(57)【要約】粗モノエチレングリコール（ＭＥＧ）から均一触媒溶液を分離するためのおよびＭＥＧを精製するための方法および装置を開示する。本方法は、粗ＭＥＧを蒸発させることにより触媒溶液を分離する工程、および粗ＭＥＧを、精留部、ストリッピング部およびそこから殺菌部に供給する工程を含み、それぞれの部は、０．５×１０５Ｎｍ−２以下の減圧において動作され、前記精留部および殺菌部は、前記触媒分離部のものより低い圧であり、この点で、本方法は、前記触媒分離部および精留部にわたる圧力差を規定し、ならびに前記触媒分離部からの気相粗ＭＥＧは、実質的に気相供給物として前記精留部に供給される。本装置は、触媒分離部、ＭＥＧ精留部、ストリッピング部および殺菌部を備え、前記ＭＥＧ精留部および殺菌部は、ＭＥＧ精製塔内に位置し、前記触媒分離部は、ＭＥＧ精製塔内または独立した上流の容器内のいずれかに位置し、前記分離部は、ＭＥＧ精留部への粗ＭＥＧ供給口および分離された触媒のための出口を提供し、前記ＭＥＧ精留部への粗ＭＥＧ供給口は、蒸気供給口である。
2009539932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒分離部において粗モノエチレングリコール（ＭＥＧ）を蒸発させることにより触媒溶液を分離する工程、および、前記粗ＭＥＧを、精留部、ストリッピング部およびそこから殺菌部に供給する工程を含み、それぞれの部は、０．５×１０５Ｎｍ−２以下の減圧において動作され、精留部および殺菌部は、触媒分離部のものより低い圧であり、この点で、触媒分離部と精留部の間に圧力差を規定し、ならびに前記触媒分離部からの気相粗ＭＥＧが、実質的に気相供給物として精留部に供給される、ＥＯからＭＥＧへの触媒転化方法において用いるための、粗ＭＥＧからの均一触媒溶液の分離のためのおよびＭＥＧの精製のための方法。
【請求項２】
分離部、精留部および殺菌部が、ＭＥＧ精製塔内に位置し、および部間の自由な圧力伝達での内部供給により動作し、ならびにストリッピング部が、前記ＭＥＧ精製塔の外部に位置し、および精留部との自由な圧力伝達での外部供給により、精留部の圧力より大きい減圧で、サイドストリッピング部として動作される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
精留部からの凝縮蒸気が、ストリッピング部に外部から供給され、およびストリッピングされたＭＥＧ蒸気が、分離部と精留部の中間に外部から戻される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
ストリッピング部、精留部および殺菌部が、ＭＥＧ精製塔内に位置し、および部間の自由な圧力伝達での内部供給により動作し、ならびにストリッピング部が、精留部より下に据付けられ、ならびに触媒分離部が、ＭＥＧ精製塔の外部に位置し、および精留部との自由な圧力伝達での外部供給により動作される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
気相粗ＭＥＧ供給物が、ストリッピング部と精留部の中間に外部から供給される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
触媒分離部およびストリッピング部における熱入力が、殺菌部からのオーバーヘッドにおいて回収される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
触媒分離部、モノエチレングリコール（ＭＥＧ）精留部、ストリッピング部および殺菌部を備え、前記ＭＥＧ精留部および前記殺菌部が、ＭＥＧ精製塔内に位置し、ならびに前記触媒分離部が、ＭＥＧ精製塔内または独立した上流容器内のいずれかに位置し、ならびに前記分離部が、ＭＥＧ精留部への粗ＭＥＧ供給口および分離された触媒のための出口を提供し、前記ＭＥＧ精留部への粗ＭＥＧ供給口が蒸気供給口である、エチレンオキシド（ＥＯ）からＭＥＧへの触媒転化用ユニットにおいて使用するための、粗ＭＥＧからの均一触媒溶液の分離のためのおよびＭＥＧの精製のためのＭＥＧ精製装置。
【請求項８】
触媒分離部が、ＭＥＧ精製塔内の、前記触媒分離部にＭＥＧ中の液相均一触媒溶液を導入するための入口より下に位置し、ならびにＭＥＧ精留部および殺菌部が、同ＭＥＧ精製塔内の前記入口より上に位置し、ならびに分離部からＭＥＧ精留部への粗ＭＥＧ供給口が、内部蒸気供給口である、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
