RU2574856C2

RU2574856C2 - Способ получения алкиленгликоля

Info

Publication number: RU2574856C2
Application number: RU2013122641/04A
Authority: RU
Inventors: Рул Гийом Хубертус Леонардус БАСТИНГС; Артур Виллибрордус Титус РОТС
Original assignee: Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б. В.
Priority date: 2010-10-19
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2016-02-10

Abstract

Изобретение относится к способу получения алкиленгликоля из алкена. Способ включает следующие стадии: i) превращения алкена в присутствии кислорода и катализатора эпоксидирования в соответствующий алкиленоксид в реакторе эпоксидирования; ii) поглощения алкиленоксида в водном поглотителе и затем десорбции указанного поглотителя, чтобы обеспечить водный поток алкиленоксида; iii) подачи водного потока алкиленоксида рядом с впускным патрубком в реактор карбоксилирования; iv) превращения водного потока алкиленоксида в присутствии одного или нескольких катализаторов карбоксилирования-гидролиза и диоксида углерода в поток, включающий соответствующий алкиленкарбонат, в одном или нескольких реакторах карбоксилирования; v) превращения потока, включающего алкиленкарбонат, в поток, включающий алкиленгликоль, в одном или нескольких реакторах гидролиза; vi) удаления воды из потока, включающего алкиленгликоль, с получением потока дегидратированного алкиленгликоля в одной или нескольких колоннах дегидратации; vii) очистки потока дегидратированного алкиленгликоля в одной или нескольких колоннах дистилляции гликоля с получением потока очищенного алкиленгликолевого продукта и потока рециркуляции катализатора карбоксилирования-гидролиза. При этом пусковой режим указанного способа включает подачу потоков воды, катализатора карбоксилирования-гидролиза и диоксида углерода в реактор карбоксилирования и предоставление пускового потока, включающего алкиленгликоль, в точке ввода рядом с впускным патрубком, используемым в стадии iii), или ниже по потоку от него, и извлечение потока алкиленгликоля из колонны дистилляции гликоля. Предлагаемый способ позволяет повысить эффективность процесса за счет улучшенного пускового режима. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Область, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу получения алкиленгликоля из алкена, включающему особый пусковой режим.

Уровень техники

Моноэтиленгликоль используют в качестве исходного материала при изготовлении полиэфирных волокон, полиэтилентерефталатных (ПЭТФ) пластиков и смол. Его также включают в состав автомобильных антифризных жидкостей.

Моноэтиленгликоль обычно получают из этиленоксида, который, в свою очередь, получают из этилена. Чтобы получить этиленоксид, этилен и кислород пропускают над катализатором из оксида серебра типично при давлениях 10-30 бар (10⁶-3·10⁶ Па) и температурах 200-300°C, получая поток продукта, включающий этиленоксид, диоксид углерода, этилен, кислород и воду. Количество этиленоксида в потоке продукта обычно составляет примерно от 0,5 до 10 массовых процентов. Поток продукта подают в абсорбер этиленоксида, и этиленоксид поглощается рециркулирующим потоком растворителя (абсорбента), содержащим, главным образом, воду. После поглощения водный поток этиленоксида направляют в десорбер, чтобы отделить этиленоксид. Этиленоксид выходит из верхней части десорбера в виде концентрированного водного потока этиленоксида.

В одном хорошо известном способе этиленоксид затем подвергают взаимодействию с диоксидом углерода в присутствии катализатора, чтобы получить этиленкарбонат. Этиленкарбонат затем подвергают гидролизу с получением этиленгликоля. Вариант с использованием этиленкарбоната значительно улучшает селективность превращения этиленоксида в моноэтиленгликоль по сравнению с известным способом, в котором этиленоксид взаимодействует с большим избытком воды с образованием этиленгликоля в некаталитическом процессе.

Такой способ получения этиленгликоля через этиленкарбонат можно осуществить последовательно со способом получения этиленоксида. То есть, этиленоксид не очищают после абсорбции и десорбции, а подают в реактор карбоксилирования в виде концентрированного водного потока из верхней части десорбера.

Во время запуска такого комбинированного способа секцию превращения этиленоксида в этиленгликоль данной установки готовят к получению водного потока этиленоксида, прежде чем такой поток в действительности доставляется. В связи с этим, данную секцию установки подогревают, в ней увеличивают давление и создают несколько внутренних рециркуляций, таких как рециркуляции катализатора, CO₂ и внутренней жидкости. Поток воды подают в реактор карбоксилирования и удаляют из процесса, далее ниже по потоку, посредством водоотделителя.

