JP2013209328A - Method for recovering heat from production process of ethylene oxide - Google Patents

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Tomoyuki Yomo
智之 四方
Noriji Morikawa
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a means to recover and reuse energy by utilizing an absorption tower exhaust gas exhausted from an ethylene oxide production process as a fuel for a combustor.SOLUTION: A method for recovering an energy of a combustor exhaust gas includes: a step of supplying to an ethylene oxide absorption tower, a reaction product gas that contains ethylene oxide produced in an ethylene oxidation reaction step for subjecting ethylene to catalytic gas phase oxidation with a molecular oxygen-containing gas in the presence of a silver catalyst, and bringing the reaction product gas into contact with an absorption liquid supplied to the ethylene oxide absorption tower; and supplying and burning at least part of an absorption tower exhaust gas exhausted from a tower top of the ethylene oxide absorption tower in the combustor, and circulating a combustor exhaust gas exhausted from the combustor to a heat exchanger to conduct heat-exchanging with an endothermic medium.

Description

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。   The present invention relates to a method for recovering heat from an ethylene oxide production process.

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）。   Ethylene oxide is today produced by catalytic vapor phase oxidation of ethylene with a molecular oxygen-containing gas in the presence of a silver catalyst. The manufacturing process of ethylene oxide (hereinafter also referred to as “EO”) is roughly as follows (see, for example, Patent Document 1).

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）。   A reaction product gas containing ethylene oxide produced by catalytic vapor phase oxidation of ethylene and molecular oxygen-containing gas on a silver catalyst is led to an ethylene oxide absorption tower and brought into contact with an absorption liquid mainly composed of water and recovered as an ethylene oxide aqueous solution. (EO absorption process).

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。   Next, the obtained ethylene oxide aqueous solution is sent to an ethylene oxide diffusion tower, and ethylene oxide is diffused from the aqueous solution by heating the bottom of the ethylene oxide diffusion tower (EO emission step). An aqueous solution substantially free of ethylene oxide obtained from the bottom of the ethylene oxide diffusion tower is circulated and used as an absorbing solution. On the other hand, in addition to ethylene oxide, water, carbon dioxide, inert gas (nitrogen, argon, methane, ethane, etc.) obtained from the top of the ethylene oxide stripping tower, low boiling impurities such as formaldehyde and high boiling impurities such as acetaldehyde, acetic acid, etc. The contained dispersoids are purified through each of the dehydration step, the light fraction separation step, and the heavy fraction separation step (EO rectification step). Thereby, a high purity ethylene oxide is obtained.

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。   Furthermore, when producing ethylene glycols from the high-purity ethylene oxide obtained as described above, the obtained high-purity ethylene oxide is reacted with water to produce monoethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol. And an aqueous solution containing polyethylene glycol is obtained. Then, water is evaporated and removed from this aqueous solution using a multi-effect evaporator, etc., and the resulting concentrated liquid is highly dehydrated, and further purified sequentially in a monoethylene glycol distillation tower, a diethylene glycol distillation tower, and a triethylene glycol distillation tower. Thus, each purified ethylene glycol can be obtained. In the ethylene oxide production process, ethylene oxide reacts with water in the ethylene oxide absorption tower to produce ethylene glycol. Therefore, a part of the absorption liquid of the ethylene oxide absorption tower is extracted and concentrated using a multi-effect evaporator or dehydration distillation tower to obtain various ethylene glycol products.

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。   Here, unreacted ethylene discharged from the top of the ethylene oxide absorption tower, by-produced carbon dioxide and water, and exhaust gas containing inert gas (nitrogen, argon, methane, ethane, etc.) are directly oxidized with ethylene. Usually, it is circulated in the process, or a part thereof is extracted, guided to a carbon dioxide absorption tower, carbon dioxide is selectively absorbed by an alkaline absorbent, and carbon dioxide is diffused and recovered from this absorbent.

