Способ получения этиленгликоля

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧ Е СКИХРЕСПУБЛИК 731041 7 С 31 2 5) Я БРЕТ К ПАТЕ ТИЛЕНГЛ онат смеши- а и карбонатором для ой смеси, коону, где осуемпературе м, затем из иоксид угле- смеси с этитомным ованноколя, котся всинтеза ов, смание относи кретно к усо получения ироко и ости орган ении лаков,тв и других способ пол зом этилентся к двухавершенствэтиленглиспользуеическогополиэфирцелей,учения эткарбоната Изобрет спиртам, кон му способу торы й ш промышлен при изготовл зочных средИзвестен коля гидрол ленгли- заклюГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ И(57) Изобретение кспиртов, в частностиколя, используемогополиэфиров, смазочбретения - повышепродукта. Синтез велением этилена кисным катализаторпоследующей промы(оксид этилена, этилкулирующим водныции оксида этиленавпарожидкостнойпоследующей частич 2. Бюл. %16с Рисеч энд Дивелопмент Компаасается двухатомных получения этиленглив производстве лаков, ных веществ. Цель изоние выхода целевого дут парофазным окислородом над серебряом на носителе с вкой продукта реакции ен, С 02 и вода) рецирм потоком для абсорби его десорбированием контактной колонне с ной конденсацией парового потока, отделением конденсата и возвращением его в виде флегмы вконтактную колонну. С паровым потоком (15% оксида этилена, 58% С 02 и 27% Н 20) смешивают поток после реакции и промывки, содержащий 77,8% оксида этилена, 13,7% Н 2 и 5,7% С 02 (молярное соотношение 4:5), и подвергают абсорбции воконтактной колонне с помощью водного раствора, содержащего 9,5% Н 20, 80,3% этиленкарбоната, этиленгликоля и катализатора (малярное соотношение 1,5;1) при давлении 1,2 кг/см, Затем к выходящему из колонны кубовому потоку добавляют С 02 (малярное соотношение 1:6,6) и полученную смесь нагревают при 170 С и 35 кг/см в присутствии 0,8% трифенилфосфониййодида. Из полученной реакционной смеси десорбцией при 165 в 1 С и давлении 1,5 кг/см удаляют непрореагировавший оксид этилена и СО 2 с последующим добавлением к полученному раствору этиленкарбоната 1,6 моль воды на 1 моль этиленкарбоната и проведением гидролиза при 180 С и давлении 10 кг/см 2, В этом случае достигается практически полная абсорбция оксида этилена и воды за счет образования промежуточного продукта - этиленкарбоната, что повышает выход этиленгликоля. 2 ил. чающиися в том, что этиленкар вают с водой; оксидом углеро том калия как катализ образования гомогенной жид торую подают в реакционную ществляют гидролиз при больше 100 С и под давлени реакционной массы удаляют рода, отделяют катализатор в50 ленкарбонатом от этиленгликоля, непрореагировавший этиленкарбонат в смеси с катализатором возвращают на стадиюсмешения, Цель изобретения - повышение выходацелевого продукта за счет максимальной абсорбции практически всего количества оксида этилена и воды, достигаемой через промежуточный продукт реакции - этиленкарбонат.Поставленная цель достигается тем, чтосогласно способу поток, содержащий 77,8 оксида этилена, 13,7)ь воды, 5,7;(, диоксида углерода, полученный при взаимодействии этилена с молекулярным кислородом в паровой фазе над серебряным катализатором на носителе с последующей промывкой продукта реакции, содержащего оксид этилена, этилен, диоксид углерода и воду, рециркулирующим водным потоком для абсорбции оксида этилена, десорбированием последнего в первой парожидкостной контактной колонне из полученного обогащенного водного потока в виде паровой фазы. последующей частичной конденсацией содержащего оксид этилена парового потока, отделением сконденсированной жидкости от этого потока и возвращением указанной жидкости в виде флегмыв первую контактную колонну, смешивают с паровым потоком, содержащим 15% оксида этилена, 58% диоксида углерода и 27 воды, при их малярном