(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収液と脱イオン水とで構成される二種類の溶剤による吸収法を用いる、酢酸ビニル生産プロセスにおけるエチレン回収方法であって、
酢酸ビニル生産の精留工程における酢酸塔の供給板上段から吸収液として分流を引出し；
前記分流を吸収液輸送ポンプでエチレン回収塔の下段頂部に搬送し；
酢酸ビニル生産プロセスにおいて生じたエチレンを含むガスから、炭素を除去して得られるガスである精製ガスをエチレン回収塔の釜部から導入して、前記吸収液と前記精製ガスとを相互に逆向きで接触させ；
釜残液を精留工程に搬送して処理し；
引き続きエチレン回収塔の上段まで上昇するガスであって、前記精製ガスから前記吸収液によりエチレンを吸収した後の残留ガスを、回収塔の頂部から導入される脱イオン水と相互に逆向きで接触させることにより、酢酸を吸収して除去し；
残留の不活性ガスをエチレン回収塔の頂部から排出させることを特徴とする、酢酸ビニル生産プロセスにおけるエチレン回収方法。
【請求項２】
前記吸収液は、酢酸ビニル生産の精留工程における酢酸塔の供給板上段から供給される、酢酸、酢酸ビニル及び水の混合物であり、重量百分比が酢酸50〜85%、酢酸ビニル5〜30%及び水5〜20%であることを特徴とする、請求項１に記載の酢酸ビニル生産プロセスにおけるエチレン回収方法。
【請求項３】
酢酸ビニル生産精留工程における酢酸塔の供給板上段が吸収液緩衝タンクの入口と接続し、吸収液緩衝タンクの出口が吸収液輸送ポンプの入口と接続し、吸収液輸送ポンプの出口がエチレン回収塔の下段と接続し、前記エチレン回収塔は複合塔であり、エチレン回収塔は上下二段に分けられ、上段を脱イオン水洗浄段とし、下段を吸収液洗浄段とすることを特徴とする、酢酸ビニル生産プロセスにおけるエチレン回収方法のための装置。
【請求項４】
前記エチレン回収塔の操作圧力は絶対圧力0.5〜1.2MPaであり、操作温度は25〜80℃であることを特徴とする、請求項３に記載の酢酸ビニル生産プロセスにおけるエチレン回収方法のための装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は酢酸ビニル生産プロセスにおけるエチレン回収方法に関する。特にエチレン法生産酢酸ビニル生産プロセスにおけるエチレン回収方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
酢酸ビニル（VAC）は重要な有機化学原料であり、自身の重合或いは他のモノマーとの共重合により、ポリビニルアルコール（PVA）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（EVA）、ポリ酢酸ビニル（PVAC）、エチレン−塩化ビニル共重合体（EVC）等の誘導体を生成する。これらの誘導体の用途が非常に幅広く、一般的に接着剤、紙或いは織物の接着剤、ペンキ、インク、皮革の加工、乳化剤、水溶性膜、土壤の改良剤等に用いられる。酢酸ビニルは、中間体として、ポリビニルアルコールの非繊維分野への応用展開に伴い、その需要は増加する一方である。
【０００３】
中国の酢酸ビニル生産は20世紀60年代から始まり、1965年北京有機化学工場が日本からアセチレン法流動床技術の導入を皮切りに、中国国内に同じタイプの装置が多く設置された。また、これらの酢酸ビニル装置は全てビニロンの生産に適合されている。20世紀70〜80年代、中国の酢酸ビニルは約90％ビニロン及びポリビニルアルコールに用いられた。ここ数年、ポリビニルアルコールの発展により、中国の酢酸ビニル市場が拡大する一方である。2008年末、中国の酢酸ビニルの総生産能力がl40万トン/年となり、将来的に、中国の酢酸ビニルの需要量が年8%の伸び率で増えると見込まれている。
【０００４】
酢酸ビニルの生産プロセスにはエチレン法及びアセチレン法がある。世界ではエチレン法による生産が主流である。アセチレン法は、汚染が深刻なため、国外では淘汰され、現在、中国等少数の国家でアセチレン法が利用されている。エチレン法による酢酸ビニル生産過程では、原料であるエチレン、酸素、酢酸ガスを反応器に導入し、反応器内で触媒剤と接触させ、0.6〜1.1MPaの絶対圧力及び130〜200℃の温度下で反応させて、VAC、水及び少量の副産物が生成される。高温反応ガスは数段階凝縮され、凝縮液は酢酸ビニル、水及び未反応の酢酸等を含有し、混合液を精留工程に搬送してVACの精製を行う。未反応のエチレンガスはコンプレッサに戻されて循環使用され、循環ガスとなる。
