮機で圧縮した
後、エチレンオキシド放散塔の加熱源とした後、さらに
エチレンオキシド精留塔加熱源として使用することを特
徴とするエチレンオキシドの精製方法に関するものであ
る。

本発明においてエチレンオキシド吸収塔へ供給される吸
収液の温度は５〜４０℃、好ましくは１０〜３５℃であ
り、吸収液の組成はPHが５〜１２、好ましくは６〜１
１、エチレングリコール濃度が１〜４０重量％、好まし
くは５〜３０重量％、消泡剤濃度が０．１ppm以上、好
ましくは１〜１００ppm、残り水の範囲に制御される。
吸収液中のエチレングリコール濃度を一定に保持するた
めエチレンオキシド吸収塔とエチレンオキシド放散塔と
を循環する吸収液の一部をエチレンオキシド放散塔底部
から抜き出し副生エチレングリコール濃縮塔へ送り、必
要により新鮮な水が導入され制御される。PHの調節は、
たとえばカリウム、ナトリウムのようなアルカリ金属の
水酸化物や炭酸塩等の吸収液に溶解する化合物を添加す
ることにより行うのが好ましく、添加剤は具体的には水
酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムが好ましい。

消泡剤は、エチレンオキシド、副生エチレングリコール
等に不活性であり、吸収液の消泡効果を有するものであ
ればいかなる消泡剤でも使用でき、代表的な例としては
水溶性シリコンエマルションが吸収液への分散性、希釈
安定性、熱安定性が優れているので効果的である。

エチレンオキシド吸収塔の操作条件は、反応生成ガス中
のエチレンオキシド濃度が０．５〜５容量％、好ましく
は１．０〜４容量％であり、エチレンオキシド吸収塔の
操作圧は２〜４０kg/cm²G、好ましくは１０〜３０kg/cm
²Gである。エチレンオキシド放散塔の操作条件は、エチ
レンオキシド放散塔頂圧力０．１〜２．０kg/cm²G、好
ましくは０．３〜０．６kg/cm²G、エチレンオキシド放
散塔頂温度８５〜１２０℃、エチレンオキシド放散塔底
温度１００〜１３０℃、エチレンオキシド放散塔底エチ
レンオキシド濃度は１０ppm以下、好ましくは０．５ppm
以下である。

本発明においてエチレンオキシド脱水塔へ供給される供
給蒸気の温度は５〜４０℃、好ましくは１０〜３５℃で
あり、供給蒸気のエチレンオキシド濃度は８０〜９８重
量％の範囲である。

エチレンオキシド脱水塔の操作条件は、脱水塔頂圧力０
〜２kg/cm²G、好ましくは０．３〜０．６kg/cm²G、脱水
塔頂温度１０〜４０℃、脱水塔底温度１００〜１３０℃
の範囲である。脱水塔底エチレンオキシド濃度は１００
ppm以下、好ましくは１０ppm以下の範囲である。

本発明においてエチレンオキシド軽質分分離塔へ供給さ
れる供給液の温度は０〜５０℃、好ましくは５〜３０℃
であり、供給液の組成は大部分がエチレンオキシドで、
わずかのホルムアルデヒド等のアルデヒド類及び水を含
んでいる。

エチレンオキシドの軽質分分離塔の操作条件は、軽質分
分離塔頂圧力１〜１０kg/cm²G好ましくは３〜７kg/cm²G
の範囲である。

軽質分分離塔頂温度３０〜９０℃、軽質分分離塔底温度
０〜90℃の範囲である。

軽質分分離塔底エチレンオキシド濃度は９９．５重量％
以上、好ましくは９９．９５重量％以上の範囲である。

本発明においてエチレンオキシド精留塔は棚段塔型式お
よび充填塔型式がある。

棚段塔型式の蒸留塔の棚段としては種々あるがバブルキ
ヤップトレイ、ユニフラックストレイ、ターボグリッド
トレイ、リップトレイ、フレキシトレイ、シーブトレ
イ、バラストトレイ等が挙げられる。また、充填塔型式
の精留塔の充填物としては、ラシヒリング、ポールリン
グ、サドル型リング、スパイラルリング、マクマホンパ
ッキング、インターロックスメタルパッキング、一理論
段数あたり２〜３mmHg以下の圧力損失を有する充填物、
織物または編物構造の金網積層板等が挙げられる。本発
明においてエチレンオキシド精留塔へ供給される供給液
の温度は３０〜９０℃、好ましくは５０〜７０℃であ
り、供給液の組成はエチレンオキシド濃度が９９重量％
以上、好ましくは９９．９重量％以上の範囲に制御され
る。

エチレンオキシドの精留塔の操作条件は、精留塔頂圧力
１．０〜８．０kg/cm²G、好ましくは２．０〜５．０kg/
cm²G、精留塔頂温度４０〜６５℃、精留塔底温度４５〜
７０℃、精留塔底エチレンオキシド濃度は３０〜９０重
量％、好ましくは４０〜８０重量％の範囲である。

本発明においてエチレンオキシドの精留分離はエチレン
オキシド精留塔の塔底部に付属するリボイラーで発生し
た蒸気が蒸留塔内で降下する液と接触し、物質交換、熱
交換し、沸点の低い成分の濃度が大になりながら蒸留塔
内を上昇し、エチレンオキシド精留塔頂部より凝縮器に
導かれ、凝縮液は一部蒸留塔内に還流液として戻し、他
部は留出物として抜き出されエチレンオキシド製品とし
て得ることができる。