соотношении 5:4 и подвергают абсорбции во второй контактной колонне водным раствором, содержащим 9,5 воды, 80,3 этиленкарбоната, этиленгликоль и катализатор, при молярном соотношении паровой поток:водный поток, равном 1:5,1, при давлении 1.2 кг/см, квыходящему из колонны кубовому потоку добавляют диоксид углерода в молярном соотношении 1;6,6 и полученную смесь подвергают взаимодействию при температуре 170 С и давлении 35 кг/см в присутствии0,8)ь трифенилфосфониййодида, удаляютдесорбцией при температуре 165-170 С идавлении 1,5 кг/см из полученной реакци 2анной смеси непрореагировавшие оксидэтилена и диоксид углерода, к полученному после десорбции раствору этиленкарбоната добавляют 1,6 моль воды. на 1 моль этиленкарооната и осуществляют гидролиз пуи температуре 180 С и давлении 10 кг/см .На фиг. 1 показана технологическая схема реализующая предлагаемый способ (в виде блок-схемы); на фиг, 2 - технологическая схема, иллюстрирующая один из вариантов реалии изобретения.На блок-схеме (фиг, 1) показаны средства для извлечения карбоната этилена, что 1015 20303540 является возможным дополнением к основному процессу получения гликолей, Этилен и источник кислорода подают в реактор 10, производства окиси этилена, в котором эти компоненты вступают в реакцию с образованием в результате окиси этилена, при этом применяют катализатор - серебро, нанесенное на основу - носитель. Условия реакции при этом являются типичными для процессов данной технологии: температура (примерно 200 - 400 С, давление в диапазоне 10 - 40 кг/см (по манометру). За одингпроход достигается конверсия этилена, равная 1 - 20 (в оксид этилена), а оставшуюся часть отделяют от окиси этилена и рециркулируют в реактор. Концентрация этилена в потоке, поступающем в реактор, составляет примерно 5 - 20, концентрация кислорода - 5-15 , а оставшаяся часть потока, подаваемого в реактор, состоит из различных инертных газов и ее состав зависит в особенности от типа источника кислорода, используемого в данной конкретной системе, Газы, выходящие из реактора, содержат незначительные количества оксида этилена, которые абсорбируют (12) с помощью рециркулирующего водного раствора в обычной абсорбционной башне, Неабсорбированные газы рециркулируют в реактор после удаления диоксида углерода и любых других газов на сдувку или инертных газов (по необходимости), Обогащенный абсорбент подают на стриппинг-колонну 14, в которой при более высоких температурах и при пониженных давлениях происходит выделение оксида этилена, В соответствии с предлагаемым процессом этот оксид этилена перерабатывают в этиленгликоли через промежуточный продукт - этиленкарбонат. Прошедший стриппинг-колонну водный раствор рециркулируют в абсорбер оксида этилена, Воду, образовавшуюся в результате этой реакции и представляющую собой побочный продукт, сбрасывают из этого рециркулирующего потока, Несмотря на то, что на приведенной фиг. 1 схеме не показано, что пары из верхней части стрип- пинг-колонны частично конденсируют и жидкую фракцию возвращают в стриппингколонну в форме флегмы, этот процесс имеет место при реализации предлагаемого способа.Альтернативно часть жидкости может быть направлена для улучшения процесса извлечения оксида этилена и его очистки, Пар, отделенный после проведения процесса частичной конденсации, содержит оксид этилена, который далее перерабатывают в соответствии с изобретением, Эти газы далее подвергают абсорбции (16) с помощью5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 рециркулирующего водного потока, содержащего этиленкарбонат, этиленгликоль и катализатор, и указанный процесс абсорбции осуществляют в обычной парожидкостной контактной башне. Далее указанные газы подают непосредственно в реактор 18 карбонизации, в котором в присутствии пригодного катализатора, предпочтительно в присутствии галоида органического фосфония, оксид этилена превращают в этиленкарбонат. Диоксид углерода, необходимый для проведения этой реакции, может быть получен из различных источников,В тех случаях, когда этиленкарбонат используют для получения этиленгликолей, диоксид углерода расщепляют во время проведения реакции гидролиза и он может быть рециркулирован в реактор карбонизации из реактора 20 гидролиза. Продукт, полученный.