В части превращения этиленоксида в этиленгликоль данного способа могут иметь место проблемы на стадии, где в части превращения этилена в этиленоксид данного способа получается незначительное количество водного этиленоксида или он вовсе не образуется. На данной стадии потоки сырья, подаваемые в процесс и проходящие через стадии карбоксилирования и гидролиза, будут представлять собой поток концентрированного катализатора, поток диоксида углерода и воду. Когда только данное сырье проходит через процесс, вместо желаемого концентрированного раствора катализатора в секции отделения катализатора и разбавленных растворов катализатора в остальной части секции превращения этиленоксида в этиленгликоль установки, в результате получится гомогенное распределение раствора катализатора по всему объему секции превращения этиленоксида в этиленгликоль данной установки. Альтернативно, определенные секции установки (например, секция отделения катализатора) должны быть обойдены, пока не подан водный поток этиленоксида. Данные секции затем должны быть отдельно запущены, на более поздней стадии, увеличивая сложность суммарного процесса пуска.

Авторы настоящего изобретения провели поиск, чтобы предложить улучшенный пусковой режим для данного способа получения алкиленгликоля из алкена, позволяющий избежать вышеуказанных проблем и в целом увеличить эффективность способа.

Сущность изобретения

Соответственно, настоящее изобретение предлагает способ получения алкиленгликоля из алкена, включающий стадии:

i) превращения алкена в присутствии кислорода и катализатора эпоксидирования в соответствующий алкиленоксид в реакторе эпоксидирования;

ii) поглощения алкиленоксида в водном поглотителе и затем десорбции указанного поглотителя, чтобы обеспечить водный поток алкиленоксида;

iii) подачи водного потока алкиленоксида рядом с впускным патрубком в реактор карбоксилирования;

iv) превращения водного потока алкиленоксида в присутствии одного или нескольких катализаторов карбоксилирования-гидролиза и диоксида углерода в поток, включающий соответствующий алкиленкарбонат, в одном или нескольких реакторах карбоксилирования;

v) превращения потока, включающего алкиленкарбонат, в поток, включающий алкиленгликоль, в одном или нескольких реакторах гидролиза;

vi) удаления воды из потока, включающего алкиленгликоль, с получением потока дегидратированного алкиленгликоля в одной или нескольких колоннах дегидратации;

vii) очистки потока дегидратированного алкиленгликоля в одной или нескольких колоннах дистилляции гликоля с получением потока очищенного алкиленгликолевого продукта и потока рециркуляции катализатора карбоксилирования-гидролиза, где пусковой режим указанного способа включает подачу потоков воды, катализатора карбоксилирования-гидролиза и диоксида углерода в реактор карбоксилирования и предоставление пускового потока, включающего алкиленгликоль, в точке ввода рядом с впускным патрубком, используемым в стадии iii), или ниже по потоку от него, и извлечение потока алкиленгликоля из колонны дистилляции гликоля.

Краткое описание чертежей

Фигура 1 представляет собой схематическую диаграмму, показывающую способ согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фигура 2 представляет собой схематическую диаграмму, показывающую способ согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения.

Фигура 3 представляет собой схематическую диаграмму, показывающую способ согласно другому предпочтительному варианту осуществления изобретения.

Фигура 4 представляет собой схематическую диаграмму, показывающую способ согласно дополнительному предпочтительному варианту осуществления изобретения.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение предлагает способ получения алкиленгликоля из алкена, включающий особый пусковой режим. Указанный способ включает реакции, указанные ниже:

R¹, R², R³ и R⁴, предпочтительно, выбраны из водорода и необязательно замещенной алкильной группы, имеющей от 1 до 6 атомов углерода, более предпочтительно, от 1 до 3 атомов углерода. В качестве заместителей могут присутствовать такие фрагменты молекулы, как гидроксильные группы. Предпочтительно, R¹, R² и R³ представляют собой атомы водорода, и R⁴ представляет собой водород или незамещенную C₁-C₃-алкильную группу, и, более предпочтительно, R¹, R², R³ и R⁴ все представляют собой атомы водорода.

Поэтому примеры подходящих алкенов включают этилен и пропилен. В настоящем изобретении наиболее предпочтительным алкеном является этилен.