本発明のヒートポンプは、精留塔頂からのエチレンオキ
シド蒸気凝縮器を兼ねた冷媒蒸発器、冷媒蒸気を圧縮す
るための冷媒圧縮機およびエチレンオキシド放散塔リボ
イラーを兼ねた冷媒凝縮器からなり、それに付随した機
器、配管類により構成される。

本発明のヒートポンプの操作条件は、エチレンオキシド
精留塔頂部より出た温度４０〜６５℃のエチレンオキシ
ド蒸気をエチレンオキシド蒸気凝縮器を兼ねた冷媒蒸発
器に導入し、冷媒蒸発器内の冷媒に凝縮潜熱を与えるこ
とによりエチレンオキシド蒸気は凝縮し、冷媒はエチレ
ンオキシド蒸気より５〜１５℃低い温度で蒸発する。蒸
発した冷媒蒸気は冷媒圧縮機によりエチレンオキシド放
散塔低部温度より５〜１５℃高い冷媒の飽和温度を示す
圧力迄圧縮され、エチレンオキシド放散塔リボイラーを
兼ねた冷媒凝縮器に導入されエチレンオキシド放散塔底
液に凝縮潜熱を与えることにより凝縮し凝縮液はさらに
エチレンオキシド精留塔リボイラーへ送られ液顕熱を与
えた後、冷媒蒸発器へ循環され再び蒸発するというサイ
クルを繰り返す。

本発明のヒートポンプの作動流体としての冷媒はヒート
ポンププロセス中で蒸発、凝縮を繰り返して使用される
ため、その選択に当っては熱力学的性質の他に熱的及び
化学的に安定であること及び取り扱い上からは臭気、毒
性、爆発性を有しないことが要求される。

本発明で使用できる冷媒としてはＲ−１１３、Ｒ−１１
４、ｎ−ペンタン等が挙げられるが本発明のヒートポン
プの作動流体としてはｎ−ペンタンが好ましい。

本発明において精留塔底液はアセトアルデヒド、水およ
び酢酸等の高沸点不純物からなる重質分である。

本発明の特徴は、エチレンを銀触媒の存在下、分子状酸
素含有ガスにより接触気相酸化して生成したエチレンオ
キシドを含有する反応生成ガスをエチレンオキシド吸収
塔へ導入し吸収液と向流接触させ、エチレンオキシド吸
収塔頂部よりのガスの一部はエチレン酸化反応工程へ循
環し、エチレンオキシドを含むエチレンオキシド吸収塔
底液はエチレンオキシド放散塔へ供給し、エチレンオキ
シド放散塔頂部からエチレンオキシドを放散せしめ、エ
チレンオキシド放散塔底部より抜き出した液は熱交換器
にてエチレンオキシド吸収塔底液と熱交換した後，冷却
器にて冷却し、エチレンオキシド吸収塔へ導き、吸収液
として循環使用し、残部はその液に含まれるエチレング
リコールを濃縮するため副生エチレングリコール濃縮塔
へ送る工程において、エチレンオキシド精留塔より蒸発
するエチレンオキシド蒸気が有する熱エネルギーを回収
し、その回収熱エネルギーの有効利用を計ることであ
る。

その手段として、エチレンオキシド精留塔頂部よりのエ
チレンオキシド蒸気を、エチレンオキシド凝縮器へ送
り、エチレンオキシドを液化し、液の一部はエチレンオ
キシド精留塔へ還流し、液の他部はエチレンオキシド製
品として抜き出し、ヒートポンプの冷媒圧縮機の冷媒蒸
発器で熱交換し蒸発した冷媒はヒートポンプの冷媒圧縮
機に送られ圧縮した後、エチレンオキシド放散塔の加熱
器およびエチレンオキシド精留塔の加熱器へ送り、加熱
源とした後、エチレンオキシド凝縮器に循環する方法が
採用される。

