(57)【要約】      （修正有）【課題】エチレンオキシド製造プロセスから排出される吸収塔排ガスを燃焼器の燃料として利用することでエネルギーを回収、利用する手段の提供。【解決手段】エチレンを銀触媒の存在下、分子状酸素含有ガスにより接触気相酸化させるエチレン酸化反応工程において生成したエチレンオキシドを含有する反応生成ガスをエチレンオキシド吸収塔へ供給し、該エチレンオキシド吸収塔へ供給された吸収液と接触させる工程を含み、エチレンオキシド吸収塔の塔頂部から排出される吸収塔排ガスの少なくとも一部を燃焼器に供給して燃焼させ、該燃焼器から排出される燃焼器排ガスを、熱交換器に流通させて吸熱媒体と熱交換させることにより、該燃焼器排ガスの有するエネルギーを回収する方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチレンを銀触媒の存在下、分子状酸素含有ガスにより接触気相酸化させるエチレン酸化反応工程において生成したエチレンオキシドを含有する反応生成ガスをエチレンオキシド吸収塔へ供給し、前記エチレンオキシド吸収塔へ供給された吸収液と接触させる工程を含むエチレンオキシドの製造プロセスにおける熱の回収方法であって、
前記エチレンオキシド吸収塔の塔頂部から排出される吸収塔排ガスの少なくとも一部を燃焼器に供給して燃焼させる工程と、
前記燃焼器から排出される燃焼器排ガスを、熱交換器に流通させて吸熱媒体と熱交換させることにより、前記燃焼器排ガスの有する熱を回収する工程と、
を含む、エチレンオキシドの製造プロセスにおける熱の回収方法。
【請求項２】
前記熱交換器の前記燃焼器排ガスと接する箇所の材質が、モリブデン含量が２〜１０質量％のニッケル−クロム−鉄系合金である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記エチレン酸化反応工程において発生した反応熱を利用して飽和蒸気を得る工程と、
前記飽和蒸気を蒸気加熱器において加熱して過熱蒸気を得る工程と、
前記過熱蒸気を蒸気タービンに供給して前記蒸気タービンにおいて動力を発生させる工程と、をさらに含み、
前記蒸気加熱器として前記燃焼器を用いる、請求項１または２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エチレンオキシド製造プロセスからの熱の回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エチレンオキシドは、今日ではエチレンを銀触媒の存在下で分子状酸素含有ガスにより接触気相酸化して製造される。そして、エチレンオキシド（以下、「ＥＯ」とも称する）の製造プロセスは大略以下のとおりである（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
エチレンと分子状酸素含有ガスとを銀触媒上で接触気相酸化して生成するエチレンオキシドを含む反応生成ガスをエチレンオキシド吸収塔へ導き水を主成分とする吸収液と接触させてエチレンオキシド水溶液として回収する（ＥＯ吸収工程）。
【０００４】
次いで、得られたエチレンオキシド水溶液をエチレンオキシド放散塔へと送り、エチレンオキシド放散塔の塔底部を加熱することによってエチレンオキシドを水溶液から放散させる（ＥＯ放散工程）。また、エチレンオキシド放散塔の塔底部より得られる実質的にエチレンオキシドを含まない水溶液は吸収液として循環使用する。一方、エチレンオキシド放散塔の塔頂部より得られるエチレンオキシド、水、二酸化炭素、不活性ガス（窒素、アルゴン、メタン、エタン等）の他にホルムアルデヒド等の低沸点不純物およびアセトアルデヒド、酢酸等の高沸点不純物を含む放散物については、脱水工程、軽質分分離工程および重質分分離工程の各々を経て精製する（ＥＯ精留工程）。これにより、高純度エチレンオキシドが得られる。
【０００５】