Таким образом, способ по настоящему изобретению может представлять собой способ получения этиленгликоля или пропиленгликоля посредством эпоксидирования этилена или пропилена до этиленоксида или пропиленоксида соответственно.

Алкен взаимодействует с кислородом в присутствии катализатора в реакторе с получением газовой композиции, включающей алкиленоксид, алкен, кислород, диоксид углерода и пары воды. Кислород может подаваться в виде кислорода или в виде воздуха, но, предпочтительно, подается в виде кислорода. Типично подают балластный газ, например метан или азот, чтобы дать возможность работы при высоких уровнях кислорода, не приводя к образованию огнеопасной смеси. Можно подавать замедлитель, например, монохлорэтан или дихлорэтан, чтобы контролировать характеристики катализатора для этиленоксида. Алкен, кислород, балластный газ и замедлитель, предпочтительно, подают в рециркулирующий газ, который подается в реактор алкиленоксида из абсорбера алкиленоксида (необязательно, посредством колонны абсорбции диоксида углерода).

Реактор эпоксидирования типично представляет собой многотрубчатый реактор с неподвижным слоем. Катализатор, предпочтительно, представляет собой мелкодисперсное серебро и необязательно металлы-промоторы на материале носителя, например, на оксиде алюминия. Взаимодействие, предпочтительно, осуществляют при давлениях больше чем 1 МПа и меньше чем 3 МПа и температурах больше чем 200°C и меньше чем 300°C. Газовую композицию из реактора эпоксидирования, предпочтительно, охлаждают в одном или нескольких охлаждающих аппаратах, предпочтительно, с генерированием пара при одном или нескольких температурных уровнях.

Из газовой композиции удаляют загрязняющие примеси, прежде чем ее подают в абсорбер алкиленоксида. Возможные загрязняющие примеси включают кислоты, сложные эфиры, альдегиды, ацетали и органические галогениды. Предпочтительным способом удаления загрязняющих примесей является быстрое охлаждение, предпочтительно, контактом газовой композиции с охлажденным рециркулирующим водным раствором.

Газовую композицию из стадии эпоксидирования затем подают в абсорбер алкиленоксида, включающий колонну с установленными по вертикали тарелками или включающий колонну насадочного типа.

Обедненный абсорбент поступает в абсорбер алкиленоксида и контактирует с газовой композицией в абсорбере алкиленоксида. Обогащенный абсорбент, включающий компоненты, поглощенные из газовой композиции, включая алкиленоксид, CO₂ и низкокипящие фракции, отводится из абсорбера алкиленоксида.

Обедненный абсорбент включает, по меньшей мере, 50 масс. % воды. Предпочтительно, обедненный абсорбент включает, по меньшей мере, 80 масс. % воды.

Обогащенный абсорбент, отбираемый из абсорбера, подают в десорбер. Водный поток алкиленоксида получают из верхней части десорбера. Остающийся абсорбент, теперь обедненный абсорбент, направляют на повторное использование в абсорбер алкиленоксида.

Водный поток алкиленоксида из верхней части десорбера предпочтительно содержит, по меньшей мере, 50 масс. % алкиленоксида, предпочтительно, по меньшей мере, 55 масс. %. В некоторых вариантах осуществления используется десорбер-концентратор, где продукт верхнего погона из десорбера дополнительно концентрируют. В данных вариантах осуществления водный поток алкиленоксида может содержать, по меньшей мере, 95 масс. % алкиленоксида. В данных вариантах осуществления водный поток алкиленоксида разбавляют водой перед подачей в секцию превращения алкиленоксида в алкиленгликоль данного способа.

В настоящем изобретении катализатор карбоксилирования-гидролиза представляет собой катализатор, который содействует карбоксилированию и/или гидролизу.

Вышеуказанный водный поток алкиленоксида направляют в секцию превращения алкиленоксида в алкиленгликоль данного способа и подают в реактор карбоксилирования посредством впускного патрубка. Также подводятся диоксид углерода и катализатор карбоксилирования-гидролиза. Потоки диоксида углерода и катализатора карбоксилирования-гидролиза можно подавать в реактор карбоксилирования отдельно от водного потока алкиленоксида. Предпочтительно, потоки диоксида углерода и катализатора карбоксилирования-гидролиза объединяют с водным потоком алкиленоксида перед тем, как водный поток алкиленоксида подают в реактор карбоксилирования посредством впускного патрубка.