в реакторе.18 карбонизации, далее подают в реактор 20 гидролиза и добавляют воду, Катализатор, используемый для проведения реакции карбонизации, применяют также для проведения реакции гидролиза. В тех случаях, когда этиленкарбонат является целевым продуктом, он может быть извлечен путем дистилляции из потока 19, который в противном случае может быть направлен на стадию гидролиза. После проведения реакции гидролиза гликоли подают на узел 22 извлечения, в котором с помощью процесса дистилляции производится разделение гликолей и их очистка.Детали технологической схемы предлагаемого процесса и состав каждого из блоков схемы, представленной на фиг. 1, приведены на фиг. 2.Поток, выходящий из реактора оксида этилена подвергают скруббированию в башне (120) с помощью рециркулирующего водного потока (121), а затем обработке по стриппинг-процессу в башне (140). Как следует из фиг, 2, вода может быть сброшена (141) из рециркулирующего водного потока(121) после отделения оксида/этилена путем стриппинг-процесса, Частичная конденсация потока (142). выходящего из верхней части стриппинг-колонны оксида этилена (140), обеспечивает удаление значительного количества воды путем конденсации, Эту воду возвращают в стрип- пинг-колонну (140) по трубопроводу (143) и удаляют за счет сброса (141),В случае необходимости часть или весь поток жидкости может быть отведен на узел извлечения оксида этилена. Количества воды, которое проходит вместе с парами оксида этилена (144) из сепаратора. находится в таких пропорциях, которые являются в высшей степени пригодными как для проведения реакций карбонизации, так и реакций гидролиза, Путем регулирования температуры холодильника можно добиться такого режима, при котором поток пара (144) содержит примерно 50 - 95 мол,о оксида этилена и 5 - 50 мол.% воды. Этот поток подают в скруббер (160) оксида этилена, который может представлять собой обычную башню для парожидкостного контактирования, в которой этот поток движется в режиме противотока по отношению к водному потоку (161), содержащему этиленкарбонат, этиленгликоль и катализатор из скруббера (170) этиленкарбоната с целью абсорбции оксида этилена. Рабочие условия в скруббере (160) следующие: температура в верхней части 35-45 С и в нижней части около 45 - 75 С при величине седнего давления по скрубберу 1 - 2 кг/см (по манометру), В тех случаях, когда скруббер работает в адиабатическом режиме, температура в нижней части выше температуры в верхней части, но альтернативно может быть организовано охлаждение с целью регулирования температуры в нижней. части скруббера,Жидкий поток, содержащий оксид этилена, далее подают в реактор (180) этиленкарбоната, в котором при температуре в диапазоне 50 - 200 С и д 2 авлении в диапазоне п римерно 5 - 75 кг/см оксид этилена подвергают реакции с диоксидом углерода с образованием этиленкарбоната, в присутствии пригодного для этой цели катализатора, Поскольку вода присутствует в незначительном количестве, то также происходит образование этиленгликоля. Катализатор вводят в реактор (180) производства этиленкарбоната как часть потока (181), который извлекают во время процесСа очистки этиленкарбоната. Диоксид углерода поступает в большом количестве из реактора (200) гидролиза, в котором этиленкарбонат взаимодействует с водой с образованием в результате этиленгликоля. Полученный