さらに、上記のようにして得られた高純度エチレンオキシドからエチレングリコール類を製造する場合には、得られた高純度エチレンオキシドを水と反応させて、モノエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコールおよびポリエチレングリコールを含む水溶液を得る。そして、多重効用蒸発缶などを用いてこの水溶液から水分を蒸発除去し、得られた濃縮液を高度に脱水し、さらにモノエチレングリコール蒸留塔、ジエチレングリコール蒸留塔、トリエチレングリコール蒸留塔で順次精製することにより、各精製エチレングリコール類が得られる。なお、エチレンオキシドの製造工程においても、エチレンオキシド吸収塔においてエチレンオキシドは水と反応し、エチレングリコールが生成する。したがって、エチレンオキシド吸収塔の吸収液も一部を抜き出して多重効用蒸発缶や脱水蒸留塔を用いて濃縮し、各種エチレングリコール製品を得ている。
【０００６】
ここで、エチレンオキシド吸収塔の塔頂部から排出される未反応エチレン、副生した二酸化炭素や水、さらには不活性ガス（窒素、アルゴン、メタン、エタン等）を含む排出ガスについては、そのままエチレン酸化工程に循環させるか、またはその一部を抜き出し、二酸化炭素吸収塔に導きアルカリ性吸収液により二酸化炭素を選択的に吸収させ、この吸収液から二酸化炭素を放散回収することが通常行われている。
【０００７】
ここで、反応原料である分子状酸素含有ガスはアルゴンを含有しており、上述したようにエチレンオキシド吸収塔の塔頂部からの排出ガスをエチレン酸化工程または二酸化炭素吸収工程に循環させるのみでは、プロセス循環ガス中にアルゴンが蓄積する。プロセス循環ガス中にアルゴンが蓄積すると、反応系の圧力が上昇して一定圧力での運転ができなくなる虞がある。また、プロセス循環ガス中のアルゴン濃度が高くなりすぎると、エチレン濃度および酸素濃度の低下によりＥＯ反応率が低下する虞もある。そこで、エチレンオキシド吸収塔の塔頂部からの排出ガスの一部を抜き出してパージすること（アルゴンパージ）が通常行われている。
【０００８】
上述したように、アルゴンパージされる吸収塔の塔頂部からの排出ガス（吸収塔排ガス）はエチレン、メタンなどの可燃性ガスを含んでいることから、吸収塔排ガスは加熱炉等の燃焼器における燃料として利用されるのが一般的である（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭６２−１０３０７２号公報
【特許文献２】特開昭６０−１７４７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来技術にも記載されているように、吸収塔排ガスを加熱炉等の燃焼器における燃料として利用することで、当該ガスの有するエネルギーを有効に利用することができる。
【００１１】
一方、吸収塔排ガスを燃焼器において燃焼させた後の当該燃焼器からの排出ガス（燃焼器排ガス）については、そのまま大気中に放出されるのが通常であり、当該燃焼器排ガスの有するエネルギーをも有効に利用しようとする試みは従来なされていなかった。
【００１２】
そこで本発明は、エチレンオキシド製造プロセスから排出される吸収塔排ガスを燃焼器の燃料として利用することでエネルギーを回収するだけでなく、当該燃焼器から排出される燃焼器排ガスの有するエネルギーをも有効に利用することができる手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、上述した課題の解決を図るべく、鋭意研究を行った。その過程で、燃焼器から排出される燃焼器排ガスを、熱交換器に流通させて吸熱媒体と熱交換させて当該燃焼器排ガスの有する熱を回収することを試みた。その結果、驚くべきことに、当初の予想を上回るほどの高効率で、エチレンオキシドの製造プロセス全体のエネルギーの有効利用が図られることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１４】
すなわち、本発明の一形態によれば、エチレンオキシドの製造プロセスにおける熱の回収方法が提供される。当該製造プロセスは、エチレンを銀触媒の存在下、分子状酸素含有ガスにより接触気相酸化させるエチレン酸化反応工程において生成したエチレンオキシドを含有する反応生成ガスをエチレンオキシド吸収塔へ供給し、前記エチレンオキシド吸収塔へ供給された吸収液と接触させる工程を含む。
【００１５】