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。   Here, the molecular oxygen-containing gas that is a reaction raw material contains argon, and as described above, the process is merely performed by circulating the exhaust gas from the top of the ethylene oxide absorption tower to the ethylene oxidation step or the carbon dioxide absorption step. Argon accumulates in the circulating gas. If argon accumulates in the process circulation gas, the pressure of the reaction system may increase, and operation at a constant pressure may not be possible. In addition, if the argon concentration in the process circulation gas becomes too high, the EO reaction rate may decrease due to the decrease in the ethylene concentration and the oxygen concentration. Therefore, a part of the exhaust gas from the top of the ethylene oxide absorption tower is extracted and purged (argon purge).

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）。   As described above, since the exhaust gas (absorption tower exhaust gas) from the top of the absorption tower purged with argon contains combustible gas such as ethylene and methane, the absorption tower exhaust gas is used in a combustor such as a heating furnace. Generally, it is used as a fuel (see, for example, Patent Document 2).

特開昭６２−１０３０７２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 62-103072 特開昭６０−１７４７３２号公報JP 60-174732 A

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。   As described in the prior art, the energy of the gas can be effectively used by using the absorption tower exhaust gas as fuel in a combustor such as a heating furnace.

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。   On the other hand, the exhaust gas (combustor exhaust gas) from the combustor after the absorption tower exhaust gas is combusted in the combustor is usually released into the atmosphere as it is, and the energy of the combustor exhaust gas is However, no attempt has been made to use it effectively.

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。   Therefore, the present invention not only recovers energy by using the absorption tower exhaust gas discharged from the ethylene oxide production process as fuel for the combustor but also effectively uses the energy of the combustor exhaust gas discharged from the combustor. It aims at providing the means which can be utilized.

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。   The inventors of the present invention have intensively studied to solve the above-described problems. In the process, the combustor exhaust gas discharged from the combustor was passed through the heat exchanger to exchange heat with the heat absorption medium, and an attempt was made to recover the heat of the combustor exhaust gas. As a result, it was surprisingly found that the energy of the entire ethylene oxide production process can be effectively utilized with high efficiency exceeding the initial expectation, and the present invention has been completed.

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。   That is, according to one aspect of the present invention, a heat recovery method in an ethylene oxide production process is provided. In the production process, a reaction product gas containing ethylene oxide produced in an ethylene oxidation reaction step in which ethylene is subjected to catalytic gas phase oxidation with a molecular oxygen-containing gas in the presence of a silver catalyst is supplied to the ethylene oxide absorption tower. And a step of contacting with the absorption liquid supplied to.

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。   The heat recovery method according to the present embodiment includes a step of supplying at least a part of the absorption tower exhaust gas discharged from the top of the ethylene oxide absorption tower to the combustor and combusting, and a combustor discharged from the combustor. It is characterized in that it includes a step of collecting the heat of the combustor exhaust gas by circulating the exhaust gas through the heat exchanger and exchanging heat with the heat absorbing medium.

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。   According to the present invention, not only energy is recovered by using the absorption tower exhaust gas discharged from the ethylene oxide production process as fuel for the combustor, but also the energy of the combustor exhaust gas discharged from the combustor is effective. Can be used.

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。It is a block diagram which mainly shows the structural example of an ethylene oxidation reaction process and an absorption process among the manufacturing processes of ethylene oxide which implement the heat recovery method which concerns on one Embodiment of this invention. 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。It is a block diagram which shows the structural example of the manufacturing process of ethylene glycol using the ethylene oxide obtained through the manufacturing process of ethylene oxide which implements the heat | fever recovery method which concerns on one Embodiment of this invention as a raw material. 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。It is a block diagram which shows the vapor | steam flow in the manufacturing process of ethylene oxide which implements the heat | fever recovery method which concerns on one Embodiment of this invention.

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。   In one embodiment of the present invention, a reaction product gas containing ethylene oxide produced in an ethylene oxidation reaction step in which ethylene is oxidized in a gas phase by contact with a molecular oxygen-containing gas in the presence of a silver catalyst is supplied to an ethylene oxide absorption tower. A method for recovering heat in an ethylene oxide production process including a step of contacting an absorption liquid supplied to an absorption tower, wherein at least a part of the exhaust gas discharged from the top of the ethylene oxide absorption tower is supplied to a combustor. And combusting, and recovering the heat of the combustor exhaust gas by circulating the combustor exhaust gas discharged from the combustor through a heat exchanger and exchanging heat with the heat absorption medium. It is the heat | fever recovery method in the manufacturing process of ethylene oxide.

