[发明专利]热集成

说明书

技术领域

本发明涉及：由环氧乙烷(EO)生产碳酸亚乙酯(EC)以供转化成单 乙二醇(MEG)的方法中的热集成系统；在该热集成系统中使用的控制系 统；在该方法和热集成系统中使用的两相分离器；它们的相应方法； 和该系统与分离器在EO/乙二醇(EG)单元中的用途。

背景技术

通过EO反应生产EG，从而产生作为主要产物的MEG。MEG主要用 于生产聚酯纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，和在较小的程度上用 于机动车冷却系统内，其中它充当防冻剂。

在结合的EO/EG方法中生产EG，该方法提供非常有效的热集成。 该集成方法通常分成四个部分：EO反应和CO₂除去加上EO回收；轻质 馏分(LE)除去和EO纯化；EC/MEG反应和MEG回收；以及MEG纯化。

在EO反应部分中，通过使气态乙烯和氧气在催化剂上在高温 (200-300℃)和高压(15-20巴)下反应生产EO。在催化剂上的反应产生 大量的热量，所述热量通过在反应器的壳程产生蒸汽而除去。所产生 的蒸汽用作装置内的热介质。

在EC/MEG反应部分中，EO与CO₂反应成EC。在一个系统中，在 串联排列且其中转化大部分EO的两个反应器EC-1和EC-2内进行反 应。剩余的EO视需要可在管状反应器、EC精制反应器内转化。在约 100℃的温度下，EC-1反应器产生约24千卡/克摩尔(100kJ/gmol)的 反应热。这一热量必须借助侧线引出和冷却从反应器中除去，并循环 到反应器中。这在US-6080897中进行了讨论。

在US-6080897中的系统内，在EC部分中产生的热量是低温热， 它不可能提升为有用的能量，例如用于产生蒸汽。我们现已发现，有 可能将EC-1反应器和装置内别处的其它单元之间的热量集成，同时借 助液体循环中的冷却仍然实现所需的EC-1反应器温度和冷却液体的 生产。

发明内容

根据本发明最宽的方面，提供了在由EO生产EC以供转化成MEG 的催化方法中从EC-1反应器中除去反应热和产生冷却液体以供在一 个或多个消耗单元中使用的热集成系统，其中该系统包括：适合于从 EC-1反应器除去热量的EC-1反应器冷却器，与EC-1反应器冷却器和 吸收制冷单元连通且适合于在其间传导中间液体的中间环路，其中该 吸收制冷单元适合于产生冷却液体，和

适合于传导在吸收制冷单元内产生的冷却液体以供在一个或多个 消耗单元中使用的冷却液体环路，

该系统使得吸收制冷单元利用在EC-1反应器内产生的热量产生 用于冷却液体环路和消耗单元的冷却液体，

其中该系统另外包括具有独立冷却源的停车冷却器，所述停车冷 却器适合于代替吸收制冷单元或与吸收制冷单元一起用于从EC-1反 应器中除去热量，

和其中该系统另外包括独立的冷却液体备用源，所述冷却液体备 用源适合于代替吸收制冷单元或与吸收制冷单元一起用于产生冷却液 体用于一个或多个消耗单元。

中间环路适合地为密闭环路。优选地，停车冷却器在中间环路的 旁路内，由此中间液体可通过停车冷却器转向到旁路中用于除热或者 可保持在中间环路内。

优选地，中间环路包括吸收制冷单元的旁路，由此中间冷却液体 可传导到吸收制冷单元中用于除热或者可旁路通过吸收制冷单元。

优选地，独立的冷却液体备用源包括独立的备用吸收制冷单元。 此处提到冷却液体的备用源和备用的吸收制冷单元是指附加的独立源 和单元，其在吸收制冷单元没有(完全)操作时可用作备用操作，且可 视需要处于长久使用或操作状态。

EC-1反应器冷却器可以在EC-1反应器的外部或内部。优选地， EC-1反应器冷却器在外部。优选地，EC-1反应器冷却器位于EC-1反 应器液体循环内，所述EC-1反应器液体循环包括来自EC-1反应器的 侧线引出和液体循环。优选地，来自EC-1反应器的循环占全部反应器 原料流量的50-99％，更优选80-95％。循环由此提供反应热的除去和反 应器温度的控制。

优选地，本发明的系统包括多个控制器、多个控制阀和一个或多 个控制单元，其中控制器将涉及EC-1反应器负载和消耗单元需求的信 号提供给控制器或控制单元或其结合、和/或提供给调节停车冷却器与 吸收制冷单元操作的控制阀。