Поток катализатора карбоксилирования-гидролиза включает один или несколько катализаторов, которые активируют карбоксилирование и гидролиз. Если присутствует только один катализатор карбоксилирования-гидролиза, то катализатор должен активировать карбоксилирование и гидролиз. Если присутствуют два или более катализаторов карбоксилирования-гидролиза, то каждый из катализаторов карбоксилирования-гидролиза может активировать либо карбоксилирование, либо гидролиз или может активировать обе реакции (при условии, что, по меньшей мере, один катализатор карбоксилирования-гидролиза активирует карбоксилирование и, по меньшей мере, один катализатор карбоксилирования-гидролиза активирует гидролиз).

В настоящем изобретении один или несколько катализаторов карбоксилирования-гидролиза, которые активируют карбоксилирование и гидролиз, являются гомогенными. Гомогенные катализаторы карбоксилирования-гидролиза, которые, как известно, активируют карбоксилирование, включают галогениды щелочных металлов, такие как йодид калия и бромид калия, и галогенированные органические соли фосфония и аммония, такие как йодид трибутилметилфосфония, йодид тетрабутилфосфония, йодид трифенилметилфосфония, бромид трифенилпропилфосфония, хлорид трифенилбензилфосфония, бромид тетраэтиламмония, бромид тетраметиламмония, бромид бензилтриэтиламмония, бромид тетрабутиламмония и йодид трибутилметиламмония. Гомогенные катализаторы карбоксилирования-гидролиза, которые, как известно, активируют гидролиз, включают основные соли щелочных металлов, такие как карбонат калия, гидроксид калия и бикарбонат калия, или металаты щелочных металлов, такие как молибдат калия. Предпочтительные системы гомогенных катализаторов включают комбинацию йодида калия и карбоната калия, и комбинацию йодида трибутилметилфосфония и карбоната калия.

Поток катализатора карбоксилирования-гидролиза подают в реактор карбоксилирования либо по отдельности, либо после смешивания с водными потоками алкиленоксида и/или CO₂. После карбоксилирования, гидролиза и дегидратации его выделяют из потока продукта в секции отделения катализатора колонны дистилляции гликоля. По мере протекания способа по настоящему изобретению поток рециркуляции катализатора карбоксилирования-гидролиза из секции отделения катализатора будут направлять на повторное использование в стадию карбоксилирования.

Карбоксилирование водного потока алкиленоксида в присутствии диоксида углерода для получения потока, включающего соответствующий алкиленкарбонат, происходит в одном или нескольких реакторах карбоксилирования. Если присутствует более чем один реактор, предпочтительно, их располагают последовательно. В настоящем описании, когда используются фразы ″подаваемый в реактор карбоксилирования″ или ″подаваемый в один реактор карбоксилирования″ и присутствует более одного реактора карбоксилирования, поток подают в первый реактор карбоксилирования из одного или более реакторов, расположенных последовательно.

Реакторы карбоксилирования подходяще представляют собой двухфазные проточные реакторы, работающие при давлении в диапазоне от 0,8 до 3,0 МПа и температуре в диапазоне от 50 до 180°C.

Реакторы карбоксилирования, каждый, будут, предпочтительно, обеспечиваться рециркуляцией жидкости, где жидкость удаляется из реактора и направляется на повторное использование в нижнюю часть реактора. Поток рециркуляции будет нагреваться или охлаждаться для того, чтобы обеспечить реактору карбоксилирования улучшенный контроль температуры.

После того как водный поток алкиленоксида превращается в поток, включающий соответствующий алкиленкарбонат, в одном или нескольких реакторах карбоксилирования, поток, включающий алкиленкарбонат, затем превращают в поток, включающий алкиленгликоль, в одном или нескольких реакторах гидролиза.

Однако в предпочтительном варианте осуществления способа по настоящему изобретению перед подачей в один или несколько реакторов гидролиза поток, включающий алкиленкарбонат, подвергают стадии отделения диоксида углерода в сосуде отделения CO₂. В данной стадии диоксид углерода удаляют из потока, включающего алкиленкарбонат, и затем диоксид углерода можно направить на повторное использование в поток диоксида углерода, чтобы подать в реактор карбоксилирования.

Один или несколько реакторов гидролиза могут быть реакторами любого подходящего типа. Предпочтительно, реакторы гидролиза являются реакторами с перегородками. Если имеется более чем один реактор гидролиза, является предпочтительным, чтобы реакторы гидролиза были бы соединены последовательно.