そして、本形態に係る熱の回収方法は、エチレンオキシド吸収塔の塔頂部から排出される吸収塔排ガスの少なくとも一部を燃焼器に供給して燃焼させる工程と、当該燃焼器から排出される燃焼器排ガスを、熱交換器に流通させて吸熱媒体と熱交換させることにより、当該燃焼器排ガスの有する熱を回収する工程とを含む点に特徴を有する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、エチレンオキシド製造プロセスから排出される吸収塔排ガスを燃焼器の燃料として利用することでエネルギーを回収するだけでなく、当該燃焼器から排出される燃焼器排ガスの有するエネルギーをも有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る熱の回収方法を実施するエチレンオキシドの製造プロセスのうち、主にエチレン酸化反応工程および吸収工程の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る熱の回収方法を実施するエチレンオキシドの製造プロセスを経て得られたエチレンオキシドを原料として用いたエチレングリコール類の製造プロセスの構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る熱の回収方法を実施するエチレンオキシドの製造プロセスにおける、蒸気フローを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の一形態は、エチレンを銀触媒の存在下、分子状酸素含有ガスにより接触気相酸化させるエチレン酸化反応工程において生成したエチレンオキシドを含有する反応生成ガスをエチレンオキシド吸収塔へ供給し、前記エチレンオキシド吸収塔へ供給された吸収液と接触させる工程を含むエチレンオキシドの製造プロセスにおける熱の回収方法であって、前記エチレンオキシド吸収塔の塔頂部から排出される吸収塔排ガスの少なくとも一部を燃焼器に供給して燃焼させる工程と、前記燃焼器から排出される燃焼器排ガスを、熱交換器に流通させて吸熱媒体と熱交換させることにより、前記燃焼器排ガスの有する熱を回収する工程とを含む、エチレンオキシドの製造プロセスにおける熱の回収方法である。
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための具体的な形態について詳細に説明するが、本発明の技術的範囲は特許請求の範囲の記載に基づいて定められるべきであり、下記の形態のみには限定されない。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係る熱の回収方法を実施するエチレンオキシドの製造プロセスのうち、主にエチレン酸化反応工程および吸収工程の構成例を示すブロック図である。
【００２１】
本発明で用いられる「エチレンオキシドを含有する反応生成ガス」は、エチレンを銀触媒の存在下、分子状酸素含有ガスにより接触気相酸化させる工程（エチレン酸化反応工程）で生成したものであればよい。この接触気相酸化反応の技術自体は広く知られたものであり、本発明の実施にあたっても、従来公知の知見が適宜参照されうる。なお、反応生成ガスの組成等の具体的な形態に特に制限はない。一例として、反応生成ガスは、通常０．５〜５容量％のエチレンオキシドの他、未反応酸素、未反応エチレン、生成水、二酸化炭素、窒素、アルゴン、メタン、エタン等のガスに加えて、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドのアルデヒド類、酢酸等の有機酸類を微量含有している。
【００２２】
図１を参照すると、まず、エチレンや分子状酸素を含有する原料ガスは、ブロワ１０４で昇圧された後、熱交換器１０５で加熱されてエチレン酸化反応器１０７に供給される。エチレン酸化反応器１０７は通常、銀触媒が充填された反応管を多数備えた多管式反応器で行われる。エチレン酸化反応工程で生成した反応生成ガスは、熱交換器１０５を通過することで冷却された後、エチレンオキシド吸収塔（以下、単に「吸収塔」とも称する）１０８に供給される。具体的には、反応生成ガスは吸収塔１０８の塔底部から供給される。一方、吸収塔１０８の塔頂部からは、水を主成分とする吸収液が供給される。これにより、吸収塔１０８の内部において気液の向流接触が行われ、反応生成ガスに含まれるエチレンオキシド（通常は９９質量％以上）が吸収液に吸収される。また、エチレンオキシドの他にも、エチレン、酸素、二酸化炭素、不活性ガス（窒素、アルゴン、メタン、エタン等）、並びにエチレン酸化反応工程で生成したホルムアルデヒド等の低沸点不純物、アセトアルデヒド、酢酸等の高沸点不純物もその実質量が同時に吸収される。