本発明をさらに詳しく述べるために図−１に基づいて説
明する。

図−１においてエチレンを銀触媒の存在下、分子状酸素
含有ガスにより接触気相酸化して生成するエチレンオキ
シドを含む反応生成ガスを導管（１）を通して、充填塔
あるいは棚段塔形式のエチレンオキシド吸収塔（２）の
下部へ供給し、導管（２４）よりエチレンオキシド吸収
塔（２）の上部へ吸収液を導入し、反応生成ガスと向流
接触させ、反応生成ガス中の９９重量％以上のエチレン
オキシドを回収し、エチレンオキシド吸収塔（２）の塔
頂より吸収しなかったエチレン、酸素、二酸化炭素、不
活性ガス（窒素、アルゴン、メタン、エタン）、アルデ
ヒド、酸性物質等のガスは導管（３）を通して二酸化炭
素吸収工程および／または酸化反応工程へ循環される。
この吸収工程においてエチレンオキシドの他、エチレ
ン、酸素、二酸化炭素、不活性ガス（窒素、アルゴン、
メタン、エタン、）ならびにエチレン酸化反応工程で生
成したホルムアルデヒド等の低沸点不純物、アセトアル
デヒド、酢酸等の高沸点不純物もその実質量が同時に吸
収される。エチレンオキシド吸収塔（２）の塔底液を導
管（４）を通して熱交換器（５）へ送りエチレンオキシ
ド放散塔底液と熱交換して温度７０〜１１０℃に高め、
導管（６）により気液分離タンク（７）へ送られ、不活
性ガスが導管（８）により分離される。一部エチレンオ
キシド、水を含む液は導管（９）を通して塔頂 圧力
０．１〜２．０kg/cm²G、温度８５〜１２０℃のエチレ
ンオキシド放散塔（１０）の上部へ供給し、エチレンオ
キシド放散塔（１０）の加熱器（１１）へ導管（１２）
を通して水蒸気またはダウサム（ダウ社 熱媒体商品）
等の加熱媒体を供給して加熱するか、または直接エチレ
ンオキシド放散塔（１０）の下部へ水蒸気を導入する加
熱方式により加熱し、吸収液中に含まれるエチレンオキ
シドの９９重量％以上を放散せしめ、エチレンオキシド
放散塔（１０）の底部よりエチレンオキシドを実質的に
含まない温度１００〜１３０℃のエチレンオキシド放散
塔底液の一部は導管（１３）および導管（１４）を通し
て熱交換器（５）でエチレンオキシド吸収塔（２）の塔
底液と熱交換し、さらに冷却器（１７）により冷却し、
ついで吸収液中のエチレングリコール濃度を調節するた
め新鮮な水を導管（２１）を通して導入し、吸収液中の
pHを調節するため導管（２２）を通して水酸化カリウム
水溶液を添加し、吸収液中の消泡剤濃度を調節するため
導管（２３）を通して消泡剤をエチレンオキシド吸収塔
（２）へそれぞれ導入することができる。エチレンを分
子状酸素で酸化する酸化工程およびエチレンオキシド放
散工程の間で吸収液中にエチレンオキシドと水との水和
反応で生成する副生エチレングリコールおよびホルムア
ルデヒド等の低沸点不純物、アセトアルデヒドおよび酢
酸等の高沸点不純物の増加を防ぐため、放散塔（１０）
の塔底より導管（１３）および（２６）を通して放散塔
（１０）の塔底液を抜き出し、副生エチレングリコール
濃縮工程に送られる。

エチレンオキシド放散塔（１０）の塔頂部より放散され
るエチレンオキシドを含む放散蒸気は導管（２７）を通
してエチレンオキシド精留塔（５５）のリボイラー（８
１）に導入しエチレンオキシド精留塔底液を加熱した
後、未凝縮蒸気および凝縮した液を導管（８２）を通し
て凝縮器（８３）へ送り、凝縮液は導管（８６）を通し
てエチレンオキシド放散塔頂部（１０）へ供給される。
未凝縮蒸気は導管（８７）を通して脱水塔（３５）へ供
給される。

脱水塔（３５）のリボイラー（３６）により水蒸気また
はダウサム（ダウ社 熱媒体商品）等の加熱媒体を導管
（３７）を通して導入し加熱するか、または直接脱水塔
（３５）の下部へ水蒸気を導入する加熱方式により加熱
し、脱水塔（３５）の塔底より導管（３８）を通してエ
チレンオキシドを実質的に含まない水が抜き出される。

脱水塔（３５）の塔頂部よりエチレンオキシドを含む蒸
気は導管（３９）を通して凝縮器（４０）へ送り、凝縮
液の一部は導管（４３）を通して脱水塔（３５）の塔頂
部へ還流液として還流し、軽質分ガスを含む未凝縮蒸気
は導管（３３）を通して再エチレンオキシドを回収する
ための再吸収塔へ供給される。

脱水塔（３５）の塔頂部より実質的に水分を含まないエ
チレンオキシド蒸気は、導管（３９）を通して凝縮器
（４０）へ送られ凝縮し凝縮液の一部は導管（４３）を
通して脱水塔の頂部に還流として還流し凝縮液の他部は
導管（４４）を通して軽質分分離塔（４５）へ供給され
る。

軽質分分離塔（４５）のリボイラー（４６）に水蒸気ま
たはダウサム（ダウ社商品）等の加熱媒体を導管（４
７）を通して導入し加熱する方式により軽質分分離塔底
液を加熱し、軽質分分離塔（４５）の塔頂部より不活性
ガスを含むエチレンオキシド蒸気は導管（４８）を通し
て凝縮器（４９）へ送り、凝縮液を導管（５２）を通し
て軽質分分離塔（４５）の塔頂部へ還流し、凝縮器（４
９）の不活性ガスを含む未凝縮蒸気は導管（５３）を通
してエチレンオキシドを回収するため再エチレンオキシ
ド吸収塔（図示してない）へ供給される。

軽質分を分離されたエチレンオキシドは軽質分分離塔
（４５）の塔底より導管（５４）を通して充填塔および
棚段塔形式の精留塔（５５）へ供給される。

エチレンオキシド精留塔（５５）のリボイラー（７９）
へ導管（７８）よりヒートポンプの冷媒凝縮液を供給
し、また、エチレンオキシド放散塔（１０）頂部の蒸気
をエチレンオキシド精留塔（５５）のリボイラー（８
１）へ導入することにより加熱して精留を行ない、エチ
レンオキシド精留塔頂部よりエチレンオキシド蒸気を導
管（６９）を通して、ヒートポンプの冷媒蒸発器（７
０）へ送り、液化し、一部は導管（７２）を通してエチ
レンオキシド精留塔（５５）の塔頂部へ還流液として還
流し、他部は導管（７３）を通してエチレンオキシド製
品として抜き出した。冷媒蒸発器（７０）の不活性ガス
を含む未凝縮蒸気は導管（７１）を通してエチレンオキ
シドを回収するため再エチレンオキシド吸収塔（図示し
てない）へ供給される。

