JPS6092280A - エチレンオキシドの濃縮方法および濃縮装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエチレンオキシドの製造に関する。特に本発明
はエチレンオキシド水溶液例えば、エチレンオキシドを
合成した反応混合物からエチレンオキシドを分離するた
めにエチレンオキシドを水＃Ｃ吸収させて得られる水溶
液を濃縮するための方法と装置に関する。

工業的規模においてはエチレンオキシド水、通常、エチ
レンを気相中で銀を主成分とする触媒の存在下、酸素を
用いて酸化することにより製造される。この酸化反応で
生ずるガス状混合物中のエチレンオキシド濃度は非常に
低いため、純粋なエチレンオキシドを得るためには上記
がス状混合物に引続いて種々の処理（吸収、蒸留、フラ
ッシュ等）を行うことが必要である（フランス％ｌ’ｔ
’Ｆ第１．３４３，４９２号明細書、フランス特許第２
．３０５，４３６号明細書および米国特許第３．９０４
，６５６号明細書参照）。

実際にはエチレンオキシドの合成で生ずるガス状混合物
からのエチレンオキシドの単離は種々の工程を経て行わ
れる： ■水による吸収：ガス状混合物金複数の理論段またはガ
ス−液体接触装置を含む塔内で水と接触させる。この工
程においては約２．５重量％のエチレンオキシドと溶解
ガス（Ｃｏ２．　ＣＨ４，Ｃ２Ｉ（４，窒素。

アルゴン等）および他の不純物（主としてホルムアルデ
ヒドおよびアセトアルデヒド）とを含有する水溶液が得
られる； （ｂ）脱着二上配水溶液を場合により富化帯域（ｅｎｒ
ｉｃｌｕｎｅ（Ｉｔ　５ｅｃｔｉｏｎ　）　を有する蒸
留塔内で１ストリツプ”する。塔の底部ではエチレンオ
キシドを含有していない水溶液流が得られ、塔の頂部に
おいてはエチレンオキシドと水蒸気と溶解ガスとエチレ
ンオキシド水溶液中に当初から存在する他の不純物との
混合物（ガス流）が得られる。このカス流は約３０〜６
０重量％のエチレンオキシド含有量を有する； （Ｃ）再吸収：前記ガス流を冷却した後、水と接触させ
てエチレンオキシドを再吸収させる。溶解がスの大部分
は水に吸収されず１．カス流の形で容易に分離される。

この工程ではエチレンオキシド濃度が５〜１５重量％の
エチレンオキシド水ｉｔが得られる；および （０蒸留二上記水溶液を蒸留して純粋なエチレンオキシ
ドを得る。

上記水溶液から２種の成分を分離するのに必要なエネル
ギーはエチレンオキシド含有量が減少するにつれて増大
する。例えば工程（ｂ）で得られるガス混合物は約３０
〜６０重ｇｋ％のエチレンオキシドを含有しているが、
エチレンオキシドを再吸収させるためには水を再び添加
することが必要であり、この水をエチレンオキシドから
分離するためには、その後に相当な量のエネルギーを必
要とする。

本発明は従来の方法のこの問題を解決しかつ少なくとも
９５１ｉ−Ｊｉ１％１通常９７％以上のエチレンオキシ
ドを含有する濃縮水溶液を提供するものである。

従って本発明によれば、不純なエチレンオキシド溶液中
のエチレンオキシドを濃縮するにあたり、上記溶液と水
蒸気とを蒸留塔に導入し、エチレンオキシドを含有する
ガス流を回収しついでこのガス流（・水蒸気処理された
溶液）を直列に配置された少なくとも２個の熱交換器内
において、下記の条件下で、すなわち、１．５〜６パー
ルの蒸留塔内および熱交換器内の絶対圧力および５°Ｃ
と、使用された圧力下でのエチレンオキシドの凝縮温度
より５°Ｃ低い最高温度との間にある最後の熱交換器中
の冷却液体の温度下において連続的に凝縮させることを
特徴とする、エチレンオキシドの濃縮方法が提供される
。

本発明によれば、前記工程（ｂ）から生ずるガス流を直
列に配置された２個の、好ましくは３個の熱交換器中で
連続的に凝縮させる方法と装置が提供される。

図面は本発明の一つの好ましい方法を実施するための装
置系を示す。この装置系は基本的には蒸留塔２１．３個
の熱交換器３１．４１および５１および吸収塔６１から
なる。

蒸留塔２１は複数の理論段またはＩスー液体接触装置を
含むかつ富化帯域を有し得る慣用の蒸留塔である。塔２
１の上方部においては非常に稀薄なエチレンオキシド水
溶液が液流１０として導入される；この水溶液は溶解ガ
ス（通常、０．２５重量％以下）と他の不純物とを含有
し得る。２４にオイテは溶解ガスと不純物を含有せずか
つエチレンオキシドを含有していない水溶液流が得られ
る。