なお、吸収塔１０８に供給される反応生成ガスの温度は、好ましくは約２０〜８０℃である。また、吸収液の組成について特に制限はなく、水を主成分とするもののほか、特開平８−１２７５７３号公報に開示されているようなプロピレンカーボネートが吸収液として用いられてもよい。また、必要に応じて、吸収液には添加剤が添加されうる。吸収液に添加されうる添加剤としては、例えば、消泡剤やｐＨ調整剤が挙げられる。消泡剤としては、エチレンオキシドおよび副生エチレングリコール等に対して不活性であり、吸収液の消泡効果を有するものであればいかなる消泡剤も使用されうるが、代表的な例としては、水溶性シリコンエマルションが吸収液への分散性、希釈安定性、熱安定性が優れているため、効果的である。また、ｐＨ調整剤としては、例えば、カリウム、ナトリウムといったアルカリ金属の水酸化物や炭酸塩等の、吸収液に溶解しうる化合物が挙げられ、水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムが好ましい。なお、吸収液のｐＨは、好ましくは５〜１２であり、より好ましくは６〜１１である。
【００２３】
吸収塔１０８としては、通常、棚段塔形式または充填塔形式の吸収塔が用いられうる。吸収塔１０８の操作条件としては、反応生成ガス中のエチレンオキシド濃度が０．５〜５容量％、好ましくは１．０〜４容量％であり、吸収塔１０８の操作圧は０．２〜４．０ＭＰａ  ｇａｕｇｅ、好ましくは１．０〜３．０ＭＰａ  ｇａｕｇｅである。吸収操作は、高圧ほど有利であるが、その取りうる値は酸化反応器の運転圧力に応じて決定されうる。また、反応生成ガスに対する吸収液のモル流量比（Ｌ／Ｖ）は、通常０．３０〜２．００である。また、反応生成ガスの標準状態における空間線速度（ＧＨＳＶ［ＮＴＰ］）は、通常４００〜６０００ｈ−１である。
【００２４】
吸収塔１０８において吸収されなかったエチレン、酸素、二酸化炭素、不活性ガス（窒素、アルゴン、メタン、エタン等）、アルデヒド、酸性物質等を含有するガスは、吸収塔１０８の塔頂部から導管を通じて吸収塔排ガスとして排出される。そして、この吸収塔排ガスの一定量は、ブロワ１０４によって圧力を高められた後、エチレン酸化反応器１０７へとリサイクルされる。ここで、エチレン酸化反応工程は通常、加圧（１．０〜３．０ＭＰａ  ｇａｕｇｅ程度の圧力）条件下にて行われる。このため、吸収塔１０８の塔頂部からの排出ガス（吸収塔排ガス）をエチレン酸化反応工程へと循環する前に、ブロワ１０４等の昇圧手段を用いて昇圧する必要があるのである。
【００２５】
なお、図１に示すように、本発明に係るエチレンオキシドの製造プロセスの好ましい実施形態において、吸収塔１０８の塔頂部から排出される吸収塔排ガスは、エチレン酸化反応器１０７へと循環される際、熱交換器１０５を通過することで、吸収塔１０８へ供給される前の反応生成ガスとの間で熱交換される。これにより、エチレン酸化反応器１０７へと循環される吸収塔排ガスの温度が高められるとともに、吸収塔１０８へ供給される反応生成ガスが冷却される。
【００２６】
また、吸収塔排ガスの他の一定量は、ブロワ１０４を経て二酸化炭素吸収塔１０９に導入され、二酸化炭素を吸収・分離した後、エチレン酸化反応器１０７へとリサイクルされる。このように、吸収塔１０８および二酸化炭素吸収塔１０９から循環した反応ガスにエチレン、メタンなどを補充してガス組成を調整した後、原料ガスとしてエチレン酸化反応器１０７に導入して連続的に酸化反応を行う。
【００２７】
一方、吸収塔１０８においてエチレンオキシドを吸収した吸収液は、当該吸収塔１０８の塔底液として抜き出され、その後のエチレンオキシド精製工程（図示せず）に供される。具体的には、吸収塔１０８においてエチレンオキシドを吸収した吸収液をエチレンオキシド放散塔（図示せず）へと送り、エチレンオキシド放散塔の塔底部を加熱することによってエチレンオキシドを水溶液から放散させる（ＥＯ放散工程）。また、エチレンオキシド放散塔の塔底部より得られる実質的にエチレンオキシドを含まない水溶液は吸収液として循環使用する。一方、エチレンオキシド放散塔の塔頂部より得られるエチレンオキシド、水、二酸化炭素、不活性ガス（窒素、アルゴン、メタン、エタン等）の他にホルムアルデヒド等の低沸点不純物およびアセトアルデヒド、酢酸等の高沸点不純物を含む放散物については、脱水工程、軽質分分離工程および重質分分離工程の各々を経て精製する（ＥＯ精留工程）。これにより、高純度エチレンオキシドが得られる。