ストリッピング部が、精留部から凝縮液出口を通って供給される入口を備え、および触媒分離部から精留部への内部粗ＭＥＧ蒸気供給口に戻る気相出口を有する、サイドストリッパーとして設けられる、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
触媒分離部が、ＭＥＧ精製塔の上流の独立した容器内に位置し、および前記分離部からＭＥＧ精留部への粗ＭＥＧ供給口が、外部蒸気供給口である、請求項７に記載の装置。
【請求項１１】
ストリッピング部が、ＭＥＧ精製塔内の精留部より下に設けられる、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
ＭＥＧが均一触媒と併せて存在する、ＥＯからＭＥＧへの触媒転化方法またはユニットにおける、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法または装置の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粗モノエチレングリコール（ＭＥＧ）製品から触媒を分離して、ＭＥＧを精製するための装置および方法ならびにエチレンオキシド（ＥＯ）／エチレングリコール（ＥＧ）プラントにおけるこれらの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＧは、主として、ポリエステル繊維、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の製造に使用され、および、より少ない程度に、不凍液として役立つ自動車の冷却システムにおいて使用される。
【０００３】
ＭＥＧは、例えば重炭酸塩またはメタレート塩によって直接触媒される、ＥＯからＥＧへの均一触媒転化によって製造することができる。あるいは、ＭＥＧは、２段方法、（酸により触媒される）ケタール型方法により、または、例えばアルカリもしくはアルカリ土類金属ハロゲン化物、亜鉛、スズ、アルキルアミンまたは第四級アンモニウムなどによって触媒されるエチレンカーボネート（ＥＣ）経由にて、製造することができる。後者の場合、統合ＥＯ／ＥＧ方法は、通常、４つの部分に分けられる。ＥＯ反応およびＣＯ２除去とＥＯ回収；軽留分（ＬＥ）除去およびＥＯ精製；ＥＣ／ＥＧ反応およびＥＧ回収；ならびにＭＥＧ精製。ＥＣ／ＥＧ反応部では、均一触媒の存在下でＥＯをＣＯ２と反応させてＥＣにする。ＥＣおよび触媒を加水分解部に提供し、そこでＥＣを触媒の存在下でＭＥＧへと加水分解し、触媒を、ＥＣ／ＥＧ反応部に再循環させるために、ＭＥＧから分離する。
【０００４】
米国特許第６，０８０，８９７号明細書には、触媒分離容器が、ＭＥＧの蒸発によって触媒からＭＥＧを分離し、その後、蒸発したＭＥＧを再び凝縮させて、液体ＭＥＧ供給物を、ストリッピング、精留および殺菌のために主ＭＥＧ精製塔に提供する方法が示されている。このタイプの方法では、ＭＥＧ精製塔は、分離容器より高い圧力で動作し、凝縮されたＭＥＧをＭＥＧ精製塔に搬送するためにポンプまたは重力が必要とされる。
【０００５】
このシステムの欠点は、ＭＥＧストリームを２回蒸発させる必要があり、その結果、高いスチーム要求量を招くことである。今般、我々は、ＭＥＧ凝縮を省くことにより、および、機械的搬送装置を使用せずに触媒分離部からＭＥＧ精製に蒸気を輸送することを可能にする、ＭＥＧ精製塔の動作圧を低下させることにより、この方法を１回のＭＥＧストリーム蒸発に制限することによって、非常に有意なスチーム節約および投資額節約を行うことができることを発見した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，０８０，８９７号明細書
【発明の概要】
【０００７】
本発明の最も広い態様に従って、ＥＯからＭＥＧへの触媒転化方法において用いるための、粗ＭＥＧからの均一触媒溶液の分離のためおよびＭＥＧの精製のための方法を提供する。この方法は、触媒分離部において粗ＭＥＧを蒸発させることにより触媒溶液を分離する工程ならびに粗ＭＥＧを精留部へ、ストリッピング部へおよびそこから殺菌部へ供給する工程を含み、それぞれの部は、０．５×１０５Ｎｍ−２以下の減圧で動作され、精留部および殺菌部は、触媒分離部のものより低い圧であり、この点で、この方法は、触媒分離部と精留部の間の圧力差を規定し、触媒分離部からの気相粗ＭＥＧは、実質的に気相供給物として精留部に供給される。
【０００８】
第一の好ましい実施形態において、分離部、精留部および殺菌部は、部間の自由な圧力伝達での内部供給により動作し、ストリッピング部は、精留部との自由な圧力伝達での外部供給により、精留部の圧力より大きい、大気圧より低い圧力で、サイドストリッピング部として動作される。精留部からの凝縮液は、ストリッピング部に外部から供給される。その後、ストリッピングされたＭＥＧ蒸気が、分離部と精留部の中間に外部から戻される。