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。   Hereinafter, specific embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The technical scope of the present invention should be determined based on the description of the claims, and It is not limited only to the form.

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。   FIG. 1 is a block diagram mainly showing a configuration example of an ethylene oxidation reaction step and an absorption step in an ethylene oxide production process for performing a heat recovery method according to an embodiment of the present invention.

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。   The “reaction product gas containing ethylene oxide” used in the present invention may be any gas produced by the step of contact gas phase oxidation of ethylene with a molecular oxygen-containing gas in the presence of a silver catalyst (ethylene oxidation reaction step). . The technology of this catalytic gas phase oxidation reaction itself is widely known, and conventionally known knowledge can be appropriately referred to in the practice of the present invention. In addition, there is no restriction | limiting in particular in specific forms, such as a composition of reaction product gas. As an example, the reaction product gas is usually 0.5 to 5% by volume of ethylene oxide, in addition to gases such as unreacted oxygen, unreacted ethylene, product water, carbon dioxide, nitrogen, argon, methane, and ethane. It contains trace amounts of organic acids such as acetaldehyde aldehydes and acetic acid.

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。   Referring to FIG. 1, first, a raw material gas containing ethylene or molecular oxygen is pressurized by a blower 104, heated by a heat exchanger 105, and supplied to an ethylene oxidation reactor 107. The ethylene oxidation reactor 107 is usually performed in a multitubular reactor having a number of reaction tubes filled with a silver catalyst. The reaction product gas generated in the ethylene oxidation reaction step is cooled by passing through the heat exchanger 105 and then supplied to an ethylene oxide absorption tower (hereinafter also simply referred to as “absorption tower”) 108. Specifically, the reaction product gas is supplied from the bottom of the absorption tower 108. On the other hand, an absorption liquid mainly composed of water is supplied from the top of the absorption tower 108. As a result, gas-liquid countercurrent contact is performed inside the absorption tower 108, and ethylene oxide (usually 99% by mass or more) contained in the reaction product gas is absorbed by the absorption liquid. In addition to ethylene oxide, ethylene, oxygen, carbon dioxide, inert gases (nitrogen, argon, methane, ethane, etc.), low-boiling impurities such as formaldehyde generated in the ethylene oxidation reaction process, high concentrations of acetaldehyde, acetic acid, etc. A substantial amount of boiling-point impurities are absorbed simultaneously. The temperature of the reaction product gas supplied to the absorption tower 108 is preferably about 20 to 80 ° C. Moreover, there is no restriction | limiting in particular about the composition of an absorption liquid, In addition to what has water as a main component, propylene carbonate as disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 8-127573 may be used as an absorption liquid. Moreover, an additive may be added to the absorbent as necessary. Examples of the additive that can be added to the absorbing liquid include an antifoaming agent and a pH adjusting agent. As the antifoaming agent, any antifoaming agent can be used as long as it is inactive with respect to ethylene oxide and by-product ethylene glycol and has an antifoaming effect of the absorbing solution. A water-soluble silicone emulsion is effective because it is excellent in dispersibility in an absorbing solution, dilution stability, and thermal stability. Moreover, as a pH adjuster, the compound which can melt | dissolve in absorption liquids, such as hydroxide and carbonate of alkali metals, such as potassium and sodium, is mentioned, for example, Potassium hydroxide or sodium hydroxide is preferable. In addition, pH of an absorption liquid becomes like this. Preferably it is 5-12, More preferably, it is 6-11.