ヒートポンプの冷媒蒸発器（７０）でエチレンオキシド
の凝縮潜熱を受け蒸発した冷媒は導管（７４）を通して
冷媒圧縮機（７５）に送られ圧縮した後、導管（７６）
でエチレンオキシド放散塔のリボイラーを兼ねた冷媒凝
縮器（７７）へ導かれエチレンオキシド放散塔底部の液
に凝縮潜熱を与えることによりエチレンオキシド放散塔
の加熱源として使用する。さらに、導管（７８）でエチ
レンオキシド精留塔のリボイラーを兼ねた冷媒凝縮器
（７９）へ導かれエチレンオキシド精留塔底液の液に冷
媒の液顕熱を与えることによりエチレンオキシド精留塔
の加熱源として使用される。エチレンオキシド精留塔底
液に液顕熱を与えた冷媒は導管（８０）を経てエチレン
オキシド凝縮器を兼ねた冷媒蒸発器（７０）に循環され
る。特にこの冷媒はエチレンオキシド放散塔およびエチ
レンオキシド精留塔の加熱源として十分使用することが
できる。

本発明をさらに詳しく述べるために従来公知の方法を図
−２に基づいて説明する。

図−２においてエチレンを銀触媒の存在下、分子状酸素
含有ガスにより接触気相酸化して生成するエチレンオキ
シドを含む反応生成ガスを導管（１）を通して、充填塔
あるいは棚段塔形式のエチレンオキシド吸収塔（２）の
下部へ供給し、導管（２４）よりエチレンオキシド吸収
塔（２）の上部へ吸収液を導入し、反応生成ガスと向流
接触させ、反応生成ガス中の９９重量％以上のエチレン
オキシドを回収し、エチレンオキシド吸収塔（２）の塔
頂より吸収しなかったエチレン、酸素、二酸化炭素、不
活性ガス（窒素、アルゴン、メタン、エタン）、アルデ
ヒド、酸性物質等のガスは導管（３）を通して二酸化炭
素吸収工程および／または酸化反応工程へ循環される。
この吸収工程においてエチレンオキシドの他、エチレ
ン、酸素、二酸化炭素、不活性ガス（窒素、アルゴン、
メタン、エタン）、ならびにエチレン酸化反応工程で生
成したホルムアルデヒド等の低沸点不純物、アセトアル
デヒド、酢酸等の高沸点不純物もその実質量が同時に吸
収される。エチレンオキシド吸収塔（２）の塔底液を導
管（４）を通して熱交換器（５）へ送りエチレンオキシ
ド放散塔底液と熱交換して温度７０〜１１０℃に高め、
導管（６）により気液分離タンク（７）へ送られ不活性
ガスが導管（８）により分離される。一部エチレンオキ
シド、水を含む液は導管（９）を通して塔頂圧力０．１
〜２kg/cm²G、温度８５〜１２０℃のエチレンオキシド
放散塔（１０）の上部へ供給し、エチレンオキシド放散
塔（１０）の加熱器（１１）に水蒸気またはダウサム
（ダウ社 熱媒体商品）等の加熱媒体で導管（１２）を
通して導入し加熱するか、または直接エチレンオキシド
放散塔（１０）の下部へ水蒸気を導入する加熱方式によ
り加熱し、吸収液中に含まれるエチレンオキシドの９９
重量％以上を放散せしめ、エチレンオキシド放散塔（１
０）の底部よりエチレンオキシドを実質的に含まない温
度１００〜１３０℃のエチレンオキシド放散塔底液の一
部は導管（１３）および導管（１４）を通して熱交換器
（５）でエチレンオキシド吸収塔（２）の塔底液と熱交
換し、さらに冷却器（１７）により冷却し、ついで吸収
液中のエチレングリコール濃度を調節するため新鮮な水
を導管（２１）を通して導入し、吸収液中のpHを調節す
るため導管（２２）を通して水酸化カリウム水溶液を添
加し、吸収液中の消泡剤濃度を調節するため導管（２
３）を通して消泡剤をエチレンオキシド吸収液へそれぞ
れ導入することができる。エチレンを分子状酸素で酸化
する酸化工程およびエチレンオキシド放散工程の間で吸
収液中にエチレンオキシドと水との水和反応で生成する
副生エチレングリコールおよびホルムアルデヒド等の低
沸点不純物、アセトアルデヒドおよび酢酸等の高沸点不
純物の増加を防ぐためエチレンオキシド放散塔（１０）
の塔底より導管（１３）および（２６）を通してエチレ
ンオキシド放散塔（１０）の塔底液を抜き出し、副生エ
チレングリコール濃縮工程に送られる。