【０００９】
または、第二の実施形態において、ストリッピング部、精留部および殺菌部は、部間の自由な圧力伝達での内部供給により動作し、ストリッピング部は、精留部より下に据付けられる。この実施形態において、触媒分離部は、精留部との自由な圧力伝達での外部供給により動作される。分離部からの気相粗ＭＥＧは、好ましくは、ストリッピング部と精留部の中間に外部から供給される。
【００１０】
本明細書において自由な圧力伝達への言及は、例えばノズル、内部構造物などにおいて、これらの部自体の動作によって作られるものの他に、圧力差を作る手段を使用しない動作への言及である。
【００１１】
本発明の更なる態様において、ＥＯからＭＥＧへの触媒転化用ユニットにおいて使用するための、粗ＭＥＧからの均一触媒溶液の分離のためのおよびＭＥＧの精製のためのＭＥＧ精製装置を提供する。この装置は、触媒分離部、ＭＥＧ精留部、ストリッピング部および殺菌部を備え、前記ＭＥＧ精留部および殺菌部は、ＭＥＧ精製塔内に位置し、前記触媒分離部は、ＭＥＧ精製塔内または独立した上流の容器内のいずれかに位置し、ならびに前記分離部は、ＭＥＧ精留部への粗ＭＥＧ供給口および分離された触媒のための出口を提供し、前記ＭＥＧ精留部への粗ＭＥＧ供給口は、蒸気供給口である。ストリッピング部は、ＭＥＧ精製塔内に位置するまたはサイドストリッパーとして設置される。
【００１２】
第一の好ましい実施形態において、触媒分離部は、ＭＥＧ精製塔内の、前記触媒分離部にＭＥＧ中の液相均一触媒溶液を導入するための入口より下に位置し、ＭＥＧ精留部および殺菌部は、同ＭＥＧ精製塔内の前記入口より上に位置し、ならびに前記分離部からＭＥＧ精留部への粗ＭＥＧ供給口は、内部蒸気供給口である。
【００１３】
この好ましい実施形態において、ストリッピング部は、精留部から凝縮液出口を通って供給される入口を備えるおよび触媒分離部から精留部への内部粗ＭＥＧ蒸気供給口に戻る気相出口を有する、サイドストリッパーとして設けられる。
【００１４】
第二の実施形態において、触媒分離部は、ＭＥＧ精製塔の上流の独立した容器内に位置し、および前記分離部からＭＥＧ精留部への粗ＭＥＧ供給口は、外部蒸気供給口、さらに好ましくはサイドエントリー型蒸気供給口である。この実施形態において、ストリッピング部は、ＭＥＧ精製塔内の精留部より下に設けられる。
【００１５】
本発明の更なる態様において、下で説明するような触媒と共にＭＥＧが存在する、ＥＯからＭＥＧへの触媒転化用ユニットまたは方法、好ましくはＥＯ／ＥＧプラントでの本発明の装置または方法の使用を提供する。
【００１６】
一般に二基の蒸留塔での逐次的蒸留によるＭＥＧの精製による粗ＭＥＧからの触媒溶液の分離のためのシステムは、例えばＵＳ−Ａ−６，０８０，８９７から知られているが、１基の塔でのまたは独立したＭＥＧ精製塔および独立した蒸留触媒分離容器でのＭＥＧの精製により粗ＭＥＧからの触媒溶液の低圧分離を遂行するシステム、ならびに、分離後および精留部への供給前に粗ＭＥＧを凝縮せずに第二精留部において使用するためのフラッシュされたグリコールを第一分離部でのＭＥＧ蒸気の発生を利用して精留部に供給することも含むシステムはない。これは、液体粗ＭＥＧを、もう１度蒸発させる、より高圧の精留部およびストリッピング部に供給することができるように中間凝縮部を動作させる公知の方法と比較して、正味のエネルギー節約を生じさせ、凝縮した粗ＭＥＧのための中間蓄積および搬送装置の必要をなくす。加えて、これにより、ストリッピング部は、ＭＥＧ精製塔内の精留部および殺菌部の液体および蒸気負荷量より低い液体および蒸気負荷量を扱うことが可能となる。更なる利点として、本発明は、公知の方法とは対照的に、触媒分離部と精留部の間の部間凝縮液搬送のために機械的搬送装置を使用することなく動作する。全体として、これは、動作費用およびプラント建設費用の点で利益をもたらす。
【００１７】
本発明は、ＭＥＧ取り扱い温度を低下させることもでき、ならびにより低い圧力で動作することにより触媒分離部における触媒処理温度を低下させることもできる。より低い圧力で動作することの追加の利点は、ＭＥＧ精製塔におけるＭＥＧ回収が助長されることであり、さらに、これにより、ＭＥＧ精製部におけるエネルギーのより高い回収率およびＭＥＧ再循環の低減が可能となる。触媒グリコール製造方法のより高い選択性と併せてＭＥＧ精製塔への蒸気としての粗ＭＥＧの供給は、本発明のＭＥＧ精製塔のストリッピング部のサイズ低減につながる。その結果、好ましい実施形態において、触媒分離部の上部にＭＥＧ精製塔の精留部および殺菌部を据付けることによって、ならびにこの触媒分離部とこの精留部の間に据付けられたドローオフトレイによる供給を受けるストリッピング部をこの配置転換されたＭＥＧ精製塔の隣にサイドストリッパーとして据付けることによって、より小型の設備設計を実現することができる。全体として、これは、動作費用およびプラント建設費用の点で利益をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、ＵＳ−Ａ−６，０８０，８９７に示されているような先行技術ＭＥＧ精製方法および装置を示す。