В одном варианте осуществления изобретения, по меньшей мере, один из одного или нескольких реакторов гидролиза представляет собой реактор с перегородками, где реактор с перегородками имеет, по меньшей мере, 3, предпочтительно, по меньшей мере, 4 отделения, причем отделения формируются внутренними перегородками, и внутренние перегородки обеспечивают извилистый путь реакционной текучей среды через реактор. Необязательно, поток инжектируют в реактор с перегородками.

Диоксид углерода может производиться в одном или нескольких реакторах гидролиза, его, предпочтительно, отделяют от потока продукта, и он покидает один или нескольких реакторов гидролиза и направляется на повторное использование в поток диоксида углерода, который необходимо подавать в реактор карбоксилирования.

Температура в одном или нескольких реакторах гидролиза типично составляет от 100 до 200°C, предпочтительно, от 100 до 180°C. Давление в одном или нескольких реакторах гидролиза типично составляет от 0,1 до 3 МПа.

Поток, включающий алкиленгликоль из стадии v), подают в водоотделитель. Поток, который подают в водоотделитель, предпочтительно включает очень незначительные количества алкиленоксида или алкиленкарбоната, т.е. подавляющая часть алкиленоксида или алкиленкарбоната была превращена в алкиленгликоль перед подачей в колонну водоотделителя. Предпочтительно, молярное отношение алкиленгликоля к алкиленоксиду и алкиленкарбонату (объединенным) в потоке, подаваемом в водоотделитель, составляет более чем 90:10, более предпочтительно, более чем 95:5, наиболее предпочтительно, более чем 99:1. Воду удаляют из водоотделителя, и ее можно повторно использовать или можно сбросить в виде сточной воды.

Водоотделитель, предпочтительно, представляет собой одну или несколько колонн дегидратации, включая, по меньшей мере, одну вакуумную колонну, предпочтительно, работающую при давлении менее чем 0,05 МПа, более предпочтительно, менее чем 0,025 МПа и, наиболее предпочтительно, примерно 0,0125 МПа.

Поток дегидратированного алкиленгликоля из стадии vi) затем очищают, чтобы удалить примеси и получить поток очищенного алкиленгликолевого продукта. Один или несколько гомогенных катализаторов карбоксилирования-гидролиза из потока дегидратированного продукта отделяют в секции отделения катализатора, чтобы получить поток рециркуляции катализатора карбоксилирования-гидролиза. Поток рециркуляции катализатора карбоксилирования-гидролиза затем подают в реактор карбоксилирования.

Пусковой режим по настоящему изобретению можно осуществить в любой момент, когда имеется незначительный, подаваемый в реактор карбоксилирования, водный поток алкиленоксида или он отсутствует. Это может иметь место при начальном пуске процесса или, если процесс был остановлен, и его необходимо повторно запустить. Как правило, пусковой режим будет инициирован перед началом подачи кислорода в реактор алкиленоксида.

Необходимо понимать, что пусковой режим может продолжаться после того, как водный поток алкиленоксида подается в реактор карбоксилирования. Подходящее количество пускового потока, включающего алкиленгликоль, будет компенсировать ожидаемый объем водного потока алкиленоксида, при котором способ будет нормально осуществляться. По мере того, как обеспечиваемое количество водного потока алкиленоксида увеличивается с течением времени, количество пускового потока, включающего алкиленгликоль, можно уменьшить. Как только способ осуществляется в нормальном состоянии, пусковой режим прекращают. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения обеспечиваемое количество пускового потока, включающего алкиленгликоль, будет поддерживать концентрацию катализатора в реакторах карбоксилирования на постоянном уровне. Данный уровень предпочтительно составляет, по меньшей мере, 3 масс. %, предпочтительно, по меньшей мере, 4 масс. %, исходя из общей массы реакционной смеси. Данный уровень предпочтительно составляет самое большее, 10 масс. %, предпочтительно, самое большее, 8 масс. %, более предпочтительно, самое большее, 6 масс. %, исходя из общей массы реакционной смеси.

В пусковом режиме настоящего изобретения пусковой поток, включающий алкиленгликоль, вначале подается из внешнего источника. Пусковой поток, включающий алкиленгликоль, предоставляется в точке ввода в данном способе рядом или ниже по потоку от стадии iii).