一方、エチレンオキシド放散塔（１０）の塔頂部より放
散されるエチレンオキシドを含む放散蒸気は導管（２
７）を通して凝縮器（２８）へ送り、凝縮液は導管（３
１）を通してエチレンオキシド放散塔（１０）の塔頂部
へ還流し、エチレンオキシドに富んだ未凝縮蒸気は導管
（３２）を通して脱水塔（３５）へ供給される。

脱水塔（３５）のリボイラー（３６）により水蒸気また
はダウサム（ダウ社商品）等の加熱媒体を導管（３７）
を通して導入し加熱するか、または直接脱水塔（３５）
の下部へ水蒸気を導入する加熱方式により加熱し、脱水
塔（３５）の塔底より導管（３８）を通してエチレンオ
キシドを実質的に含まない水が抜き出される。

脱水塔（３５）の塔頂部よりエチレンオキシドを含む蒸
気は導管（３９）を通して凝縮器（４０）へ送り、凝縮
液の一部は導管（４３）を通して脱水塔（３５）の塔頂
部へ還流液として還流し、凝縮液の他部は導管（４４）
を通して軽質分分離塔（４５）へ供給される。未凝縮蒸
気は導管（３３）を通して再吸収塔（図示していない）
へ供給される。

軽質分分離塔（４５）のリボイラー（４６）に水蒸気ま
たはダウサム（ダウ社商品）等の加熱媒体を導管（４
７）を通して導入し、加熱する方式により加熱し、軽質
分分離塔（４５）の塔頂部より不活性ガスを含むエチレ
ンオキシド蒸気は導管（４８）を通して凝縮器（４９）
へ送り、凝縮液は導管（５２）を通して軽質分分離塔
（４５）の塔頂部へ還流し、未凝縮蒸気は導管（５３）
を通してエチレンオキシドを回収するため再吸収塔（図
示してない）へ供給される。

一方、軽質分離塔（４５）で軽質分を分離されたエチレ
ンオキシドは軽質分分離塔（４５）の塔底より導管（５
４）を通して精留塔（５５）へ供給され精留塔（５５）
のリボイラー（５６）に水蒸気またはダウサム（ダウ社
商品）等の加熱媒体を導管（５７）を通して導入し加熱
する方式により加熱され、精留塔（５５）の塔頂部より
エチレンオキシド蒸気は導管（６０）を通して凝縮器
（６１）へ送り、凝縮液の一部は導管（６４）を通して
精留塔（５５）の塔頂部へ還流液として還流し、凝縮液
の他部は導管（６５）を通してエチレンオキシド製品と
して得られる。

（実施例） 以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。し
かし本発明はこの実施例のみによって本発明の範囲を規
制するものでない。

実施例１ 図−１においてエチレンを銀触媒の存在下、分子状酸素
含有ガスにより接触気相酸化して生成するエチレンオキ
シドを含む反応生成ガスを導管（１）を通して、棚段塔
形式のエチレンオキシド吸収塔（２）の下部へ供給し、
導管（２４）よりエチレンオキシド吸収塔（２）の上部
へ吸収液を導入し、反応生成ガスと向流接触させ、反応
生成ガス中の９９重量％以上のエチレンオキシドを回収
し、エチレンオキシド吸収塔（２）の塔頂より吸収しな
かったエチレン、酸素、二酸化炭素、不活性ガス（窒
素、アルゴン、メタン、エタン）、アルデヒド、酸性物
質等のガスは導管（３）を通して二酸化炭素吸収工程お
よび／または酸化反応工程へ循環した。この吸収工程に
おいてエチレンオキシドの他、エチレン、酸素、二酸化
炭素、不活性ガス（窒素、アルゴン、メタン、エタ
ン、）ならびにエチレン酸化反応工程で生成したホルム
アルデヒド等の低沸点不純物、アセトアルデヒド、酢酸
等の高沸点不純物もその実質量が同時に吸収された。エ
チレンオキシド吸収塔（２）の塔底液を導管（４）を通
して熱交換器（５）へ送りエチレンオキシド放散塔底液
と熱交換して温度７０〜１１０℃に高め、導管（６）に
より温度６８〜１０８℃、圧力１〜５kg/cm²Gの気液分
離タンク（７）へ送られ不活性ガスが導管（８）により
分離された。一部エチレンオキシド、水を含む液は導管
（９）を通して塔頂力０．１〜２Kg／cm²G、温度８５〜
１２０℃のエチレンオキシド放散塔（１０）の上部へ供
給し、エチレンオキシド放散塔（１０）の加熱器（１
１）により水蒸気の加熱媒体で導管（１２）を通して加
熱する加熱方式により加熱し、吸収液中に含まれるエチ
レンオキシドの９９重量％以上を放散せしめ、エチレン
オキシド放散塔（１０）の底部よりエチレンオキシドを
実質的に含まない温度１００〜１３０℃のエチレンオキ
シド放散塔底液の一部は導管（１３）および導管（１
４）を通して熱交換器（５）でエチレンオキシド吸収塔
（２）の塔底液と熱交換し、さらに冷却器（１７）によ
り冷却し、ついで吸収液中のエチレングリコール濃度を
調節するため新鮮な水を導管（２１）を通して導入し、
吸収液中のpHを調節するため導管（２２）を通して水酸
化カリウム水溶液を添加し、吸収液中の消泡剤濃度を調
節するため導管（２３）を通して消泡剤をエチレンオキ
シド吸収液にそれぞれ導入した。エチレンを分子状酸素
で酸化する酸化工程およびエチレンオキシド放散工程の
間で吸収液中にエチレンオキシドと水との水和反応で生
成する副生エチレングリコールおよびホルムアルデヒド
等の低沸点不純物、アセトアルデヒドおよび酢酸等の高
沸点不純物の増加を防ぐため、放散塔（１０）の塔底よ
り導管（１３）および（２６）を通して放散塔（１０）
の塔底液を抜き出し、副生エチレングリコール濃縮工程
に送られた。