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。 As the absorption tower 108, a plate tower type or packed tower type absorption tower can be used. The operating condition of the absorption tower 108 is that the ethylene oxide concentration in the reaction product gas is 0.5-5% by volume, preferably 1.0-4% by volume, and the operating pressure of the absorption tower 108 is 0.2-4. The pressure is 0 MPa gauge, preferably 1.0 to 3.0 MPa gauge. The absorption operation is more advantageous at higher pressures, but the possible values can be determined according to the operating pressure of the oxidation reactor. Further, the molar flow rate ratio (L / V) of the absorbing liquid to the reaction product gas is usually 0.30 to 2.00. The space linear velocity (GHSV [NTP]) in the standard state of the reaction product gas is usually 400 to 6000 h −1 .

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。   Gases containing ethylene, oxygen, carbon dioxide, inert gases (nitrogen, argon, methane, ethane, etc.), aldehydes, acidic substances, etc. that have not been absorbed by the absorption tower 108 are absorbed through the conduit from the top of the absorption tower 108. It is discharged as tower exhaust gas. A certain amount of the absorption tower exhaust gas is increased in pressure by the blower 104 and then recycled to the ethylene oxidation reactor 107. Here, the ethylene oxidation reaction step is usually performed under pressure (a pressure of about 1.0 to 3.0 MPa gauge). For this reason, before the exhaust gas (absorption tower exhaust gas) from the tower top of the absorption tower 108 is circulated to the ethylene oxidation reaction step, it is necessary to raise the pressure using a pressure raising means such as the blower 104.

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。   As shown in FIG. 1, in a preferred embodiment of the ethylene oxide production process according to the present invention, when the absorption tower exhaust gas discharged from the top of the absorption tower 108 is circulated to the ethylene oxidation reactor 107, By passing through the heat exchanger 105, heat exchange is performed with the reaction product gas before being supplied to the absorption tower 108. Thus, the temperature of the absorption tower exhaust gas circulated to the ethylene oxidation reactor 107 is raised, and the reaction product gas supplied to the absorption tower 108 is cooled.

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。   Further, another fixed amount of the absorption gas from the absorption tower is introduced into the carbon dioxide absorption tower 109 via the blower 104, and after carbon dioxide is absorbed and separated, it is recycled to the ethylene oxidation reactor 107. As described above, the reaction gas circulated from the absorption tower 108 and the carbon dioxide absorption tower 109 is replenished with ethylene, methane, etc. to adjust the gas composition, and then introduced into the ethylene oxidation reactor 107 as a raw material gas for continuous oxidation. Perform the reaction.

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。   On the other hand, the absorption liquid that has absorbed ethylene oxide in the absorption tower 108 is withdrawn as the bottom liquid of the absorption tower 108 and is supplied to the subsequent ethylene oxide purification step (not shown). Specifically, the absorption liquid that has absorbed ethylene oxide in the absorption tower 108 is sent to an ethylene oxide diffusion tower (not shown), and ethylene oxide is diffused from the aqueous solution by heating the bottom of the ethylene oxide diffusion tower (EO emission process). . An aqueous solution substantially free of ethylene oxide obtained from the bottom of the ethylene oxide diffusion tower is circulated and used as an absorbing solution. On the other hand, in addition to ethylene oxide, water, carbon dioxide, inert gas (nitrogen, argon, methane, ethane, etc.) obtained from the top of the ethylene oxide stripping tower, low boiling impurities such as formaldehyde and high boiling impurities such as acetaldehyde, acetic acid, etc. The contained dispersoids are purified through each of the dehydration step, the light fraction separation step, and the heavy fraction separation step (EO rectification step). Thereby, a high purity ethylene oxide is obtained.

