環氧乙烷裝置中的複合脫碳溶液的製作方法

2023-11-06 11:29:52

專利名稱：環氧乙烷裝置中的複合脫碳溶液的製作方法
技術領域：
本發明涉及環氧乙烷生產裝置脫除二氧化碳系統中使用的抗氧化的複合脫碳溶液。
背景技術：
環氧乙烷生產裝置是將乙烯與純氧在銀催化劑上進行氧化反應製成環氧乙烷，反應後氣體中含有較高含量的乙烯，需循環使用。主要副產物為深度氧化生成的二氧化碳，為了防止循環氣體中二氧化碳的含量的不斷積累，需在循環氣體中設置脫除二氧化碳的系統。
傳統的二氧化碳脫碳系統中採用熱碳酸鉀溶液通過加壓吸收和常壓再生的方法，以脫除循環氣中的二氧化碳，隨著環氧乙烷裝置擴能改造的進行，原有的脫碳系統的能力不能適應擴大生產的要求，也需要進行相應的改造。
熱碳酸鉀溶液脫除二氧化碳是古老的脫碳方法，20世紀60年代以後，氨基乙酸、二乙醇胺、二乙撐三胺以及空間位阻胺等有機活化劑逐漸推廣使用，有效的增加了熱碳酸鉀溶液脫除二氧化碳的功效。但是，這些有機活化劑極易被氧所氧化，造成溶液的降解，因此，不適用於環氧乙烷裝置。
專利文獻CN85103423A公開了胺、KBO2和K4V2O7為混合活化劑的脫碳溶液，其最佳摩爾比為0.2∶4∶1至2.5∶14∶1。這種溶液由於存在有機胺，它易於氧化降解，也不適宜於環氧乙烷裝置的工作狀態。

發明內容
本發明通過在碳酸鉀溶液中加入一種或數種抗氧化的鉀的無機弱酸鹽，所述鉀的無機弱酸鹽既起吸收二氧化碳的活化劑作用，因其本身呈鹼性，又起吸收劑的作用。從而增強脫碳溶液的吸收能力和吸收速率，使脫碳系統的能力得以增加，並有效地降低熱能的消耗。
本發明的原理鉀的無機弱酸鹽所進行的脫除二氧化碳反應為
上式中M代表弱酸根，HM代表弱酸，由此可知，1摩爾鉀的弱酸鹽最多可以脫除1摩爾二氧化碳，對比碳酸鉀的脫碳反應，1摩爾碳酸鉀最多也僅能脫除1摩爾二氧化碳，即因此，1摩爾鉀的弱酸鹽可相當於1摩爾碳酸鉀的吸收能力，只要弱酸HM足夠的弱，即Pka大於9，弱酸鹽溶液PH值大於11。
本發明的技術方案本發明所述的脫碳溶液由碳酸鉀溶液和鉀的無機弱酸鹽組成，鉀的無機弱酸鹽的加入量2％-8％(質量百分比)，優選為3％-6％(質量百分比)。
其中所述的鉀的無機弱酸鹽為硼酸鉀、釩酸鉀、鎢酸鉀和鉬酸鉀中的一種或其混合物，優選為硼酸鉀和釩酸鉀。鉀的無機弱酸鹽由氫氧化鉀和相應的酸或酸酐中和製得。例如硼酸鉀由氫氧化鉀和硼酸中和製得，其反應式如下 釩酸鉀由氫氧化鉀和釩酸酐中和製得，反應式如下 本發明所述的脫碳溶液的製備方法是在碳酸鉀溶液中加入鉀的無機弱酸鹽混合而成。
本發明所述的脫碳溶液使用方法與現有環氧乙烷生產中脫碳溶液的使用相同，在此不再贅述。
本發明所述的脫碳溶液除了能夠增加吸收能力，即當溶液循環量相同時可以吸收更多的二氧化碳外，還可以明顯活化碳酸鉀對二氧化碳的吸收和解吸速率，顯著地降低脫碳的過程熱耗。
本發明所述的脫碳溶液可應用於含氧氣體熱碳酸鉀溶液脫碳的工藝改進。
具體實施方法下面通過實施例對本發明作進一步說明，但其並不限制本發明的保護範圍實施例1某環氧乙烷生產裝置中，使用的熱碳酸鉀脫碳溶液K2CO3含量為18％(質量百分比)。在此溶液中溶入鉀的磞酸鹽KBO24％(質量百分比)，可增大溶液吸收能力30％。
實施例2某環氧乙烷生產裝置中，使用的熱碳酸鉀脫碳溶液K2CO3含量為20％(質量百分比)，在此溶液中溶入全部的釩酸鹽K4V2O75.1％(質量百分比)，可增大溶液吸收能力30％。
實施例3某環氧乙烷生產裝置中，使用的熱碳酸鉀脫碳溶液K2CO3含量為18％(質量百分比)，在此溶液中溶入KBO22.7％(質量百分比)K4V2O71.5％(質量百分比)，可增大溶液吸收能力30％。
權利要求
1.一種環氧乙烷生產裝置中的複合脫碳溶液，其特徵在於，所述的脫碳溶液由碳酸鉀溶液和鉀的無機弱酸鹽組成，其中鉀的無機弱酸鹽的加入量為2％-8％質量百分比。
2.如權利要求1所述的複合脫碳溶液，其特徵為其中所述的鉀的無機弱酸鹽為硼酸鉀、釩酸鉀、鎢酸鉀和鉬酸鉀中的一種或其混合物。
3.如據權利要求2所述的複合脫碳溶液，其特徵為其中所述的鉀的無機弱酸鹽為硼酸鉀和釩酸鉀。
全文摘要
本發明公開了一種環氧乙烷生產裝置脫碳系統中使用的抗氧化的複合脫碳溶液,系將鉀的弱酸鹽如硼酸鹽和釩酸鹽等加入傳統的碳酸鉀脫碳液中,以提高脫碳溶液的吸收二氧化碳的能力,以適應環氧烷裝置擴產的要求。
文檔編號C07D301/03GK1367170SQ0211064
公開日2002年9月4日 申請日期2002年1月25日 優先權日2002年1月25日
發明者張成芳, 陳玲君 申請人:華東理工大學