【００２８】
このようにして得られた高純度エチレンオキシドは、そのまま最終製品として出荷されてもよいし、エチレングリコール類の製造原料として用いられてもよい。図２は、本発明の一実施形態に係る熱の回収方法を実施するエチレンオキシドの製造プロセスを経て得られたエチレンオキシドを原料として用いたエチレングリコール類の製造プロセスの構成例を示すブロック図である。この図２を参照しつつ、上記のようにして得られた高純度エチレンオキシドからエチレングリコール類を製造する場合について、簡単に説明する。図２に示すように、回収されたエチレンオキシドを、水とともに加水反応器２９１に送って反応させる。そして、この加水反応により得られたエチレングリコール水溶液を濃縮工程２９２、次いで脱水工程２９３に送り、水分を蒸発させる。その後、モノエチレングリコール蒸留塔２９４に送り、塔頂からモノエチレングリコール（ＭＥＧ）を分離する。また、モノエチレングリコール蒸留塔２９４の塔底液を、ジエチレングリコール蒸留塔２９５に送り、塔頂からジエチレングリコール（ＤＥＧ）を分離する。さらに、ジエチレングリコール蒸留塔２９５の塔底液を、トリエチレングリコール蒸留塔２９６に送り、塔頂からトリエチレングリコール（ＴＥＧ）を分離する。（例えば、特開２００１−３１６３０８号公報を参照）。このように、エチレンからエチレンオキシドを経由してエチレングリコール類を製造するに際しては、エチレンオキシドの精留操作、副生エチレンオキシドの濃縮脱水操作、さらには各種エチレングリコール類の精留操作などの操作が必要とされ、多量の熱源が消費される。なお、エチレンオキシドの製造工程においても、吸収塔１０８ではエチレンオキシドが水と反応してエチレングリコールが生成する。したがって、吸収塔１０８の吸収液の一部を抜き出して多重効用蒸発缶や脱水蒸留塔を用いて濃縮し、各種エチレングリコール製品を得てもよい（ＥＧ精製工程）。
【００２９】
上述したように、吸収塔排ガスの一定量は、ブロワ１０４を経由してエチレン酸化反応器１０７へとリサイクルされる。また、吸収塔排ガスの他の一定量は、やはりブロワ１０４を経由して二酸化炭素吸収塔１０９に導入され、二酸化炭素の吸収・分離の後、エチレン酸化反応器１０７へとリサイクルされる。そして、本発明の特徴の１つは、図１に示すように、吸収塔排ガスの少なくとも一部をパージし、パージした吸収塔排ガスを燃焼器に供給して、当該燃焼器において当該ガスを燃料として用いる（つまり、燃焼させる）点にある。なお、燃焼器の具体的な形態について特に制限はなく、従来公知の加熱炉等の燃焼装置が適宜用いられうる。
【００３０】
また、吸収塔排ガスを燃焼させるための燃焼器においては、吸収塔排ガスに含まれる可燃性成分（エチレン、メタン等）の燃焼に伴って燃焼熱が発生する。この燃焼熱由来のエネルギーを有効に利用すべく、これをエチレンオキシド製造プロセスにおける熱源として利用することが従来行われている。例えば、特開２００７−１５４８５７号公報には、エチレンオキシド製造プロセスにおいて利用される飽和蒸気を加熱して過熱蒸気を得るための蒸気加熱器として、吸収塔排ガスの燃焼器を利用する技術が開示されている。このような吸収塔排ガスの燃焼熱を飽和蒸気の加熱に利用する実施形態について、図３を参照しつつ説明する。すなわち、図３は、本発明の一実施形態に係る熱の回収方法を実施するエチレンオキシドの製造プロセスにおける、蒸気フローを示すブロック図である。
【００３１】
上述したように、エチレン酸化反応器３０７で行われるエチレン酸化反応工程では、エチレンの酸化反応に伴って大量の反応熱が発生する。そして、図３に示す実施形態においては、この反応熱を最終的に蒸気タービンで動力へと変換する。具体的には、まず、エチレン酸化反応工程において発生した反応熱を利用し、気液分離槽３０８において気体成分として飽和蒸気（好ましくは、飽和水蒸気）を分離する。なお、気液分離槽３０８において分離された液体成分（好ましくは、沸点付近の温度の水）はエチレン酸化反応器１０７を構成する多管式反応器のジャケットに導入され、反応器の温度管理に利用される。