【図２】図２は、本発明のＭＥＧ精製方法および装置の実施形態を示す。
【図３】図３は、本発明のＭＥＧ精製方法および装置の実施形態を示す。
【００１９】
発明の詳細な説明
一般に、本発明の方法および装置は、グリコール脱水部から得られる触媒溶液を分離する。触媒溶液は、実質的にまたは主として液相であるが、分離部に入る時点では蒸気を含むことがある。触媒溶液は、粗ＭＥＧ中の触媒を含む。分離部において、下で説明するような温度への熱入力は、好ましくは、粗ＭＥＧのフラッシュ分離を生じさせ、それによって、粗ＭＥＧ中に０重量パーセントから９５重量パーセントより多く触媒を有する溶液から気相粗ＭＥＧが分離され、この溶液は、ＥＯからＭＥＧへの転化反応においてさらに使用するために再循環される。上で説明したように、この気相粗ＭＥＧは、精留部に供給され、そこでの液相と気相の間の物質移動が、精留をもたらし、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）およびより高沸点のグリコールからオーバーヘッドとしてＭＥＧを分離する。分離されたＭＥＧは、殺菌部に昇り、そこでの相間の更なる物質移動が、より低沸点の残留水および他の軽質成分のオーバーヘッドストリームからのＭＥＧの分離をもたらす。
【００２０】
本発明の方法は、ＭＥＧ、ＤＥＧおよびより高級なグリコールを含む精留部からの液体供給物に対して好ましくは実施されるストリッピング部を含む。本明細書におけるより高級なグリコールへの言及は、トリエチレングリコールおよびより高置換度のグリコールへの言及である。ストリッパーは、この供給物と比較してＭＥＧがさらに濃縮されたオーバーヘッド蒸気の戻りをもたらす。
【００２１】
好ましくは、前記液体供給物は、内部ストリッピング部に直接抜き出される、またはサイドストリッピング部に抜き出される、精留部からの缶出分抜出液である。ストリッピング部からの頂部蒸気は、精留部に昇る、またはＭＥＧ精製塔に戻され、触媒分離部からの粗蒸気と併せて精留部に供給される。ストリッピング部は、精留部より高いが０．５×１０５Ｎｍ−２以下の減圧で動作される。この配置により、ストリッピング部と精留部の間の機械的搬送装置の必要がなくなる。
【００２２】
ストリッピング部は、濃縮されたＤＥＧおよびより高級なグリコールの缶出物ストリームをＭＥＧ再循環塔に提供し、そこで、濃縮ＤＥＧおよびより高級なグリコールからＭＥＧを回収する。本発明の更なる利点は、サイドストリッパーにおける減圧動作により、サイドストリッパー缶出物に関する低減温度での動作が可能となり、これは、ＭＥＧの熱分解を最小にし、分離も増進する。サイドストリッパー缶出物のＤＥＧおよびより高級なグリコール含有量は、供給物と比較して増加され、それによって、低減されたＭＥＧ負荷量がＭＥＧ再循環塔に送られる。先行技術と比較して低減されたＭＥＧ再循環負荷量は、好適な動作費用およびプラント建設費用の点での利点をもたらす。
【００２３】
好ましくは、触媒分離部およびストリッピング部において用いられる熱は、殺菌部からのオーバーヘッドに回収される。低圧スチーム発生器を殺菌部オーバーヘッド蒸気ストリームコンデンサとして動作させることができ、またはこのオーバーヘッドコンデンサを使用して、別の有用もしくは方法ストリームを加熱することができる。そのために、本発明の方法および装置は、より低い圧力での動作にも関わらず、先行技術システムのものと同等の殺菌部オーバーヘッドからのエネルギー回収率で動作される。これにより、ＭＥＧ分離および精製に必要な総エネルギー投入量のより高い割合を、エネルギーがＭＥＧ精製塔オーバーヘッドコンデンサで回収されるストリッピング部において働かせることができ、これは、このストリッピング部におけるより高い回収率を可能にするが、減圧動作のおかげでこの熱分解を伴なわない。
【００２４】
これは有用である。なぜなら動作温度が非常に低いためＭＥＧ再循環塔においてＭＥＧの回収に用いられるエネルギーを回収することができないからである。このため、ストリッパーにおいてできる限り多くのＭＥＧを回収することは魅力的である。なぜならこのエネルギーを有用な利益として回収することができるからである。ＭＥＧ再循環塔により多くのＭＥＧが進むということは、ＭＥＧ精製塔コンデンサで回収されるエネルギーの割合がより低いことを意味する。
