公开/公告号CN102531839A
专利类型发明专利
公开/公告日2012-07-04
原文格式PDF
申请/专利权人 中国石油化工股份有限公司;南化集团研究院;
申请/专利号CN201010604591.5
申请日2010-12-24
分类号C07C31/20;C07C29/76;B01J20/20;B01J20/28;B01J20/34;
代理机构南京天翼专利代理有限责任公司;
代理人汤志武
地址 210048 江苏省南京市六合区葛关路699号
入库时间 2023-12-18 05:55:46
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2015-01-14
授权
授权
2012-09-05
实质审查的生效 IPC(主分类):C07C31/20 申请日:20101224
实质审查的生效
2012-07-04
公开
公开
技术领域:本发明属石油化工技术领域,具体涉及一种从混合水溶液中吸附乙二醇的 吸附剂和吸附-脱附的方法。
背景技术:乙烯在催化剂作用下生成环氧乙烷并进而生产乙二醇,在氧化反应过程中 有10~20%的乙烯生成CO2,需要脱除循环气中CO2防止其浓度过高影响催化效果,通常采 用碳酸钾水溶液吸收气体中的CO2。由于循环气中含有少量的混合乙二醇(一乙二醇、二 乙二醇、三乙二醇),因为溶液再生温度远低于乙二醇沸点,它们溶入碳酸钾水溶液之后就 很难随再生气体带出去。因此,长期运行的碳酸钾脱碳溶液中溶入混合乙二醇的浓度一般 在5~10%,它将影响溶液的脱碳效率,增大粘度,容易发泡。
因此,需要开发从碳酸钾水溶液中去除混合乙二醇的吸附剂和“吸附-脱附”的操作 条件。该技术也可以应用到其他含盐的乙二醇水溶液吸附分离回收乙二醇;由于含有盐份, 它们往往不宜采用精馏方法进行分离。该方法还可以应用到其他含盐的乙二醇之外有机物 水溶液,吸附分离回收其中的有机物,不过吸附剂以及操作条件需要做相应调整。
国内外已有采用吸附方法除去乙二醇产品中其他杂质的报道;至今尚未见吸附分离回 收含盐水溶液中乙二醇的报道。
我们选活性炭为吸附剂,它可以是煤制活性炭,也可以是果壳、椰壳制活性炭。由于 活性炭原料和制备方法不同,使其微晶碳结构、表面结构相差很大。大量试验结果表明: 原料和制备方法是影响吸附效果的主要因素;对于相同原料和制备方法的活性炭,比表面 积、孔容积、平均孔半径较大则吸附效果更好。
脱附也是本方法成功的重要因素,必须选择吸附能力强同时脱附速度快而且能脱附干 净的活性炭,并通过试验获得最佳的操作条件。
发明内容:本发明的目的是针对含有乙二醇的混合水溶液,提出吸附乙二醇的吸附剂 和吸附-脱附的方法。
本发明的主要技术方案是:
(1)吸附剂选为活性炭,它可以是煤制活性炭,也可以是果壳、椰壳制活性炭。对于 相同原料和制备方法的活性炭,比表面积500~1500m2/g优选800~1300m2/g;孔容积 0.4~1.2cc/g,优选0.5~1.0cc/g;平均孔半径0.5~1.5nm,优选0.7~1.2nm;活性炭的外形在 成型炭、破碎炭、粉末炭当中优选破碎炭,粒径4目至60目,优选4目至30目。
(2)吸附操作条件为,温度60~110℃,优选70~90℃;压力0.1~5.0MPa(A),优选 0.3~3.0MPa(A);水溶液的液时空速0.1~10h-1,优选0.2~8.0h-1。