продукт из реактора (201) получения этиленгликоля далее поступает в аппарат для мгновенного испарения (202), в котором производят отделение основной массы диоксида углерода, которую затем коммутируют и рециркулируют по трубопроводу (203), как показано на фиг, 2. Свежий диоксид углерода подают по трубопроводу (171) от источника, не охватываемого предлагаемым процессом и этот диоксид углерода подают в нижнюю часть стриппинг-колонны (170) этиленкарбоната и рециркулируют в скруббер этиленкарбоната (160) по трубопроводу(172) или компримируют и подают в реактор (180) и э 1 иленкарбоната по трубопроводу (173).Как показано на фиг. 2, низкокипящие соединения охлаждают и возвращают в реактор (180), но некоторые из этих соединений могут быть сброшены в скруббер (160).Этиленкарбонат, образовавшийся в реакторе (180), извлекают путем пропускан ия потока и родукта (182) в стриппинг-колонну этиленкарбоната(170), как показано на фиг. 2. При этом любой присутствующий газ возвращают в скруббер этиленкарбоната (160). В том случае, если необходимо получить этиленкарбонат, то этот продукт может быть извлечен с помощью дистилляции (не показан),Весь поток полученного этиленкарбоната (или его часть), произведенный в реакторе (180), подают в реактор (200) для гидролиза по трубопроводу (174), Процесс гидролиза проводят при температуре в диапазоне примерно 100 в 2"С и (авлении в диапазоне примерно 5 - 75 кг/см (по манометру). Этот процесс проводят в присутствии катализатора, примененного для производства этиленкарбоната. Примерно 1 - 5 моль воды на 1 моль этиленкарбоната должно применяться при проведении этого процесса, Этиленгликоли разделяют путем мгновенного испарения в аппарате (202), при этом отделяют тяжелые материалы и катализатор для последующего рециркулирования по трубопроводу (181), Полученный продукт-гликоли подают по трубопроводу (204) на обычную установку дистилляции (на фиг. 2 не показана), на которой производят разделение моноэтиленгликоля от высших гликолей, а также очистку этих продуктов.Приводимый далее пример относится к характерной реализации предлагаемого процесса, изображенного на фиг. 2, но при этом не рассматривается стадия извлечения этиленкарбоната как такового.П р и м е р, Поток пара, в количестве 1000 моль/ч, подаваемый по трубопроводу (144) из стриппинг-колонны оксида этилена. содержащий 77,8% оксида этилена, 13.7% воды и 5,7/ диоксида углерода (остальное составляют инертные вещества и незначительное количество побочных продуктов), смешивают с потоком, подаваемым по трубопроводу (172) из стриппинг-колонны (170) этиленкарбоната (количество этого потока равно 800 моль/ч), Этот поток состоит из 15% оксида этилена, 58% диоксида углерода и 27 воды. Смешанный поток пара подвергают скруббированию с помощью 9660 моль/ч водного потока, поступающего по трубопроводу (161) и содержащего 9.5% воды, 80,3% этиленкарбоната, 9.2% моноэтиленгликоля, 1,0% тяжелых гликолей и катализатора, Пар, выводимый по трубопро 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 воду (162) из верхней части скруббера (160), содержит 510 моль/ч диоксида углерода, а также инертные вещества, поступающие по трубопроводу (144), Башня (1 бб 1 работает при давлении примерно 1,2 кг/см (по манометру), Температура жидкости, выводимой из нижней части башни (160), составляет около 48 С и эту температуру регулируют. Пар, поступающий по трубопроводу (163), подают в реактор (180) этиленкарбоната в количестве, равном 10,924 моль/ч, Состав этого пара следующий; 8,2 о оксида этилена, 11,6 воды, 71,0% этиленкарбоната, 8,1% моноэтиленгликоля, а оставшаяся часть состоит из тяжелых гликолей и катализатора.