【００２５】
分離温度を低下させ、ＭＥＧ生成物および触媒を保存するためのならびにストリッパー缶出物温度および負荷量ならびにＭＥＧ再循環負荷量を減少させるための圧力の低下と、殺菌部オーバーヘッドでの十分なエネルギー回収を可能にするための圧力の維持との間にはバランスがある。好ましくは、本方法は、最低で、少なくとも０．０１×１０５Ｎｍ−２、さらに好ましくは、少なくとも０．０２×１０５Ｎｍ−２、および特に、少なくとも０．０５×１０５Ｎｍ−２である、それぞれの分離部、精留部、ストリッピング部および殺菌部内の圧力で動作される。好ましくは、本方法は、最高で、大きくても０．５×１０５Ｎｍ−２、さらに好ましくは、大きくても０．４×１０５Ｎｍ−２、および特に、大きくても０．２×１０５Ｎｍ−２である、それぞれの分離部、精留部、ストリッピング部および殺菌部内の圧力で動作される。
【００２６】
好ましくは、精留部および殺菌部ならびに、同じ塔に含有される場合には触媒分離部およびストリッピング部を、自由な圧力伝達での統合様式で動作されて、部間の内部供給を助長する。好ましくは、内部供給は、ＭＥＧ精製塔ならびに存在する場合には上流の触媒分離容器またはサイドストリッパーの長さにわたる圧力差により駆動される。場合によっては、供給を、例えば、存在する場合にはサイドストリッパーへの液体サイドドローを助長するために、重力が用いられる。好ましくは、ＭＥＧ精製塔を通して圧力差は、０．３×１０５Ｎｍ−２未満、好ましくは０．１×１０５Ｎｍ−２未満であり、このＭＥＧ精製塔の高さを通して圧力は低下する。
【００２７】
本発明の方法は、大気圧より低い圧力で動作され、その結果、動作は、他の点ではこの事例であるものより低い温度でのものとなり得る。好ましくは、この複合ＭＥＧ精製方法における温度は、最低で５０℃および最高で２００℃、例えば、触媒のタイプ、ＭＥＧ品質および一般の圧力に依存して、さらに好ましくは、最低で１００℃および最高で１７０℃（これは、エネルギー回収を助長し、ＭＥＧ品質を保存する。）、ならびに特に、最低で１２０℃および最高で１６０℃である。
【００２８】
ここで、上で定義したとおりの本発明の更なる態様に言及すると、好ましくは、本装置は、供給口、出口、内部構造物など、例えば、低い圧力損失をもたらし、それによって許容可能な圧力損失に対する制限を満たすためのものを備える。
【００２９】
好ましくは、本装置は、ＥＧ脱水ユニットから供給される触媒分離部への液体供給口を備える。任意の適する供給口を使用することができ、好ましくは、低速供給口を用いて、フラッシュされた蒸気のこの供給口における分離を最適化する。好ましくは、この供給口は、粗ＭＥＧの分離を助長するために大きな表面積を提供する。
【００３０】
本発明の装置は、ＭＥＧ精製塔内またはこの塔の上流の独立した容器内でのインサイチューでのＭＥＧ蒸気からの触媒のフラッシュ分離に備えている。好ましくは、触媒分離部は、熱入力のための手段を備える。好ましくは、熱入力は、リボイラー、好ましくは、流下薄膜型リボイラーによる。これは、低い外皮温度および触媒の加熱を制限するリボイラー内での触媒溶液の少ない滞留時間という利点を有する。
【００３１】
ＭＥＧ中の濃縮溶液として分離された触媒は、底部出口を経て排出される。好ましくは、底部出口は、ボルテックスブレーカーを含む。
【００３２】
驚くべきことに、我々は、触媒分離部からの分離された粗ＭＥＧを、分離されたＭＥＧの中間凝縮、機械的搬送および蒸留精製での再蒸発を必要とせずに、蒸気ストリームとして精製部に供給することができることを発見した。その結果、触媒分離を独立した上流の容器において行うことができ、または単一のＭＥＧ精製塔の中で行うことができる。好ましくは、触媒分離部、精留部および殺菌部は、実質的に等しい直径のものである。ストリッピング部は、他の部より小さな直径のものであり得る。そのために、ストリッピングは、より小さな直径のサイドストリッパーにおいて行うことができ、またはより小さな直径のストリッピング部に対して、精留部とストリッピング部の間にスエージ部を設けることができることにより単一のＭＥＧ精製塔の中で行うことができる。特定の有利な要因として、触媒分離部は、主要部より小さな直径の液だめを備え、それによって触媒の維持および滞留時間を最小にし、その結果、触媒の加熱を最小にする。
【００３３】