Предпочтительно, пусковой поток предоставляется в любой из следующих точек ввода, которые находятся рядом или ниже по потоку от впускного патрубка, используемого в стадии iii): выше по потоку от одного или нескольких реакторов карбоксилирования; в поток рециркуляции жидкости, рециркулирующей в любой один или несколько реакторов карбоксилирования; между реакторами карбоксилирования и одним или несколькими реакторами гидролиза; между реакторами гидролиза, если присутствует более одного реактора гидролиза; после одного или нескольких реакторов гидролиза и перед водоотделителем; в поток дегидратированного алкиленгликоля перед колонной дистилляции гликоля; или в поток рециркуляции катализатора.

Необходимо понимать, что точка ввода у впускного патрубка, используемого в стадии iii), одновременно может рассматриваться как находящаяся выше по потоку от реактора карбоксилирования; в потоке рециркуляции жидкости, рециркулирующей в любой один или несколько реакторов карбоксилирования; или в потоке рециркуляции катализатора. Фигуры 2-4 в настоящем описании показывают такие варианты осуществления настоящего изобретения.

С другой стороны, точка ввода ниже по потоку от впускного патрубка, используемого в стадии iii), одновременно может рассматриваться как находящаяся ниже по потоку от реактора карбоксилирования, например, между реакторами карбоксилирования и одним или несколькими реакторами гидролиза; между реакторами гидролиза, если присутствует более одного реактора гидролиза; после одного или нескольких реакторов гидролиза и перед водоотделителем; или в потоке дегидратированного алкиленгликоля перед колонной дистилляции гликоля.

Предпочтительно, пусковой поток предоставляется выше по потоку от одного или нескольких реакторов карбоксилирования или в поток рециркуляции катализатора. В данных предпочтительных вариантах осуществления пусковой режим дает возможность контролировать соотношение вода/алкиленгликоль/катализатор на протяжении большей части секции превращения алкиленоксида в алкиленгликоль данного способа.

В течение пускового режима поток алкиленгликоля отводится из колонны дистилляции гликоля. Вначале, данный поток будет включать пусковой поток. Однако необходимо понимать, что в течение данного режима могут происходить изменения в его точном составе. По мере того, как протекает пусковой режим, и водный поток алкиленоксида начинает поступать в процесс, будет образовываться дополнительный алкиленгликоль, и он также будет извлекаться из колонны дистилляции гликоля в виде потока очищенного алкиленгликоля.

В одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения поток алкиленгликоля извлекается из колонны дистилляции гликоля и направляется на повторное использование в точку ввода, необязательно после промежуточного хранения. В данном варианте осуществления по мере продолжения пускового режима только часть потока алкиленгликоля из колонны дистилляции гликоля будет необходимо направлять на повторное использование в точку ввода. Оставшуюся часть можно извлечь в качестве желаемого продукта способа по настоящему изобретению.

Водный поток, подаваемый на карбоксилирование в течение пускового режима, будет удаляться из системы в гликолевом водоотделителе, и его можно направить на повторное использование или удалить в виде сточной воды.

В течение пуска способа по настоящему изобретению необходимо установить поток рециркуляции CO₂. CO₂ будет образовываться в секции превращения алкилена в алкиленоксид установки, когда она активна, но в момент пуска будет подаваться недостаточное количество CO₂ и, следовательно, необходимо подать дополнительное количество CO₂ из внешнего источника. Данный источник может представлять собой расположенный рядом генератор CO₂ или резервуар жидкого CO₂. Важно минимизировать потери CO₂ из секции превращения алкиленоксида в алкиленгликоль данного способа в течение пуска. Потери CO₂ могут быть вызваны увеличенным растворением в потоках жидкостей при низкой температуре и последующим выбросом CO₂ в атмосферу из последних реакторов гидролиза и со стадий очистки.

Поэтому в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения в секции превращения алкиленоксида в алкиленгликоль вначале повышают давление с помощью азота. Реакторы карбоксилирования и гидролиза нагревают, прежде чем добавляют CO₂, и начинают рециркуляцию потока CO₂ непосредственно перед подачей водного потока алкиленоксида из секции превращения алкилена в алкиленоксид данного способа. Далее, в течение пускового режима увеличенный объем удаления CO₂ в последних реакторах гидролиза и водоотделителя можно извлечь и направить на повторное использование в поток рециркуляции CO₂.