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）。   The high-purity ethylene oxide thus obtained may be shipped as a final product as it is, or may be used as a raw material for producing ethylene glycols. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of an ethylene glycol production process using ethylene oxide obtained as a raw material through an ethylene oxide production process in which a heat recovery method according to an embodiment of the present invention is performed. The case where ethylene glycols are produced from the high-purity ethylene oxide obtained as described above will be briefly described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the recovered ethylene oxide is sent together with water to a hydrolysis reactor 291 to be reacted. Then, the ethylene glycol aqueous solution obtained by this hydrolysis reaction is sent to the concentration step 292 and then to the dehydration step 293 to evaporate the water. Then, it sends to the monoethylene glycol distillation column 294, and isolate | separates monoethylene glycol (MEG) from the tower top. Further, the bottom liquid of the monoethylene glycol distillation column 294 is sent to the diethylene glycol distillation column 295, and diethylene glycol (DEG) is separated from the top of the column. Further, the bottom liquid of the diethylene glycol distillation column 295 is sent to the triethylene glycol distillation column 296, and triethylene glycol (TEG) is separated from the top of the column. (For example, refer to JP 2001-316308 A). Thus, when ethylene glycols are produced from ethylene via ethylene oxide, operations such as rectification operation of ethylene oxide, concentration dehydration operation of by-produced ethylene oxide, and rectification operation of various ethylene glycols are required. And a large amount of heat source is consumed. In the ethylene oxide production process, in the absorption tower 108, ethylene oxide reacts with water to produce ethylene glycol. Therefore, a part of the absorption liquid in the absorption tower 108 may be extracted and concentrated using a multi-effect evaporator or a dehydration distillation tower to obtain various ethylene glycol products (EG purification step).

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。   As described above, a certain amount of the exhaust gas from the absorption tower is recycled to the ethylene oxidation reactor 107 via the blower 104. Further, another amount of the exhaust gas from the absorption tower is introduced into the carbon dioxide absorption tower 109 via the blower 104, and is recycled to the ethylene oxidation reactor 107 after absorption and separation of carbon dioxide. One feature of the present invention is that, as shown in FIG. 1, at least a part of the absorption tower exhaust gas is purged, the purged absorption tower exhaust gas is supplied to the combustor, and the gas is supplied to the combustor as fuel. Is used (that is, burned). In addition, there is no restriction | limiting in particular about the specific form of a combustor, Conventionally well-known combustion apparatuses, such as a heating furnace, can be used suitably.

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。   Moreover, in the combustor for burning the absorption tower exhaust gas, combustion heat is generated along with combustion of combustible components (ethylene, methane, etc.) contained in the absorption tower exhaust gas. In order to effectively use the energy derived from the combustion heat, it has been conventionally used as a heat source in an ethylene oxide production process. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-154857 discloses a technology that uses a combustor of an absorption tower exhaust gas as a steam heater for heating a saturated steam used in an ethylene oxide production process to obtain superheated steam. Yes. An embodiment in which the combustion heat of such absorption tower exhaust gas is used for heating saturated steam will be described with reference to FIG. That is, FIG. 3 is a block diagram showing a steam flow in an ethylene oxide production process in which the heat recovery method according to one embodiment of the present invention is performed.

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。   As described above, in the ethylene oxidation reaction step performed in the ethylene oxidation reactor 307, a large amount of reaction heat is generated along with the oxidation reaction of ethylene. And in embodiment shown in FIG. 3, this reaction heat is finally converted into motive power with a steam turbine. Specifically, first, saturated steam (preferably saturated steam) is separated as a gas component in the gas-liquid separation tank 308 using reaction heat generated in the ethylene oxidation reaction step. The liquid component separated in the gas-liquid separation tank 308 (preferably water having a temperature near the boiling point) is introduced into the jacket of the multi-tubular reactor constituting the ethylene oxidation reactor 107 for the temperature management of the reactor. Used.

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。   Next, the saturated steam separated in the gas-liquid separation tank 308 is led to the steam heater 311 via the conduit 310 and heated here to obtain superheated steam. In the present embodiment, the steam heater 311 also serves as an absorber exhaust gas combustor. Thereby, the combustion heat of the absorption tower exhaust gas is used as a heat source for heating the saturated steam, and the saturated steam is heated to generate superheated steam. The superheated steam thus obtained is supplied to the steam turbine 313 via the conduit 312, and power can be generated in the steam turbine 313. The power generated in the steam turbine 313 is used, for example, to drive a blower for boosting the reaction gas as shown in FIG. The steam discharged from the steam turbine 313 has a pressure of about 0.2 MPa gauge, is transferred via a conduit 314, and is further used as a heat source for the process.