(3)对于含有其他盐类化合物的水溶液,脱附必须将盐类物质也脱附出来,因此采用 水蒸气脱附,或者热氮气脱附乙二醇之后再用少量水蒸汽脱附盐类,水蒸气脱附的操作条 件为,水蒸汽温度100~275℃,优选100~150℃;压力为0.1~6.0MPa(A),优选0.1~0.50MPa (A);水蒸汽空速100~2000h-1,优选300~1500h-1。
(4)采用热氮气进行脱附的操作条件为,温度180~330℃,优选200~300℃;压力常 压或者负压0.001~0.10MPa(A),优选0.005~0.10MPa(A);氮气空速10~500h-1,优选20~200 h-1。
(5)根据吸附-脱附的时间长短确定采用两台或者三台活性炭吸附器并联操作,其中 一台进行吸附操作、另外一台或者两台进行脱附操作,或者处于备用状态(更换活性炭, 维修等);并定时相互切换。
(6)根据脱附的方式来确定脱附物的处理方法。对采用热氮气脱附,然后用水蒸汽分 步脱附的产物,乙二醇含量较高的脱附水溶液,分离氮气后提纯回收;而含盐水溶液则可 以返回原混合水溶液系统继续使用,或者送去废水处理系统。
附图说明:附图为本发明实施例工艺流程简图。
附图中,1-被吸附的混合水溶液入口;2-氮气入口;3-氮气加热器;4-蒸汽入口; 5-活性炭吸附器;6-吸附后水溶液出口;7-氮气冷却器;8-氮气和乙二醇出口;9-蒸 汽和水溶液中的盐份出口。
具体实施方式:下面结合附图和实施例对本发明加以详细描述。
如附图1。吸附过程,被吸附的混合水溶液从(1)进入活性炭吸附器(5)在选定的温 度60~110℃,优选70~90℃;压力0.1~5.0MPa(A),优选0.3~3.0MPa(A);水溶液的液 时空速0.1~10h-1,优选0.2~8.0h-1操作条件下,吸附混合乙二醇,吸附后的水溶液从(6) 口出来返回溶液系统。
热氮气脱附时,氮气从(2)经过氮气加热器(3)进入活性炭吸附器(5)在选定的温 度180~330℃,优选190~300℃;压力常压或者负压0.001~0.10MPa(A),优选0.005~0.10MPa (A);氮气空速10~500h-1,优选20~200h-1操作条件下脱附混合乙二醇。脱附的氮气、乙 二醇混合物经过氮气冷却器(7)冷却分离,由(8)氮气和乙二醇分别出去。
水蒸气脱附时,蒸汽从(4)进入活性炭吸附器(5),在选定的温度100~275℃,优选 100~150℃;压力为0.1~6.0MPa(A),优选0.1~0.50MPa(A);水蒸汽空速100~2000h-1, 优选300~1500h-1操作条件下脱附盐类,脱附出的盐水溶液由(9)蒸汽和水溶液中的盐份 出口,回收利用,或者送去废水处理系统。
实施例1
某装置乙烯氧化反应器尾气脱碳的碳酸盐水溶液中含有6~8%的混合乙二醇(EG),采 用本技术,用活性炭吸附EG,温度80℃,压力0.5MPa,水溶液的液时空速5.0h-1操作条 件下吸附混合乙二醇,吸附后的碳酸盐水溶液返回溶液系统。直至活性炭吸附EG接近饱和, 即出口溶液中乙二醇含量与活性炭入口溶液相近,切换该活性炭吸附器为脱附状态,将另 一台吸附器转为吸附状态。
向原吸附器通入热氮气,氮气温度270℃,压力为常压,氮气空速50h-1条件下脱附混 合乙二醇,脱附出的氮气、水、乙二醇混合物经氮气冷却器冷却分离,氮气循环使用,乙 二醇回收。该过程至出口氮气中乙二醇含量低于0.1%为止。
切换将水蒸汽通入该吸附器,水蒸汽温度150℃,压力0.5MPa(A),水蒸汽空速1500 h-1操作条件下脱附盐类,脱附出的盐水溶液作为系统补水回收利用,而多余部分送去废水 处理系统。该过程至出口水溶液中乙二醇含量低于0.1%为止。