Фигура 1 показывает возможные варианты осуществления пускового режима по настоящему изобретению.

В способе получения алкиленгликоля из алкена водный поток алкиленоксида (1) из части превращения алкилена в алкиленоксид данного способа, поставляемый посредством входного патрубка (1a), смешивают с водой (2), потоком катализатора (15) и диоксидом углерода (3), перед тем как подают в первый из одного или нескольких реакторов карбоксилирования (4). В данных реакторах карбоксилирования имеется рециркуляция жидкости (5a и 5b). Поток, включающий алкиленкарбонаты, (6) подают в сосуд отделения CO₂ (7). Избыток диоксида углерода направляют на повторное использование посредством потока рециркуляции (8). Затем поток, включающий алкиленкарбонат, подают в первый из одного или нескольких реакторов гидролиза (9), где его превращают в поток, включающий алкиленгликоль, (10). Диоксид углерода, получаемый в реакторе гидролиза, направляют на повторное использование посредством потока рециркуляции (8). Поток, включающий алкиленгликоль, (10) затем подвергают дегидратации в водоотделителе (11), обеспечивая поток дегидратированного алкиленгликоля (12) и воды (17). Поток дегидратированного алкиленгликоля (12) очищают в одной или нескольких колоннах дистилляции гликоля (13), обеспечивая поток очищенного алкиленгликолевого продукта (14) и поток рециркуляции катализатора (15).

В течение пускового режима для указанного способа через впускной патрубок (1a) вначале будет подаваться незначительный водный поток алкиленоксида (1) из части превращения алкилена в алкиленоксид данного способа, или данный поток будет отсутствовать. Будут подаваться диоксид углерода (3), вода (2) и поток катализатора (15), и пусковой поток, включающий алкиленгликоль, будет подаваться в точке ввода (16), которая может быть в любой из показанных точек (16), которые находятся рядом или ниже по потоку от впускного патрубка (1a), используемого в стадии iii) способа по настоящему изобретению.

Фигура 2 показывает один предпочтительный вариант осуществления пускового режима по настоящему изобретению. В пусковом режиме, показанном на фигуре 2, точка ввода (16) находится у впускного патрубка (1a) и выше по потоку от одного или нескольких реакторов карбоксилирования (4). В течение пускового режима пусковой поток, включающий алкиленгликоль, вначале поступает от внешнего источника (19). По мере протекания процедуры пусковой поток может быть получен из потока рециркуляции гликоля (18), включающего, по меньшей мере, часть потока очищенного алкиленгликоля (14), извлекаемого из колонны дистилляции гликоля (13). В конце пускового режима поток рециркуляции гликоля будет остановлен.

Фигура 3 показывает другой предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения. В пусковом режиме, показанном на фигуре 3, точка ввода (16) находится рядом с впускным патрубком (1a) и в потоке рециркуляции катализатора (15). В течение пускового режима пусковой поток, включающий алкиленгликоль, вначале поступает от внешнего источника (19). По мере протекания процедуры пусковой поток может быть получен из потока рециркуляции гликоля (18), включающего, по меньшей мере, часть потока очищенного алкиленгликоля (14), извлекаемого из колонны дистилляции гликоля (13). В конце пускового режима поток рециркуляции гликоля, если он имеется, будет остановлен.

Фигура 4 показывает дополнительный предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения. В пусковом режиме, показанном на фигуре 4, точка ввода (16) находится рядом с впускным патрубком (1a) и в рециркулирующей жидкости (5a) первого из одного или нескольких реакторов карбоксилирования. Как и в других предпочтительных вариантах осуществления, в течение пускового режима пусковой поток, включающий алкиленгликоль, вначале поступает от внешнего источника (19). По мере протекания процедуры пусковой поток может быть получен из потока рециркуляции гликоля (18), включающего, по меньшей мере, часть потока очищенного алкиленгликоля (14), извлекаемого из колонны дистилляции гликоля (13). В конце пускового режима поток рециркуляции гликоля будет остановлен.

Используя пусковой режим по настоящему изобретению, концентрацию катализатора в поперечном направлении (по меньшей мере, части) секции превращения алкиленоксида в алкиленгликоль данного способа в течение пуска можно контролировать при желательных значениях. Чем дальше выше по потоку точка ввода находится в секции превращения алкиленоксида в алкиленгликоль, тем большую часть указанной секции можно контролировать в такой манере.