В реакторе (180) при давлении 35 кг/см (по манометру) и температуре 170 С свежий оксид этилена вступает в реакцию с 726,5 моль/ч диоксида углерода при использовании в качестве катализатора 0,8% метилтрифенилфосфониййодида, При этом получают 52 моль/ч этиленгликоля, Поток полученного в результате продукта выводят по трубопроводу (182) и подают в стриппинг-колонну (170) этиленкарбоната, в которой при давлении 1,5 кг/см (по манометру) и температуре2165-170 С этиленкарбонат подвергают стриппингу с помощью 450 моль/ч диоксида углерода (171). Жидкость, прошедшую стриппинг-обработку, рециркулируют в скруббер (160) этиленкарбоната, за исключением готового продукта, который в количестве 904 моль/ч направляют в реактор гидролиза (200), в котором при давлении 10 кг/см (по манометру) и температурег180 С этиленкарбонат подвергают гидролизу до этиленгликоля с помощью 1453 моль/ч воды, Выделившийся при этом диоксид углерода отделяют и охлаждают с получением конденсата паров воды и этиленгликоля, которые рециркулируют в реактор гидролиза. в то время как диоксид углерода рециркулируют в реактор карбонизации по трубопроводу (203), Готовый жидкий продукт из реактора получают в количестве 1313 моль/ч. Он состоит из 38,6/о воды, 60,0 бмоноэтиленгликоля, 1,5% тяжелых гликолей и катализатора. Этот продукт подвергают мгновенному испарению в емкости (202), из верхней части которой выводят пар в количестве 1273 моль/ч, содержащий всю воду, а также целевой продукт - моноэтиленгликоль и высшие гликоли, которые далее подают на узел очистки (на фиг. 2 не показан), в то время как тяжелые гликоли и катализатор рециркулируют в реактор (180) получения этилен карбоната.Предлагаемый способ позволяет повысить выход этиленгликоля благодаря достижению максимальной абсорбции практически всего количества оксида этилена и воды,Формула изобретенияСпособ получения этиленгликоля, 5 включающий гидролиз зтиленкарбоната при повышенных давлении и температуре в присутствии катализатора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта, поток, полученный при 10 взаимодействии этилена с молекулярным ,кислородом в паровой фазе над серебряным катализатором на носителе с последующей промывкой продукта реакции, содержащего оксид этилена, этилен, диок сид углерода и воду, рециркулирующим водным потоком для абсорбции оксида этилена, десорбированием оксида этилена в первой парожидкостной контактной ко-. лонне иэ полученного обогащенного водно го потока в виде паровой фазы, последующей частичной конденсацией содержащего оксид этилена парового потока, отделением сконденсированной жидкости от этого потока и возвращением укаэанной 25 жидкости в виде флегмы в первую контактную колонну, и содержащий 77,8% оксида этилена, 13,7 оводы. 5,7% диоксида углерода, смешивают с паровым потоком, содержащим 15 ооксида этилена, 58% диоксида углерода и 27% воды, при их малярном соотношении 5:4 и подвергают абсорбции во второй контактной колонне водным раствором, содержащим 9,5% воды, 80,3 оэтиленкарбоната, этиленгликоль и катализатор, при молярном соотношении паровой поток:водный поток, равном 15,1, при давлении 1,2 кг/см, к выходящему из колонны кубовому потоку добавляют диоксид углерода в молярном соотношении 1:6,6 и полученную смесь подвергают взаимодействию при температуре 170 С и давлении 35 кг/см в присутствии 0,8 отрифенилфосфониййодида, удаляют десорбцией при температуре 165-170 С и давлении 1,5 кг/см из полученной реакционной смеси непрореагировавшие оксид этилена и диоксид углерода, к полученному после десорбции раствору этиленкарбоната добавляют 1,6 моль воды на 1 моль этиленкарбоната и осуществляют гидролиз при температуре 180 С и давлении 10 кг/см .,Лончакова дарстве роизводствен Заказ 1518 ВНИИП Составитель Н.КапитановаТехред М,Моргентал Коррек Тираж Подписноеного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 ательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101