至此,活性炭吸附器脱附完成,准备再一次切换为吸附状态。
实施例2
某装置乙烯氧化反应器尾气脱碳的碳酸盐水溶液中含有5~6%的混合乙二醇(EG),采 用本技术,用活性炭吸附EG,温度90℃,压力0.8MPa,水溶液的液时空速4.5h-1操作条 件下,吸附混合乙二醇,吸附后的碳酸盐水溶液返回溶液系统。直至活性炭吸附EG接近饱 和,出口溶液中乙二醇含量与活性炭入口溶液相近,切换该活性炭吸附器为脱附状态,将 另一台吸附器转为吸附状态。
向原吸附器通入热氮气,氮气温度280℃,压力为常压,氮气空速80h-1条件下脱附混 合乙二醇,脱附出的氮气、水、乙二醇混合物经氮气冷却器冷却分离,氮气循环使用,乙 二醇回收。该过程至出口氮气中乙二醇含量低于0.1%为止。
切换将水蒸汽通入该吸附器,水蒸汽温度130℃,压力0.3MPa(A),水蒸汽空速1800 h-1操作条件下脱附盐类,脱附出的盐水溶液作为系统补水回收利用,多余部分送去废水处 理系统。该过程至出口水溶液中乙二醇含量低于0.1%为止。
至此,活性炭吸附器脱附完成,准备再一次切换为吸附状态。
实施例3
某装置含有Na盐水溶液中含有10%的混合乙二醇(EG),采用本技术,用活性炭吸附 EG,温度80℃,压力0.5MPa,水溶液的液时空速5.0h-1操作条件下,吸附混合乙二醇,吸 附后的Na盐水溶液返回溶液系统。直至活性炭吸附EG接近饱和,即出口溶液中乙二醇含 量与活性炭入口溶液相近,切换该活性炭吸附器为脱附状态,将另一台吸附器转为吸附状 态。
向原吸附器通入热氮气,氮气温度270℃,压力为常压,氮气空速50h-1条件下脱附混 合乙二醇,脱附出的氮气、水、乙二醇混合物经氮气冷却器冷却分离,氮气循环使用,乙 二醇回收。该过程至出口氮气中乙二醇含量低于0.1%为止。
切换将水蒸汽通入该吸附器,水蒸汽温度150℃,压力0.5MPa(A),水蒸汽空速1500 h-1操作条件下脱附盐类,脱附出的盐水溶液回收利用,多余部分则送去废水处理系统。该 过程至出口水溶液中乙二醇含量低于0.1%为止。
至此,活性炭吸附器脱附完成,准备再一次切换为吸附状态。
实施例4
某装置含有Na盐水溶液中含有3%的混合乙二醇(EG),采用本技术,用活性炭吸附 EG,温度80℃,压力0.5MPa,水溶液的液时空速5.0h-1操作条件下,吸附混合乙二醇,吸 附后的Na盐水溶液返回溶液系统。直至活性炭吸附EG接近饱和,即出口溶液中乙二醇含 量与活性炭入口溶液相近,切换该活性炭吸附器为脱附状态,将另一台吸附器转为吸附状 态。
将水蒸汽通入该吸附器,水蒸汽温度170℃,压力0.8MPa(A),水蒸汽空速1000h-1操作条件下脱附混合乙二醇和盐类,脱附出的乙二醇和盐的水溶液分离后回收利用。该过 程至出口水溶液中乙二醇含量低于0.1%为止。
至此,活性炭吸附器脱附完成,准备再一次切换为吸附状态。
机译: 用于吸附卤代烃的吸附剂,从气流中回收至少一种卤代烃的方法,从冷凝的卤代麻醉剂混合物中纯化卤代麻醉剂的方法,用于吸附至少一种麻醉剂的吸附剂体系,使用吸附剂吸附吸入麻醉剂和传感器以检测气流中卤代烃的存在
机译: 一种使用吸附剂树脂使糖水溶液脱色并从吸附剂中引发颜料的方法。
机译: 一种控制混合物中的醇alqu u00edlico数量的方法,一种环氧烷烃的制备方法和一种乙二醇醚物流以及一套生产环氧烷烃的物流的生产方法