【００３２】
次いで、気液分離槽３０８で分離された飽和蒸気を導管３１０経由で蒸気加熱器３１１に導き、ここで加熱して過熱蒸気を得る。本実施形態において、この蒸気加熱器３１１は吸収塔排ガスの燃焼器を兼ねている。これにより、吸収塔排ガスの燃焼熱が飽和蒸気の加熱のための熱源として用いられ、飽和蒸気は加熱されて過熱蒸気が発生する。そして、このようにして得られた過熱蒸気を導管３１２経由で蒸気タービン３１３に供給し、当該蒸気タービン３１３において動力を発生させることが可能となる。蒸気タービン３１３において発生した動力は、例えば、図３に示すように反応ガスを昇圧させるためのブロワを駆動させるのに用いられる。また、蒸気タービン３１３から排出される蒸気は、０．２ＭＰａ  ｇａｕｇｅ程度の圧力を有しており、導管３１４経由で移送されて、さらに別途プロセスの熱源として利用される。
【００３３】
本発明のもう１つの特徴は、燃焼器（例えば、図３に示す蒸気加熱器３１１）から排出される燃焼器排ガス（吸収塔排ガスの燃焼後の排ガス）を、熱交換器（例えば、図３に示す熱交換器３１５）に流通させて吸熱媒体と熱交換させるという点にある。これにより、燃焼器排ガスの有する熱を回収することができる。その結果、本発明によれば、エチレンオキシド製造プロセスから排出される吸収塔排ガスを燃焼器の燃料として利用することでエネルギーを回収するだけでなく、当該燃焼器から排出される燃焼器排ガスの有するエネルギーをも有効に利用することができるという効果が奏される。
【００３４】
熱交換器３１５の具体的な構造については特に制限はなく、燃焼器排ガスと吸熱媒体との間での熱交換が可能な装置であればよい。吸熱媒体としては、熱交換器３１５に供給される熱媒体（燃焼器排ガス）よりも沸点が低く、常温より沸点が高く熱容量の大きいものが好適に用いられる。潜熱が大きく、かつ安価で入手も容易な吸熱媒体としては、水が挙げられる。また、プロセス流体を吸熱媒体として用いてもよい。ここで、「プロセス流体を吸熱媒体として用いる」とは、本発明に係る熱交換器としてプロセス流体（ＥＯや水、ＥＧなど）を加熱するための加熱器などを用い、熱媒体である燃焼器排ガスを当該熱交換器へ導入することにより、上記プロセス流体（吸熱媒体）との間で熱交換させて当該プロセス流体の加熱を達成することを意味する。
【００３５】
熱交換器３１５で熱せられた吸熱媒体の液体または蒸気は、例えば、蒸気加熱器３１１へ供給される燃料用空気を予熱するための空気予熱器の熱源として用いられうる。また、
他の工程（ＥＯ放散工程、ＥＯ精製工程、ＥＧ精製工程など）に導入して熱源として用いてももちろんよい。この熱の利用にあたっては、吸熱媒体が高温であるほど熱源としての利用価値が高いことから、できるだけ高温の蒸気を得ることが好ましい。
【００３６】
また、エチレンオキシド製造プロセスでは、エチレン酸化反応工程における反応の選択性や触媒の寿命を増大させることを目的として、有機塩素化合物を循環ガス中に添加することが行われている（例えば、特許第２７７９９５５号公報を参照）。ここで、アルゴンパージされる吸収塔排ガスにも一定量の有機塩素化合物またはそれ由来の塩素化合物が含まれている。吸収塔排ガス中の塩素濃度は、通常０．５〜１０質量ｐｐｍである。このため、吸収塔排ガスを燃焼器において燃焼させた後に排出される燃焼器排ガスにも一定量の有機塩素化合物またはそれ由来の塩素化合物が含まれることとなる。そうすると、熱交換時に燃焼器排ガスから生成する凝縮水中に塩素分が混入することで、熱交換器と燃焼器排ガスとの接触部分が腐食したり、応力腐食割れと呼ばれる亀裂が生じたりする虞がある。したがって、熱交換器３１５の燃焼器排ガスと接する箇所の材質は、上述したような劣化を引き起こす虞の少ない、モリブデン含量が２〜１０質量％のニッケル−クロム−鉄系合金等であることが好ましい。この合金の代表例としては、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌ、ＳＵＳ８３６Ｌ等のステンレス鋼などが挙げられる。
【００３７】