好ましい実施形態において、ＭＥＧ精製塔は、液相ＭＥＧ、ＤＥＧおよびより高沸点のグリコールのためのサイドストリッパーへの液体出口と、ストリッピングされた濃縮ＭＥＧのための戻り蒸気入口と、触媒分離部と精留部の中間に位置する出口および入口とを備える。好ましくは、前記出口は、重力駆動抜出口である。
【００３４】
触媒分離部から精留部に蒸気を通すことができ、サイドストリッパーに通すために精留部から液体を回収することができるドローオフトレイは、好ましくは、触媒分離部と精留部の中間に位置する。
【００３５】
好ましくは、サイドストリッパーは、ＭＥＧ精製塔の触媒分離部、精留部および殺菌部より小さい直径のものである。なぜならサイドストリッパー内の液体および蒸気負荷量が、精留部への直接蒸気供給および触媒グリコール反応の改善された選択性によって低減される、特に、ＤＥＧおよびより高級なグリコールの負荷量が低減されるからである。サイドストリッパーとしての組み込みは、精留部とストリッピング部の間に据付けられる大きなスエージ加工部がないという利点を有する。これは、より小型の設計を行うことができるので、ユニット構成費用低減という利点を有する。
【００３６】
サイドストリッパーは、ストリッピングされたＭＥＧのためのオーバーヘッド出口を提供する。サイドストリッパーは、脱水器への再循環のために残留ＭＥＧを回収するＭＥＧ再循環塔への、濃縮ＤＥＧおよびより高級なグリコールのための缶出物出口を備える。ＭＥＧ再循環塔は、再循環用のＭＥＧを回収するためにサイドストリッパーより低圧で動作する。特定の有利な要因として、缶出物出口ストリームに含まれる低減ＭＥＧ負荷量をＭＥＧ再循環塔に送るこのサイドストリッパーは、先行技術の方法と比較して、より多くのＭＥＧを回収する。従って、好ましくは、ＭＥＧ再循環は、先行技術と比較して低減された負荷量のものであり、これは、動作費用低減およびプラント建設費用低減という利点をもたらす。
【００３７】
本発明のＭＥＧ精製塔は、部間の内部蒸気供給を含む。驚くべきことに、我々は、最少の飛沫同伴により蒸気および還流ストリームに対抗して内部供給することができれば、上で説明したような好ましい実施形態において単一容器で触媒分離と精留を統合することができることを発見した。好ましくは、ＭＥＧ精製塔は、ＭＥＧ生成物抜出トレイを提供し、これは、精留部から殺菌部に蒸気供給物を通すことができ、および生成物ＭＥＧとして、好ましくは、液体サイドドローオフとして回収するためにＭＥＧを殺菌部から戻す手立てとなる。殺菌部は、ＭＥＧ、残留水および他の軽質成分、水および軽質成分を除去するための凝縮オーバーヘッド生成物の還流および液体流出ストリームのためのオーバーヘッド蒸気出口と共に、ＭＥＧ生成物出口より上に位置する。
【００３８】
加えて、好ましい実施形態において、ＭＥＧ精製塔は、追加の抜出トレイを提供し、これは、触媒分離部からのＭＥＧ精留部に蒸気供給物を通すことを可能にし、ならびにサイドストリッパーへのドローオフのために精留部からＭＥＧ、ＤＥＧおよびより高沸点のグリコールを含有する液体を戻す手立てとなる。
【００３９】
好ましくは、前記抜出トレイは、低い圧力損失をもたらす。適切には、例えば、抜出トレイは、チムニートレイ、ベーンコレクターまたは二段式樋形コレクターを含む。
【００４０】
本装置は、部の中および間での分離および分配を助長するための内部構造物、例えば、１つ以上のデミスターマット、重力分配器などを追加で備え得る。
【００４１】
適切には、精留、殺菌およびストリッピング部は、好ましくは構造化されたパッキングまたはさほど好ましくないランダムパッキングなどの内部構造物を備え、これは、この高さ全体にわたって温度分布を生じさせ、それによって、精留部およびストリッピング部においてＤＥＧおよびより高沸点のグリコールからＭＥＧ蒸気を分離することができ、ならびに殺菌部において残留水および他の軽質成分からＭＥＧを分離することができる。温度分布は、当技術分野において公知であるように、内部構造物の性質および量および密度によって調節することができる。
【００４２】
好ましくは、重力分配器は、蒸気と液体の最大接触を可能にするように、精留部、殺菌部およびストリッピング部における内部構造物に液体を分配して、低い圧力損失で最適な精留および殺菌を保障する。
【００４３】
上で説明したように、殺菌部は、ＭＥＧ精製塔およびサイドストリッパーへの熱入力の回収のために、スチーム発生エネルギー回収容器または他の有用もしくは方法ストリーム加熱装置へのオーバーヘッドを含む。好ましくは、コンデンサは、０．５×１０５Ｎｍ−２未満の減圧において動作し、および５０℃より高い、好ましくは１００℃より高い、さらに好ましくは１２０℃より高い温度でのＭＥＧ精製塔オーバーヘッド蒸気の凝縮の熱を回収し、この熱をこのユニット内の他の場所または関連ユニットにおいて使用するために移送することができる。