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。   Another feature of the present invention is that the combustor exhaust gas (exhaust gas after combustion of the absorption tower exhaust gas) discharged from the combustor (eg, the steam heater 311 shown in FIG. 3) is converted into a heat exchanger (eg, FIG. 3). In the heat exchanger 315) shown in FIG. Thereby, the heat which combustor exhaust gas has can be collect | recovered. As a result, according to the present invention, not only energy is recovered by using the absorption tower exhaust gas discharged from the ethylene oxide production process as fuel for the combustor, but also the energy of the combustor exhaust gas discharged from the combustor. The effect that it can be used effectively is also produced.

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。   There is no restriction | limiting in particular about the specific structure of the heat exchanger 315, What is necessary is just an apparatus in which the heat exchange between a combustor exhaust gas and a heat absorption medium is possible. As the heat absorption medium, a medium having a boiling point lower than that of the heat medium (combustor exhaust gas) supplied to the heat exchanger 315, a boiling point higher than normal temperature, and a large heat capacity is preferably used. Water is an example of an endothermic medium that has a large latent heat and is inexpensive and easily available. Further, a process fluid may be used as a heat absorbing medium. Here, “use the process fluid as an endothermic medium” means that the heat exchanger according to the present invention uses a heater for heating the process fluid (EO, water, EG, etc.), and is a combustor that is a heat medium. By introducing exhaust gas into the heat exchanger, it means heat exchange with the process fluid (heat absorption medium) to achieve heating of the process fluid.

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。 The liquid or steam of the endothermic medium heated by the heat exchanger 315 can be used as a heat source of an air preheater for preheating fuel air supplied to the steam heater 311, for example. Also,
Of course, it may be used as a heat source after being introduced into other processes (EO emission process, EO purification process, EG purification process, etc.). In using this heat, the higher the endothermic medium, the higher the utility value as a heat source. Therefore, it is preferable to obtain steam as high as possible.

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。   In the ethylene oxide production process, an organic chlorine compound is added to a circulating gas for the purpose of increasing the selectivity of the reaction in the ethylene oxidation reaction step and the life of the catalyst (for example, Japanese Patent No. 2779955). Issue no.). Here, the absorption tower exhaust gas purged with argon also contains a certain amount of an organic chlorine compound or a chlorine compound derived therefrom. The chlorine concentration in the absorption tower exhaust gas is usually 0.5 to 10 ppm by mass. For this reason, a certain amount of an organic chlorine compound or a chlorine compound derived therefrom is also contained in the combustor exhaust gas discharged after the absorption tower exhaust gas is combusted in the combustor. Then, the chlorine content in the condensed water generated from the combustor exhaust gas during heat exchange may corrode the contact portion between the heat exchanger and the combustor exhaust gas, or may cause a crack called stress corrosion cracking. is there. Accordingly, the material of the heat exchanger 315 in contact with the combustor exhaust gas is preferably a nickel-chromium-iron-based alloy having a molybdenum content of 2 to 10% by mass, which is less likely to cause deterioration as described above. . Typical examples of this alloy include stainless steel such as SUS316L, SUS329J4L, and SUS836L.

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。   The preferred embodiment of the heat recovery method in the ethylene oxide production process according to the present invention has been described above. However, such a heat recovery method according to the present invention contributes to energy saving and reduction in production cost in the ethylene oxide production process. can do. Moreover, since it has been found that the energy of the entire ethylene oxide production process can be effectively used with high efficiency exceeding the initial expectation, the heat recovery method according to the present invention is compared with the conventional technology. It can be said that this is a highly superior technology.

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。   Hereinafter, although an embodiment of the present invention is described in detail using an example, the technical scope of the present invention is not limited only to the following form.

［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。 [Example]
In carrying out the ethylene oxide production process including the ethylene oxidation reaction step and the absorption step shown in FIG. 1, the heat of reaction is effectively utilized by the steam flow shown in FIG. A portion was supplied and burned. In this specification, “t (ton)” means “metric ton” and is synonymous with 10 6 [g] (= 1M [g]).