エチレンオキシド放散塔（１０）の塔頂部より放散され
るエチレンオキシドを含む放散蒸気は導管（２７）を通
して精留塔（５５）のリボイラー（８１）に導入しエチ
レンオキシド精留塔底液を加熱した後、未凝縮蒸気及び
凝縮した液を導管（８２）を通して凝縮器（８３）へ送
り、凝縮液は導管（８６）を通してエチレンオキシド放
散塔（１０）へ供給した。

未凝縮蒸気は導管（８７）を通して塔頂温度１０〜４０
℃、圧力０〜２kg/cm²Gの脱水塔（３５）へ供給した。

脱水塔（３５）のリボイラー（３６）に導管（３７）を
通して水蒸気を導入し、脱水塔底液を加熱することによ
り脱水塔（３５）の塔底より導管（３８）を通して実質
的にエチレンオキシドを含まない水が抜き出された。

脱水塔（３５）の塔頂部よりエチレンオキシドを含む蒸
気は導管（３９）を通して凝縮器（４０）へ送り、凝縮
液の一部は導管（４３）を通して脱水塔（３５）の塔頂
部へ還流液として還流し、未凝縮蒸気は導管（３３）を
通してエチレンオキシドを回収するため再エチレンオキ
シド吸収塔（図示してない）へ供給された。

凝縮液の他部は導管（４４）を通して温度５０〜７５
℃、圧力３〜７kg/cm²Gの軽質分分離塔（４５）へ供給
した。

軽質分分離塔（４５）のリボイラー（４６）に水蒸気ま
たはダウサム（ダウ社商品）等の加熱媒体を導管（４
７）を通して導入し加熱する方式により軽質分分離塔
（４５）底液を加熱し、軽質分分離塔（４５）の塔頂部
より不活性ガスを含むエチレンオキシド蒸気は導管（４
８）を通して凝縮器（４９）へ送り、凝縮液は導管（５
２）を通して軽質分分離塔（４５）の塔頂部へ還流し、
未凝縮蒸気は導管（５３）を通してエチレンオキシドを
回収するため再エチレンオキシド吸収塔（図示してな
い）へ供給された。

軽質分分離塔（４５）で軽質分を分離後、エチレンオキ
シドを導管（５４）を通して棚段塔形式のエチレンオキ
シド精留塔（５５）へ供給し、エチレンオキシド精留塔
（５５）のリボイラー（７９）へ導管（７８）よりヒー
トポンプの冷媒凝縮液を供給し、又エチレンオキシド放
散塔（１０）頂部よりの蒸気をエチレンオキシド精留塔
リボイラー（８１）へ導入することによりエチレンオキ
シド精留塔底液を加熱した後、未凝縮蒸気および凝縮し
た液を導管（８２）を通して凝縮器（８３）へ送り、凝
縮液は導管（８６）を通してエチレンオキシド放散塔頂
部（１０）へ供給した。未凝縮蒸気は導管（８７）を通
して脱水塔（３５）エチレンオキシド精留塔（５５）の
塔底温度６０℃、エチレンオキシド精留塔底圧力３．７
kg/cm²Gで精留を行ない、エチレンオキシド精留塔頂部
より塔頂温度５４℃、塔頂圧力３．５kg/cm²Gのエチレ
ンオキシド蒸気を導管（６９）を通して、ヒートポンプ
の冷媒蒸発器（７０）へ送り、液化させ、一部は導管
（７２）を通してエチレンオキシド精留塔（５５）の塔
頂部へ還流液として還流し、他部は導管（７３）を通し
てエチレンオキシド製品として抜き出した。冷媒蒸発器
（７０）の不活性ガスを含む未凝縮蒸気は導管（７１）
を通してエチレンオキシドを回収するため再エチレンオ
キシド吸収塔（図示してない）へ供給した。

冷媒蒸発器（７０）でエチレンオキシドの凝縮潜熱を受
け蒸発した冷媒は導管（７４）を通して冷媒圧縮機（７
５）に送られ圧縮した後、導管（７６）でエチレンオキ
シド放散塔のリボイラーを兼ねた冷媒凝縮器（７７）へ
導かれエチレンオキシド放散塔底部の液に凝縮潜熱を与
えることによりエチレンオキシド放散塔の加熱源として
使用した。さらに、導管（７８）でエチレンオキシド精
留塔のリボイラー（７９）へ導かれエチレンオキシド精
留塔底部の液に冷媒の液顕熱を与えることによりエチレ
ンオキシド精留塔の加熱源として使用した。凝縮した冷
媒は導管（８０）を経てエチレンオキシド凝縮器を兼ね
たヒートポンプの冷媒蒸発器（７０）に循環した。特に
この冷媒はエチレンオキシド放散塔およびエチレンオキ
シド精留塔の加熱源として十分使用することができるも
のであった。