【００４４】
本発明の装置および方法は、ＥＯからＭＥＧへの触媒転化のための任意の方法において使用することができる。好ましくは、この使用は、２段方法、（酸により触媒される）ケタール型方法によって製造される、または例えばアルカリもしくはアルカリ土類金属ハロゲン化物、亜鉛、スズ、アルキルアミンもしくは第四級アンモニウムなどにより触媒されるＥＣ経由で製造されるＭＥＧへのＥＯの均一触媒転化のためのユニットもしくは方法、または任意の他の均一触媒方法における使用である。
【００４５】
好ましくは、このシステムは、ＭＥＧを製造するための触媒方法において使用され、この方法は、ＥＯを触媒の存在下でＣＯ２と反応させ、それによって、ＥＣを含有する反応溶液の形成を果たす工程、この反応溶液中のＥＣを加水分解することによって、この反応溶液をＥＧ水溶液に転化させる工程、このＥＧ水溶液から水を除去する蒸留工程、およびもたらされるＥＧ溶液から蒸留によって精製ＥＧと触媒を含有する溶液を得る蒸留工程を含む。
【００４６】
好ましくは、このような方法における触媒は、均一触媒であり、さらに好ましくは、アルカリ金属ハロゲン化物、例えば臭化物またはヨウ化物（場合により、クラウンエーテル触媒と併用）、アルカリ土類金属ハロゲン化物、均一亜鉛触媒、有機スズまたはゲルマニウムもしくはテルル化合物、または好ましくは、アルキルアミンまたは第四級アンモニウム、例えば第四級アンモニウムハロゲン化物もしくは第四級ホスホニウムハロゲン化物である。適する触媒は、ＵＳ  ６，０８０，８９７（この内容は、本明細書に参照により組み込まれる。）に開示されている。好ましくは、ＥＣをＭＥＧに転化させる加水分解工程のための均一触媒としては、炭酸塩、例えば炭酸カリウム、ＵＳ  ４，２８３，５８０に教示されているようなモリブデン酸カリウムなどが挙げられる。例えばＥＰ−１，４８４，３００−Ａ１（この内容は、本明細書に参照により組み込まれる。）におけるような、ＥＯからＭＥＧへの直接転化のための多数の均一触媒が公知である。
【００４７】
好ましくは、本発明は、分離しなければならないＥＣなどの中間体が実質的にない、ＭＥＧ、ＤＥＧおよびより高級なグリコールへの転化率が実質的に１００％である方法において使用するためのものである。好ましくは、本方法は、ＭＥＧに対して高選択的である。
【００４８】
ここで、図面を参照しながら非限定的な様式で本発明を例示する。
【００４９】
図１は、ＵＳ−Ａ−６，０８０，８９７に示されているような先行技術ＭＥＧ精製方法および装置を示す。
【００５０】
図２および図３は、本発明のＭＥＧ精製方法および装置の実施形態を示す。
【００５１】
図１には、グリコール反応器（１）、ＥＧ脱水ユニット（２）、触媒分離（フラッシュ）容器または蒸発器（３）、およびストリッピング部（７）、精留部（５）および殺菌部（６）が組み入れられているＭＥＧ精製塔（４）を示す。フラッシュ容器（３）からの凝縮液は、ドラム（図示なし）に蓄積され、その後、ポンピングによりまたは重力を受けて、塔（４）に搬送される。
【００５２】
図２には、グリコール反応器（１）、ＥＧ脱水ユニット（２）、および触媒分離部（３）、ＭＥＧ精留部（５）および殺菌部（６）が組み入れられているＭＥＧ精製塔（４）を示す。（７）は、ＭＥＧサイドストリッパーを示し、（２２）は、ＭＥＧ再循環塔を示す。ＥＧ脱水ユニット（２）、ＭＥＧ精製塔（４）、ＭＥＧサイドストリッパー（７）およびＭＥＧ再循環塔（２２）のそれぞれには、示されているようなリボイラーが組み入れられる。脱水器（２）およびＭＥＧ再循環塔（２２）には、オーバーヘッドに冷水コンデンサが組み入れられる。
【００５３】
図２を参照して、グリコール脱水器缶出物は、主としてＭＥＧ、多少の触媒および少量のＤＥＧを含有し、ＭＥＧ精製塔（４）に送られる。この真空塔は、大気圧より低い圧力条件で動作し、ならびに底部触媒分離部（３）、中間精留部（５）および頂部殺菌部（６）からなり、これらは全液ドローオフトレイ（８、９）によって隔てられている。底部触媒分離部（３）において、この塔供給物（１１）中に存在するＭＥＧの大部分が蒸発される。ＭＥＧ中の濃縮触媒溶液が缶出物ストリーム（１２）として回収され、再循環されて、このプロセスに、例えば触媒再循環ポンプ（図示なし）によりＥＣ反応器（図示なし）に戻される。
【００５４】
ＭＥＧ精製塔への熱入力は、触媒分離器流下薄膜型リボイラー（１３）によって行われる。
【００５５】
ＭＥＧ精製塔（４）の頂部、殺菌部（６）は、パッキングを収容しており、ならびに残留水および他の軽質成分を分離し、これらは、ＭＥＧ生成物からオーバーヘッド（１６）として除去される。高純度ＭＥＧが液体サイドストリーム（１４）として回収され、精製ＭＥＧ貯蔵所（１５）に運ばれる。