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。 And the heat of combustion of the combustor exhaust gas was recovered by heat-exchanging the exhaust gas (combustor exhaust gas) after combustion of the absorption tower exhaust gas in this combustor by using water as an endothermic medium in the heat exchanger 315. The chlorine concentration in the absorption tower exhaust gas was 5 ppm by mass, and the material of the heat exchanger in contact with the combustor exhaust gas was stainless steel (SUS316L). Further, the amount of steam flowing through the steam flow shown in FIG. 3 is 60 t / h, the steam inlet temperature in the steam heater is 236 ° C., and the outlet temperature is 420. The amount of heat used (steam heating heat amount) was 28317 MJ / h. At this time, the amount of fuel (heat amount = 41 MJ / Nm 3 ) supplied to the steam heater (fuel consumption) is 655 Nm 3 / h, and the argon purge gas (absorption tower exhaust gas; the amount of heat = 33MJ / Nm 3) is 240Nm 3 / h, the combustion heat is calculated from these was 34618MJ / h. Therefore, the furnace efficiency (steam heating heat amount / combustion heat amount × 100) of the steam heater was 81.8%. The temperature of the combustor exhaust gas (furnace outlet temperature) discharged from the steam heater was 310 ° C., and the amount of the combustor exhaust gas was 11739 Nm 3 / h. Further, the temperature (inlet temperature) when the combustor exhaust gas is introduced into the heat exchanger as a heat medium is 310 ° C., and the temperature (outlet temperature) of the combustor exhaust gas discharged from the heat exchanger is 100 ° C. It was. The exchange heat amount in the heat exchanger was 3480 MJ / h.

［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。 [Comparative example]
The ethylene oxide production process was carried out by the same method as in the above-described example, except that the combustor exhaust gas was discarded in the atmosphere as it was without installing the heat exchanger shown in FIG.

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。 In this comparative example, since the heat of the combustor exhaust gas was not recovered by heat exchange in the heat exchanger, the steam generator that generates steam corresponds to the exchange heat amount of the heat exchanger used in the example. It was necessary to supply fuel separately. The amount was 85.6 Nm 3 / h.

Figure 2013209328
Figure 2013209328

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。   From the comparison between the above-described Examples and Comparative Examples, the heat recovery method in the ethylene oxide production process according to the present invention can contribute to energy saving and production cost reduction in the ethylene oxide production process. In view of the ethylene oxide production volume of several hundred thousand tons per year, the industrial contribution of the present invention is immeasurable.

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 104 Blower 105 Heat exchanger 107 Ethylene oxidation reactor 108 Absorption tower 109 Carbon dioxide absorption tower 291 Hydrolysis reactor 292 Concentration process 293 Dehydration process 294 Monoethylene glycol distillation tower 295 Diethylene glycol distillation tower 296 Triethylene glycol distillation tower 307 Ethylene oxidation reactor 308 Gas-liquid separation tank 310 Conduit 311 Steam heater 312 Conduit 313 Steam turbine 314 Conduit 315 Heat exchanger

Claims (3)

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。 The reaction product gas containing ethylene oxide produced in the ethylene oxidation reaction step in which ethylene is oxidized in the presence of a silver catalyst by a molecular oxygen-containing gas is supplied to the ethylene oxide absorption tower, and the absorption supplied to the ethylene oxide absorption tower A method of recovering heat in an ethylene oxide production process including a step of contacting with a liquid,
Supplying at least part of the absorption tower exhaust gas discharged from the top of the ethylene oxide absorption tower to a combustor and burning it;
Recovering the heat of the combustor exhaust gas by circulating the combustor exhaust gas discharged from the combustor through a heat exchanger and exchanging heat with an endothermic medium;
A method for recovering heat in a process for producing ethylene oxide, comprising: 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。   2. The method according to claim 1, wherein the material of the heat exchanger in contact with the combustor exhaust gas is a nickel-chromium-iron alloy having a molybdenum content of 2 to 10 mass%. 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。 Obtaining saturated steam using reaction heat generated in the ethylene oxidation reaction step;
Heating the saturated steam in a steam heater to obtain superheated steam;
Supplying the superheated steam to a steam turbine to generate power in the steam turbine,
The method according to claim 1, wherein the combustor is used as the steam heater.
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