表−１にこのプロセスの連続操作条件を一括して表示す
る。

比較例１ 図−２においてエチレンを銀触媒の存在下、分子状酸素
含有ガスにより接触気相酸化して生成するエチレンオキ
シドを含む反応生成ガスを導管（１）を通して、棚段塔
形式のエチレンオキシド吸収塔（２）の下部へ供給し、
導管（２４）よりエチレンオキシド吸収塔（２）の上部
へ吸収液を導入し、反応生成ガスと向流接触させ、反応
生成ガス中の９９重量％以上のエチレンオキシドを回収
し、エチレンオキシド吸収塔（２）の塔頂より吸収しな
かったエチレン、酸素、二酸化炭素、不活性ガス（窒
素、アルゴン、メタン、エタン、）アルデヒド、酸性物
質等のガスは導管（３）を通して二酸化炭素吸収工程お
よび／または酸化反応工程へ循環される。この吸収工程
においてエチレンオキシドの他、エチレン、酸素、二酸
化炭素、不活性ガス（窒素、アルゴン、メタン、エタ
ン、）ならびにエチレン酸化反応工程で生成したホルム
アルデヒド等の低沸点不純物、アセトアルデヒド、酢酸
等の高沸点不純物もその実質量が同時に吸収された。エ
チレンオキシド吸収塔（２）の塔底液を導管（４）を通
して熱交換器（５）へ送りエチレンオキシド放散塔底液
と熱交換して温度７０〜１１０℃に高め、導管（６）に
より温度６８〜１０８℃、圧力１〜５kg/cm²Gの気液分
離タンク（７）へ送られ不活性ガスが導管（８）により
分離された。一部エチレンオキシド、水を含む液は導管
（９）を通して塔頂圧力０．１〜２kg/cm²G、温度８５
〜１２０℃のエチレンオキシド放散塔（１０）の上部へ
供給し、エチレンオキシド放散塔（１０）の加熱器（１
１）に水蒸気を導管（１２）より導入し、加熱する方式
により加熱し、吸収液中に含まれるエチレンオキシドの
９９重量％以上を放散せしめ、エチレンオキシド放散塔
（１０）の底部よりエチレンオキシドを実質的に含まな
い温度１００〜１３０℃のエチレンオキシド放散塔底液
の一部は導管（１３）および導管（１４）を通して熱交
換器（５）でエチレンオキシド吸収塔（２）の塔底液と
熱交換し、さらに冷却器（１７）により冷却し、ついで
吸収液中のエチレングリコール濃度を調節するため新鮮
な水を導管（２１）を通して導入し、吸収液中のpHを調
節するため導管（２２）を通して水酸化カリウム水溶液
を添加し、吸収液中の消泡剤濃度を調節するため導管
（２３）を通して消泡剤をエチレンオキシド吸収液へそ
れぞれ導入した。エチレンを分子状酸素で酸化する酸化
工程およびエチレンオキシド放散工程の間で吸収液中に
エチレンオキシドと水との水和反応で生成する副生エチ
レングリコールおよびホルムアルデヒド等の低沸点不純
物、アセトアルデヒドおよび酢酸等の高沸点不純物の増
加を防ぐためエチレンオキシド放散塔（１０）の塔底よ
り導管（１３）および（２６）を通してエチレンオキシ
ド放散塔（１０）の塔底液を抜き出し、副生エチレング
リコール濃縮工程に送った。

一方、エチレンオキシド放散塔（１０）の塔頂部より放
散されるエチレンオキシドを含む放散蒸気は導管（２
７）を通して凝縮器（２８）へ送り、凝縮液は導管（３
１）を通してエチレンオキシド放散塔（１０）の塔頂部
へ還流し、エチレンオキシドに富んだ未凝縮蒸気は導管
（３２）を通して塔頂温度１０〜４０℃、圧力０〜２kg
/cm²Gの脱水塔（３５）へ供給した。

脱水塔（３５）のリボイラー（３６）に導管（３７）を
通して水蒸気を導入し加熱する加熱方式により脱水塔
（３５）底部を加熱し、脱水塔（３５）の塔底より導管
（３８）を通してエチレンオキシドを実質的に含まない
水を抜き出した。

脱塔水（３５）の塔頂部よりエチレンオキシドを含む蒸
気は導管（３９）を通して凝縮器（４０）へ送り、凝縮
液の一部は導管（４３）を通して脱水塔（３５）の塔頂
部へ還流液として還流し、未凝縮蒸気は導管（３３）を
通して再エチレンオキシド吸収塔へ供給した。凝縮液の
他部は導管（４４）を通して温度５０〜７５℃、圧力３
〜７kg/cm²Gの軽質分分離塔（４５）へ供給した。

軽質分分離塔（４５）のリボイラー（４６）に水蒸気ま
たはダウサム（ダウ社商品）等の加熱媒体を導管（４
７）を通して導入し加熱する方式により加熱し、軽質分
分離塔（４５）の塔頂部より不活性ガスを含むエチレン
オキシド蒸気は導管（４８）を通して凝縮器（４９）へ
送り、凝縮液は導管（５２）を通して軽質分分離塔（４
５）の塔頂部へ還流液として還流し、未凝縮蒸気は導管
（５４）を通してエチレンオキシドを回収するため再エ
チレンオキシド吸収塔（図示してない）へ供給した。軽
質分を分離したエチレンオキシドを軽質分分離塔（４
５）の塔底より導管（５３）を通して温度４０〜６５
℃、圧力２〜５kg/cm²Gの精留塔（５５）へ供給した。