２２においてはエチレンオキシド（約３０〜６０重量％
）と水蒸気と液流１０中に場合により存在する溶解ガス
の大部分および不純物との混合物が得られる。分離に必
要なエネルギーは塔２１の底部での水蒸気２Ｓの吹込み
によりあるいは任意の熱源を用いる再加熱により提供さ
れる。塔２１は標準的な慣用の方法で作動する。

ついでガス流２２を直列に配置された３個の熱交換器中
で凝縮させる。最初の２個の熱交換器（３１，４１）に
よりエチレンオキシドめ部分的凝縮を行イ、第３の熱交
換器（５１）　においてはエチレンオキシドの全体的凝
縮を行う。９５重量％以上のエチレンオキシＦ、少量の
水、液流１０に溶解していたＣ０２の一部および若干の
不純物（主としてホ、ｌｌｚムアルデヒドとアセトアル
デヒド）をｔ有する液相を５２で捕集する。液流１０中
に含有されていた溶解ガスの大部分と少割合の不純物と
から形成されるがス相を５６で捕集し、オキシド蒸気お
よび水蒸気と混合する。このガス流５５を複数の理論段
またはガス−液体接触装置を有する吸収塔６１内で水流
６４により洗浄して、エチレンオキシド水溶液を６２で
、また、液流１０中に溶解していたガスの一部を６３で
回収する。

蒸留塔２１ならびにそのガス−液体接触装置および熱交
換器３１．４１および５１は標準的寸法のものである。

蒸留塔２１内の圧力および熱交換器３１，４１および５
１内の圧力は、流体がこれらの装置２１，３１．４１お
よび５１内ならびにそのパイプ系内を循環することによ
り生ずる圧力損失を除外すれば、同一である。装置系全
体の圧力は１．５〜６バールであるが、１．６〜４バー
ルであることが有利であり、１．９〜３パールであるこ
とが特に好ましい。熱交換器５１の寒冷源（冷却媒体）
の温度は約５°Ｃと、凝縮の際の圧力下での純粋なエチ
レンオキシドの凝縮温度より５°Ｃ低い最高温度との間
で調節される。寒冷源は熱交換操作を行う場所の気候条
件によっては空気であることができるが、多くの場合、
冷却水である。

通常９０〜＋　５０’Ｃの温度を有するガス流２２は熱
交換器６１内で、液相３２がガス流２２に含有されてい
たエチレンオキシドの１２％以上を含有していないよう
な条件下で部分的に凝縮させる。

このような条件は熱交換器３１の寒冷源を作用させるこ
とにより容易に得られる。寒冷源は例えば１０〜４０°
Ｃの冷却水であり得る。

熱交換器４％はがス流３３により導入されるエチレンオ
キシドの大部分を出口４５のガス相中に回収し、一方、
このガス相４３中における水の量をエチレンオキシドの
重量に基づいて５％以下に保持するための部分凝縮器と
して使用される。これらの割合は熱交換器４１の冷却流
体を作用させることにより調節される。温度調節を行う
ために、凝縮はガス流３６の温度より僅かに低い温度で
開始する。ついで相４２および４５中の水とエチレンオ
キシドの量を測定しながら、この温度をガス相４６中の
エチレンオキシドの濃度が所望の値になるまで徐々に低
下させる。熱交換器４１の寒冷源は例えば１０〜４０°
Ｃの冷却水であり得る。ガス流４！Ｉは熱交換器５１で
凝縮させる。液流１０中に溶解している可能性のあるガ
スの大部分と液流１０中の少量の不純物とをオキシド蒸
気と水蒸気と混合した状態で５３で捕集する。ガス流４
５中のエチレンオキシドの殆んど全て（ガス流５３中に
移行した少量のエチレンオキシドを除く）と水と若干の
不純物と液流１０中に当初溶解していたＣＯ２の少量と
を５２で回収する。

９５重量％以上、通常９７重量％以上のエチレンオキシ
ドを含有する液流５２はそのまま使用することができ、
あるいは、その最終的用途に応じて更に精製し得る。

がス流５３は吸収塔６１内で５〜５０°Ｃの温度の水（
液流６４）により洗浄する。この水は合成工程で入手さ
れるグリコール水溶液により置換し得る。塔６１は塔内
の理論段またはがスー液体接触装置の数に忘じて選択さ
れた液流６４の流率を用いて慣用の方法で作動させる。

一般に、ガス流５３は液流１０の５重量％以下、多くの
場合、１重量％以下に相当する；ガス流５！Ｉのエチレ
ンオキシドの大部分を回収するのに、理論段の数は３〜
６で十分である。ガス流６３は液流１０中に溶解してい
たガスの大部分と少量の水蒸気とを含有している。圧縮
後、かなりの量のエチレンを含有するこのガスを反応帯
域に還送し得る。エチレンオキシド水溶液から去る液体
６２を捕集し、この液体は液流３２および４２と混合し
得る。この混合物を熱処理してグリコールを製造するか
または蒸留して純粋なエチレンオキシドを製造するかま
たは場合により液流１０と再混合Ｉ−で、濃縮エチレン
オキシド（５２）を製造し得る。冷却後、液流２４はエ
チレンオキシドを吸収させるのに使用しく工程ａ）そし
て液流１０として塔２１に再循環させ得る。