以上、本発明に係るエチレンオキシドの製造プロセスにおける熱の回収方法の好ましい実施形態について説明したが、かような本発明に係る熱の回収方法は、エチレンオキシド製造プロセスにおける省エネルギー化および製造コストの削減に寄与することができる。しかも、当初の予想を上回るほどの高効率で、エチレンオキシドの製造プロセス全体のエネルギーの有効利用が図られることも判明したことから、本発明に係る熱の回収方法は、従来の技術と比較して、きわめて優位性の高い技術であるということができる。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例を用いて本発明の実施形態をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲は下記の形態のみには限定されない。
【００３９】
［実施例］
図１に示すエチレン酸化反応工程および吸収工程を含むエチレンオキシド製造プロセスを実施するにあたって、図３に示す蒸気フローにより反応熱の有効利用を図りつつ、蒸気加熱器３１１としての燃焼器に吸収塔排ガスの一部を供給して燃焼させた。本明細書において、「ｔ（トン）」とは「メトリックトン」を意味し、１０６［ｇ］（＝１Ｍ［ｇ］)と同義である。
【００４０】
そして、この燃焼器における吸収塔排ガスの燃焼後の排ガス（燃焼器排ガス）を熱交換器３１５において水を吸熱媒体として用いて熱交換することにより、燃焼器排ガスの燃焼熱を回収した。なお、吸収塔排ガスにおける塩素濃度は５質量ｐｐｍであり、熱交換器の燃焼器排ガスと接する箇所の材質はステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）であった。また、図３に示す蒸気フローを流通する蒸気量は６０ｔ／ｈであり、蒸気加熱器における蒸気の入口温度は２３６℃であり、出口温度は４２０であり、これらから算出される蒸気の加熱に用いられた熱量（蒸気加熱熱量）は２８３１７ＭＪ／ｈであった。そして、この際に蒸気加熱器に供給した燃料（熱量＝４１ＭＪ／Ｎｍ３）の量（燃料使用量）は６５５Ｎｍ３／ｈであり、蒸気加熱器に燃料とともに供給したアルゴンパージガス（吸収塔排ガス；熱量＝３３ＭＪ／Ｎｍ３）の量は２４０Ｎｍ３／ｈであり、これらから算出される燃焼熱量は３４６１８ＭＪ／ｈであった。したがって、蒸気加熱器の炉効率（蒸気加熱熱量／燃焼熱量×１００）は８１．８％であった。なお、蒸気加熱器から排出される燃焼器排ガスの温度（炉出口温度）は３１０℃であり、燃焼器排ガスの量は１１７３９Ｎｍ３／ｈであった。また、燃焼器排ガスが熱媒体として熱交換器に導入される際の温度（入口温度）も３１０℃であり、熱交換器から排出される燃焼器排ガスの温度（出口温度）は１００℃であった。そして、熱交換器における交換熱量は３４８０ＭＪ／ｈであった。
【００４１】
［比較例］
図３に示す熱交換器を設置せずに、燃焼器排ガスをそのまま大気中に廃棄したこと以外は、上述した実施例と同様の手法により、エチレンオキシド製造プロセスを実施した。
【００４２】
本比較例では、熱交換器において燃焼器排ガスの有する熱を熱交換により回収しなかったことから、蒸気を発生させる蒸気発生器に、実施例において用いられた熱交換器の交換熱量に相当する燃料を別途供給する必要があった。その量は、８５．６Ｎｍ３／ｈであった。
【００４３】
【表１】
2013209328.tif 000002
【００４４】
上述した実施例と比較例との対比から、本発明に係るエチレンオキシドの製造プロセスにおける熱の回収方法は、エチレンオキシド製造プロセスにおける省エネルギー化および製造コストの削減に寄与することができる。年産数十万トン規模というエチレンオキシド生産量に鑑みれば、本発明が果たす産業上の貢献には計り知れないものがある。
【符号の説明】
【００４５】
１０４  ブロワ
１０５  熱交換器
１０７  エチレン酸化反応器
１０８  吸収塔
１０９  二酸化炭素吸収塔
２９１  加水反応器
２９２  濃縮工程
２９３  脱水工程
２９４  モノエチレングリコール蒸留塔
２９５  ジエチレングリコール蒸留塔
２９６  トリエチレングリコール蒸留塔
３０７  エチレン酸化反応器
３０８  気液分離槽
３１０  導管
３１１  蒸気加熱器
３１２  導管
３１３  蒸気タービン
３１４  導管
３１５  熱交換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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