【０００５】
エチレンは世界で最も生産量が高い化学製品の一つであり、最も重要な化学工業の基本原料でもあり、国民経済に重要な地位を占めている。エチレンは酢酸ビニル合成の原料の一つである。エチレン法による酢酸ビニル生産の生産過程において、エチレンのワンパス転化率が10%程度のみとなり、大量の未転化のエチレンが循環使用されなければならない。窒素ガス等の不活性ガスの累積でエチレン濃度の低下による反応への悪影響を防ぐために、精製ガスからガスの一部を抜いて排出する必要があるが、排出された精製ガスの主要組成はエチレンであるため、エチレン原料の損失を引き起こす。適宜な吸収液を選択して、新しいプロセスを開発することで、エチレンガスの選択的な回収を図り、エチレンガスの排出を減少させ、酢酸ビニルの生産コストを下げ、製品の市場競争力を向上させることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、酢酸ビニル生産プロセスにおける精製ガスからエチレンを選択的に回収するための方法及び装置を提供することにあり、該プロセス方法は、気相法酢酸ビニル生産過程中エチレンの排出を減少させ、原料消耗を下げ、酢酸ビニルの生産コストを抑えることができる。
【０００７】
エチレン法酢酸ビニルの生産過程において、原料のワンパス転化率は低く、エチレンのワンパス転化率は10%程度に止まり、且つ爆発限界の制限を受けて、実際の生産においてエチレンが常に過剩するため、大量のエチレンが循環使用されなければならない。循環ガスには主に、エチレン、主要な副産物であるCO2及びシステムにおけるN2等不活性成分を含み、システムに存在するエチレンの濃度及び循環ガスにおけるCO2の濃度を一定に保つために、ガスの一部を抜き、CO2の一部を除去して炭素除去処理する必要がある。炭素除去されたガスは合成工程に戻され使用され、このようなガスは精製ガスと称される。不活性ガスの累積を防ぐために、精製ガスからガスの一部を再び抜いて排出する必要があるが、排出された精製ガスの主な成分はエチレンである。このエチレンガスを回収するために、製品である酢酸ビニルを吸収液としたり、原料である酢酸を吸収液としたりして様々な方法が用いられている。酢酸ビニルがエチレンに対する良い溶解性を備えると同時に他の不活性ガスも大量に溶解する。一方、エチレンへの酢酸の選択性が良いものの、溶解度が悪い。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の酢酸ビニル生産プロセスにおけるエチレン回収方法は、エチレン回収塔を上下二段に分けて、上段を脱イオン水洗浄段とし、下段を吸収液洗浄段としてエチレン回収が行われる。
【０００９】
本発明の技術方案は次の通りである。
【００１０】
本発明の酢酸ビニル生産プロセスにおけるエチレン回収方法は、吸収液と脱イオン水とで構成される両種類の溶剤による吸収法を用いるエチレン回収方法であって、酢酸ビニル生産の精留工程における酢酸塔の供給板上段から吸収液として分流を引出し、これを吸収液輸送ポンプでエチレン回収塔の下段頂部に搬送し、精製ガスをエチレン回収塔の釜部から導入し、前記吸収液と前記精製ガスとを相互に逆向きで接触させ、釜残液を精留工程に搬送して処理し、引き続きエチレン回収塔の上段まで上昇するガスを回収塔の頂部から導入される脱イオン水と相互に逆向きで接触させることにより、酢酸を吸収して除去し、残留の不活性ガスがエチレン回収塔の頂部から排出させる。
【００１１】
前記吸収液は、酢酸ビニル生産の精留工程における酢酸塔の供給板上段から供給される、酢酸、酢酸ビニル及び水の混合物であり、重量百分比が酢酸50〜85%、酢酸ビニル5〜30%及び水5〜20%である。
【００１２】
本発明の酢酸ビニル生産プロセスにおけるエチレン回収方法による装置は、酢酸ビニル生産精留工程における酢酸塔の供給板上段が吸収液緩衝タンクの入口と接続し、吸収液緩衝タンクの出口が吸収液輸送ポンプの入口と接続し、吸収液輸送ポンプの出口がエチレン回収塔の下段と接続する。
【００１３】