Это дает возможность всей секции превращения алкиленоксида в алкиленгликоль от точки ввода алкиленоксида до дистилляции алкиленгликоля находиться в режиме функционирования, который находится настолько близко, насколько это возможно, гидравлически и с точки зрения концентрации катализатора, к ситуации в течение нормальной работы. Тщательным выбором точек ввода смеси алкиленгликоля, воды и необязательно более тяжелых гликолей предотвращается варьирование концентрации раствора катализатора в широких пределах в пределах различных частей секции превращения алкиленоксида в алкиленгликоль. В результате, можно поддерживать высокие и низкие концентрации там, где они требуются в гликолевой секции.

Далее, следуя пусковому режиму по настоящему изобретению нет необходимости обходить секцию отделения катализатора в течение начальных фаз пуска. Любые проблемы инициирования данной секции тогда будут иметь место в начале пуска, а не на последующей и более критической стадии.

Кроме того, простой и эффективный пусковой режим по настоящему изобретению можно быстро задействовать, если секция алкиленоксида остановлена или отключена, и секцию превращения алкиленоксида в алкиленгликоль данного способа можно, следовательно, поддерживать при стабильных условиях, в то время когда перезапускается секция алкиленоксида.

Claims

1. Способ получения алкиленгликоля из алкена, включающий стадии:
i) превращения алкена в присутствии кислорода и катализатора эпоксидирования в соответствующий алкиленоксид в реакторе эпоксидирования;
ii) поглощения алкиленоксида в водном поглотителе и затем десорбции указанного поглотителя, чтобы обеспечить водный поток алкиленоксида;
iii) подачи водного потока алкиленоксида рядом с впускным патрубком в реактор карбоксилирования;
iv) превращения водного потока алкиленоксида в присутствии одного или нескольких катализаторов карбоксилирования-гидролиза и диоксида углерода в поток, включающий соответствующий алкиленкарбонат, в одном или нескольких реакторах карбоксилирования;
v) превращения потока, включающего алкиленкарбонат, в поток, включающий алкиленгликоль, в одном или нескольких реакторах гидролиза;
vi) удаления воды из потока, включающего алкиленгликоль, с получением потока дегидратированного алкиленгликоля в одной или нескольких колоннах дегидратации;
vii) очистки потока дегидратированного алкиленгликоля в одной или нескольких колоннах дистилляции гликоля с получением потока очищенного алкиленгликолевого продукта и потока рециркуляции катализатора карбоксилирования-гидролиза,
где пусковой режим указанного способа включает подачу потоков воды, катализатора карбоксилирования-гидролиза и диоксида углерода в реактор карбоксилирования и предоставление пускового потока, включающего алкиленгликоль, в точке ввода рядом с впускным патрубком, используемым в стадии iii), или ниже по потоку от него, и извлечение потока алкиленгликоля из колонны дистилляции гликоля.

2. Способ по п. 1, в котором в течение пускового режима, по меньшей мере, часть потока алкиленгликоля, извлеченного из колонны дистилляции гликоля, направляют на повторное использование в точку ввода.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором обеспечивается пусковой поток в точке, выбранной из группы, включающей точку: выше по потоку от одного или нескольких реакторов карбоксилирования; в потоке рециркуляции жидкости, направляемом на повторное использование в любой реактор из одного или нескольких реакторов карбоксилирования; между реакторами карбоксилирования и одним или несколькими реакторами гидролиза; между реакторами гидролиза, если присутствует более одного реактора гидролиза; после одного или нескольких реакторов гидролиза и до колонны дегидратации; в потоке дегидратированного алкиленгликоля до колонны дистилляции гликоля; или в потоке рециркуляции катализатора.

4. Способ по п. 3, в котором пусковой поток подается выше по потоку от одного или нескольких реакторов карбоксилирования.

5. Способ по п. 3, в котором пусковой поток подается в поток рециркуляции катализатора.

6. Способ по п. 3, в котором пусковой поток подается в поток рециркуляции жидкости, направляемый на повторное использование в любой реактор из одного или нескольких реакторов карбоксилирования.

7. Способ по п. 6, в котором пусковой поток подается в поток рециркуляции жидкости, направляемый на повторное использование в первый из одного или нескольких реакторов карбоксилирования.

8. Способ по любому из пп. 1, 2 и 4-7, в котором алкен представляет собой этилен.

9. Способ по п. 3, в котором алкен представляет собой этилен.