【００５６】
ＭＥＧ精製塔（４）のオーバーヘッド（１６）からの蒸気は、低圧ストリームまたは別の媒質の加熱を生じさせるコンデンサ（１７）において凝縮される。このコンデンサは、この塔内の注意深い圧力制御を必要とする低温差を有する。ＭＥＧ精製塔（４）からのオーバーヘッド凝縮物（１８）は、ＭＥＧ精製塔還流ドラム（１９）に収集され、そこからこれは、水および他の軽質成分の除去のためにグリコール脱水器（２）に送られる。一部は、還流としてＭＥＧ精製塔（４）に戻される。
【００５７】
ＭＥＧ精製塔（４）の中間精留部（５）は、パッキングを収容しており、ＤＥＧとより重質の成分からＭＥＧを分離する。ＤＥＧおよびより重質の成分は、ＭＥＧ精製塔（４）の精留部（５）の低部（２１）に蓄積し、ならびに全液ドローオフトレイ（９）によってこの塔からサイドストリッパー供給物（２０）として除去される。ＭＥＧは、ＭＥＧサイドストリッパー（７）においてさらに濃縮され、ＤＥＧおよびより重質のグリコールは、ＭＥＧサイドストリッパー（７）およびＭＥＧ再循環塔（２２）においてＭＥＧから分離される。ストリッパー（７）底部温度は、ＭＥＧサイドストリッパーリボイラー（２３）（スチームまたは他の加熱媒質によって駆動される流下薄膜型リボイラー）へのスチームフローを制御することによって制御される。
【００５８】
ＭＥＧサイドストリッパー（７）は、ＭＥＧ精製塔よりわずかに低い真空のトップ条件において動作する真空塔であり、パッキング床を有する。サイドストリッパー（７）は、サイドストリッパー缶出物（２４）中のＤＥＧおよびより重質の成分を濃縮する。サイドストリッパーオーバーヘッド（２５）蒸気は、主としてＭＥＧは、ＭＥＧ精製塔（４）の精留部（５）に戻される。
【００５９】
ＭＥＧ再循環塔（２２）は、ＭＥＧ精製塔より深い真空の内部コンデンサでトップ条件で動作する真空蒸留塔である。この塔は、ＭＥＧサイドストリッパー缶出物ストリーム（２４）中に存在する残留ＭＥＧを回収する。再循環塔（２２）は、パッキングを備える。熱入力は、スチームまたは他の加熱媒質によって駆動される流下薄膜型リボイラーによってである。この塔には、この場合は圧力損失を減少させるために内部コンデンサとして、オーバーヘッドコンデンサが組み入れられる。コンデンサからの液体は、アキュムレータとしての役割を果たすこともできる液体ドローオフトレイで収集される。ＭＥＧは、ＭＥＧ再循環塔頂部（２６）生成物として回収され、グリコール脱水器（２）に再循環され、そこで一切の軽質分解生成物が除去される。ＭＥＧ再循環塔缶出物（２７）は、高濃度のＤＥＧを含有し、更なる加工のために貯蔵所に吐き出される。
【００６０】
図３は、図２の代替実施形態を示し、この場合、触媒分離部（３）は、ＭＥＧ精製塔（４）の上流に位置し、ＭＥＧ精製塔は、ストリッピング部（７）、精留部（５）および殺菌部（６）を積重ね設計で備える。ストリッピング部（７）は、精留部（５）および殺菌部（６）より小さい直径のものであり、ストリッピング部（７）および精留部（５）の間にスエージ加工された部分がある。蒸気供給物は、サイドエントリー型入口（１１ａ）を通って触媒分離部（３）からストリッピング部（７）および精留部（５）の中間に提供される。図２におけるように、ＤＥＧおよびより重質な成分は、ＭＥＧ精製塔（４）の精留部（５）の低部（２１）に蓄積するが、この実施形態では、この塔から除去されず、ストリッピング部（７）に供給される。
【００６１】
ＭＥＧ精製塔、存在する場合には独立した触媒分離容器およびＭＥＧサイドストリッパーならびにＭＥＧ再循環塔は、大気圧より低い圧力条件下で動作される。これらの塔に関する許容可能な圧力損失に対する制限のため、圧力損失の低いパッキングが利用される。適するパッキングは、低い液滞留量を有する。ＭＥＧ生成物または触媒の熱分解を最小にするために、全ての塔に流下薄膜型リボイラーも選択される。
【００６２】
プラント建設費用面での利点は、小型ＭＥＧ精製塔設計（図２）、またはより少ない程度に、スエージ加工設計（図３）および、ＭＥＧ再循環塔設計ならびに関連装置のサイズ低減からなる。ＭＥＧ分離に必要な比較的多くのエネルギーがＭＥＧ精製コンデンサで回収され、ならびに粗ＭＥＧストリームを蒸気として触媒分離部から直接精留部に導入することにより余分なエネルギー入力を避けられるので、節約動作が実現される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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