前記エチレン回収塔が複合塔であり、エチレン回収塔が上下二段に分けられ、上段は脱イオン水洗浄段とされ、下段は吸収液洗浄段とされる。
【００１４】
前記エチレン回収塔の操作圧力は絶対圧力0.5〜1.2MPaであり、操作温度は25〜80℃である。
【００１５】
本発明の酢酸ビニル生産プロセスにおけるエチレン回収方法の長所は、二種類の溶剤による吸収法を用いて、精留工程酢酸塔の供給板上段から流れを吸収液として引出し、エチレンに対する酢酸ビニルの高溶解特性及びエチレンに対する酢酸の高選択の溶解特性を結合して、吸収液の改善・効率向上の高機能を実現し、精製ガス内にあるエチレンガスを選択的に回収し、エチレンの排出損失を減少し、酢酸ビニル生産の原料消耗を低下させることにある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の酢酸ビニル生産プロセスにおけるエチレン回収方法によれば、エチレン回収選択性が60〜95%となり、エチレンの損失を減少し、製品生産コストを低下させ、酢酸ビニル製品の市場競争力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は酢酸ビニル生産プロセスにおけるエチレン回収方法のフローの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面に合わせて本発明についてより一層詳細に説明する。本発明の酢酸ビニル生産プロセスにおけるエチレン回収方法のための装置では、酢酸ビニル生産の精留工程における酢酸塔の供給板上段が吸収液緩衝タンクの入口と接続し、吸収液緩衝タンクの出口が吸収液輸送ポンプの入口と接続し、吸収液輸送ポンプの出口がエチレン回収塔の下段と接続する。前記エチレン回収塔は複合塔であり、エチレン回収塔は上、下二段に分けられ、上段を脱イオン水洗浄段とし、下段を吸収液洗浄段とする。また、エチレン回収塔の操作圧力は絶対圧力0.5〜1.2MPaであり、操作温度は25〜80℃である。
【００１９】
［実施例１］
精留工程における酢酸塔４の供給板上段から吸収液として分流を引出し、吸収液を緩衝タンク１に搬送し、吸収液輸送ポンプ２によりエチレン回収塔３の下段の頂部に搬送し、精製ガスをエチレン回収塔３の釜部から導入させ、吸収液と精製ガスとを塔内において相互に逆向きで接触させ、吸収液への精製ガスの溶解特性により、エチレンガスの選択的な回収を実現する。釜残液を精留工程に搬送して脱ガス処理を行い、吸収されない上昇ガスは主にN2等の不活性ガスを含有し、更に少量の酢酸を含有する。上昇ガスはエチレン回収塔の上段において、回収塔の頂部から導入される脱イオン水と相互に逆向きで接触することにより、酢酸が吸収され除去される。N2等の不活性ガスをエチレン回収塔の頂部から排出させることで、不活性ガスの累積を防ぐ。吸収液の成分（wt%）は、酢酸78%、酢酸ビニル8%、及び水14%であり、エチレン回収の選択性は90%である。
【００２０】
［実施例２］
用いる方法は実施例１と同様である。吸収液の成分（wt%）は、酢酸85%、酢酸ビニル5%及び水10%であり、エチレン回収の選択性は95%である。
【００２１】
［実施例３］
用いる方法は実施例１と同様である。吸収液の成分（wt%）は、酢酸50%、酢酸ビニル30%及び水20%であり、エチレン回収の選択性は60%である。
【００２２】
［実施例４］
用いる方法は実施例１と同様である。吸収液の成分（wt%）は、酢酸65%、酢酸ビニル30%及び水5%であり、エチレン回収の選択性は70%である。
【００２３】
本発明の開示の酢酸ビニル生産プロセスにおけるエチレン回収方法及び装置は、当業者が、本発明の内容に鑑みて、原料、プロセスパラメータ及び構造設計等を適宜に変更することで実現可能である。本発明の方法と技術が既に好適な実施例を通じて記述されているため、本発明の内容、思想及び範囲を逸脱せずに、記載されている方法及び技術を変更するまたは適宜に変更して組合することで、本発明の技術を実現可能であることは、当業者にとって容易である。特に、類似の置き換え及び変更のすべては、当業者にとって自明であり、また、それらの全ては、本発明の思想、範囲及び内容に含まれるものと見なす。
【図１】
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