熱交換器５１は省略し得る。その場合、熱交換器４１の
寒冷源の調節を行う以外は操作は同一である。この寒冷
源の調節はガス流２２のエチレンオキシドの大部分をガ
ス相４５中に捕集するが、ガス相４６中の水の量をエチ
レンオキシドの重量の５重量％以下に止るように行われ
る。ｇス相４３の温度を調節するためには、ガス流６３
の温度の代りにガス流２２の温度がそのペースとして利
用される。

以下に本発明の実施例を示す。

第１表〜第■表に６個の実施例の操作条トドとその結果
とを示す。表中の流体の数字は図面に示す数字に対応す
る。なお、微量の不純物（ホルムアルデヒドおよびアセ
トアルデヒド）は示さなかった。

実施例１〜３ 第１．第■および第■表に対応する実施例１．２および
３は溶解ガスの含有量を変化（減少）させたエチレンオ
キシド水溶液を用いて、同一の圧力条件下（２，７〜２
．５バール）で操作を行って得られた結果を示す。

実施例４ 実施例４（第■表）は操作をより高い圧力（３，４５〜
３．２　ｓ　バール）で行ったこと以外、実施例１と同
一のエチレンオキシド水溶液を用いて操作を行って得ら
れた結果を示す。

実施例５ 実施例５はより低い圧力（２〜１．８パール）で操作を
行ったこと以外は実施例３と同一である。

試験結果は第７表に示されている。第７表には比較のた
め、流体５２および５６の流率は実施例４と同じである
が、操作を１／２の圧力で行った場合の結果も示す。

実施例６ 実施例６（第■表）は２個の熱交換器（４１および５１
）を使用した場合に得られる結果を示す。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の方法を実施するための装置系を示す。 ２１−ｍ−蒸留塔、　３１，４１．５１−−一熱交換器
、　６１−ｍ−吸収塔。 手続補正書（方式） 昭和５９年１１月　２９日 特許庁長官殿 ■、事件の表示 昭和５９年　特許願　第　１８２９０１号２、発明の名
称 エチレンオキシドの濃縮方法および濃縮装置３、補正を
する者 事件との関係　特許出願人 名　称　アトーシュム ４、代理人 〒１０５住所　東京都港区西新橋１丁目１番１５号物産
ビル別館　電話（５９１）　０２６１図　面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、不純なエチレンオキシド溶液中のエチレンオキシド
   を濃縮するにあたり、上記溶液と水蒸気とを蒸留塔に導
   入し、エチレンオキシドを含有するガス流を回収しつい
   でこのガス流（水蒸気処理された溶液）を直列に配置さ
   れた少なくとも２個の熱交換器内において、下記の条件
   下で、すなわち、１．５〜６パールの蒸留塔内および熱
   交換器内の絶対圧力および５°Ｃと、使用された圧力下
   でのエチレンオキシドの凝縮温度より５°Ｃ低い最高温
   度との間にある最後の熱交換器中の冷却液体の湛度下に
   おいて連続的に凝縮させることを特徴とする、エチレン
   オキシドの濃縮方法。 ｚ　３個の熱交換器を使用ｌ−そして第１と第２の熱交
   換器の冷却液体の温度をつぎのように調節する、すなわ
   ち、第１の熱交換器から流出する液相が上記熱交換器に
   流入するガス流中に含有されているエチレンオキシドの
   １２％以上を含有しないように、また、第２の熱交換器
   から流出するガス流中に含有されている水の割合が、エ
   チレンオキシドの重量に基づいて５％以下であるように
   調節する、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、最後の熱交換器からのガス流を水またはグリコール
   水溶液中に再吸収させる。特許請求の範囲第１項または
   第２項記載の方法。 ４．１個またはそれ以上の中間の熱交換器からの液相ま
   たは最後の熱交換器から流出したガス流の吸収工程から
   の液相を、蒸留塔に流入するエチレンオキシド溶液と共
   に再循環させる、特許請求の範囲第１項〜第３項のいず
   れかに記載の方法。 ５、最後の熱交換器から流出するガス流の再吸収工程か
   ら得られるガス流を、エチレンオキシド合成反応器に再
   循環させる、特許請求の範囲第３項または第４項に記載
   の方法。 ６・　蒸留塔および一連の熱交換器内の絶対圧が１．６
   〜４パール、好ましくは１．９〜３パールである、特許
   請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載の方法。　
   、 ７、蒸留塔と、直列に配置された少なくとも２個の熱交
   換器と、場合により吸収塔と、これらの装置と共に作動
   して、蒸留塔から流出するガス流を熱交換器の各々およ
   び場合により吸収塔に循環させるための装置とからなる
   ことを特徴とする。 不純なエチレンオキシド溶液中のエチレンオキシドの濃
   縮装置。 ８・　直列に配置された３個の熱交換器を有する、特許
   請求の範囲第７項記載の装置。