精留塔（５５）のリボイラー（５６）に加熱用水蒸気を
導管（５７）を通して導入し加熱する方式により精留塔
下部を加熱し、精留塔（５５）の塔頂部よりエチレンオ
キシドの蒸気は導管（６０）を通して凝縮器（６１）へ
送り、凝縮液の一部は導管（６４）を通して精留塔（５
５）の塔頂部へ還流し、凝縮液の他部は導管（６５）を
通してエチレンオキシド製品として得た。表−２にこの
プロセスの連続操作条件を一括して表示する。

（発明の効果） 本発明の方法によれば、エチレンオキシド放散塔で発生
した蒸気相をエチレンオキシド精留塔リボイラーへ送
り、エチレンオキシド精留塔の加熱源に使用され、凝縮
され、エチレンオキシド放散塔に循環される。このエチ
レンオキシド放散塔で発生した蒸気相はエチレンオキシ
ド精留塔の加熱源として十分使用することができ、エチ
レンオキシド精留塔の加熱用蒸気を大巾に低減すると共
にエチレンオキシド放散塔頂蒸気の凝縮に要する冷却水
の量も同時に低減する。また、エチレンオキシド精留塔
で発生した蒸気相をヒートポンプの冷媒蒸発器へ送り、
液化させ、ヒートポンプの冷媒蒸発器でエチレンオキシ
ドの凝縮潜熱を受け蒸発した冷媒は、冷媒圧縮機に送ら
れ圧縮した後、エチレンオキシド放散塔のリボイラーを
兼ねた冷媒凝縮器へ導かれ、さらに、エチレンオキシド
精留塔のリボイラーへ導かれエチレンオキシド精留塔液
に液顕熱を与えたた冷媒は、ヒートポンプの冷媒蒸発器
に循環される。この循環される加熱媒体はエチレンオキ
シド放散塔の加熱源およびエチレンオキシド精留塔の加
熱源に十分使用することができる。

特にエチレンオキシド精留塔で発生した蒸気相の熱エネ
ルギーをヒートポンプにより回収してエチレンオキシド
放散塔リボイラーに導入することにより、エチレンオキ
シド放散塔を加熱するに要する熱量を大幅に減少するこ
とが可能となる効果を発揮するものである。さらにこの
方法を実施することによってエチレンオキシドの精留塔
頂から発生するエチレンオキシド蒸気を凝縮、冷却する
に要する冷却水の熱負荷が大巾に低減される効果を有す
るものである。

【図面の簡単な説明】

図−１は、本発明のエチレンオキシド精製方法の好まし
い具体例を示す一例である。 図−２は、本発明に関連する公知のエチレンオキシド精
製方法を示す一例である。 （２）……エチレンオキシド吸収塔 （５）……熱交換器 （７）……気液分離タンク （１０）……エチレンオキシド放散塔 （１１）……エチレンオキシド放散塔リボイラー （１７）……冷却器 （３５）……脱水塔 （３６）……脱水塔リボイラー （４０）……脱水塔凝縮器 （４５）……軽質分分離塔 （４６）……軽質分分離塔リボイラー （４９）……軽質分分離塔凝縮器 （５５）……エチレンオキシド精留塔 （５６）……エチレンオキシド精留塔リボイラー （７０）……ヒートポンプの冷媒蒸発器 （７５）……冷媒圧縮機 （７７）……エチレンオキシド放散塔リボイラー （７９）……エチレンオキシド精留塔リボイラー （８１）……エチレンオキシド精留塔リボイラー （８３）……凝縮器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エチレンを銀触媒の存在下、分子状酸素含
   有ガスと接触気相酸化して生成したエチレンオキシドを
   含有する反応生成ガスをエチレンオキシド吸収塔へ導入
   し、吸収液と向流接触させ、吸収塔頂部よりのガスはエ
   チレン酸化反応工程へ循環し、エチレンオキシドを含む
   吸収塔底液は放散塔へ供給し、放散塔頂部からエチレン
   オキシドを放散せしめ、エチレンオキシドおよび水を含
   む留出物を凝縮させ、脱水塔で水分を分離し、軽質分分
   離塔で軽質分を分離し、ついでエチレンオキシド精留塔
   でエチレンオキシドを精留する工程において、放散塔か
   ら放散される放散物をエチレンオキシド精留塔の加熱源
   に使用し、エチレンオキシド精留塔のエチレンオキシド
   蒸気をヒートポンプの冷媒蒸発器へ送り、エチレンオキ
   シド蒸気を液化させ、液化した一部はエチレンオキシド
   精留塔へ還流液として還流し、液化した他部はエチレン
   オキシドとして抜き出し、ヒートポンプの冷媒蒸発器で
   熱交換し蒸発した冷媒は圧縮機で圧縮した後、エチレン
   オキシド放散塔加熱源とした後、さらにエチレンオキシ
   ド精留塔加熱源として使用することを特徴とするエチレ
   ンオキシドの精製方法。