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KR810000776B1 - Gas mixing method - Google Patents

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KR810000776B1
KR810000776B1 KR7803200A KR780003200A KR810000776B1 KR 810000776 B1 KR810000776 B1 KR 810000776B1 KR 7803200 A KR7803200 A KR 7803200A KR 780003200 A KR780003200 A KR 780003200A KR 810000776 B1 KR810000776 B1 KR 810000776B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
containing gas
tray
aqueous medium
molecular oxygen
Prior art date
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Expired
Application number
KR7803200A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
껜지 아이다
다께시 야마모또
도시히꼬 구마자와
Original Assignee
기따노 세이이찌
닛뽕쇼꾸바이 가가꾸 고오교 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 기따노 세이이찌, 닛뽕쇼꾸바이 가가꾸 고오교 가부시끼가이샤 filed Critical 기따노 세이이찌
Priority to KR7803200A priority Critical patent/KR810000776B1/en
Application granted granted Critical
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J12/00Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D301/00Preparation of oxiranes
    • C07D301/02Synthesis of the oxirane ring
    • C07D301/03Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds
    • C07D301/04Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with air or molecular oxygen
    • C07D301/08Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with air or molecular oxygen in the gaseous phase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D303/00Compounds containing three-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D303/02Compounds containing oxirane rings
    • C07D303/04Compounds containing oxirane rings containing only hydrogen and carbon atoms in addition to the ring oxygen atoms

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Abstract

내용 없음.No content.

Description

가스 혼합 방법Gas mixing method

제1도는 본 발명에 의한 분자상 산소 가스 혼합 방법을 산소 산화법에 의한 산화에틸렌의 제조 방법에 사용한 예를 나타내는 플로우 시이트.1 is a flow sheet showing an example in which the molecular oxygen gas mixing method according to the present invention is used for a method for producing ethylene oxide by an oxygen oxidation method.

제2도는 본 발명에 의한 혼합방법을 공기 산화법에 의한 산화에틸렌의 제조 방법에 사용한 예를 나타내는 플로우시이트.2 is a flow sheet showing an example in which the mixing method according to the present invention is used for a method for producing ethylene oxide by air oxidation.

제3도는 본 발명에 의한 혼합 장치의 일실시예를 나타내는 종단면도.3 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of a mixing apparatus according to the present invention.

제4도는 제3도의 IV-IV선상의 단면도.4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG.

제5도는 제4도의 V-V선상의 확대 부분 단면도.5 is an enlarged partial cross-sectional view taken along line V-V in FIG.

제6도는 본 발명에 의한 혼합 장치의 다른 실시예를 나타내는 부분종단면도.6 is a partial longitudinal sectional view showing another embodiment of the mixing apparatus according to the present invention.

제7도는 제6도의 VII-VII선상의 단면도.7 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII of FIG.

제8도는 제7도의 VII-VII선상의 확대 부분 단면도.8 is an enlarged partial cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.

제9도는 본 발명에 의한 혼합 장치의 또 하나의 실시예를 나타내는 부분단면도.9 is a partial sectional view showing yet another embodiment of a mixing apparatus according to the present invention.

제10도는 제9도의 X-X선상의 단면도.10 is a cross-sectional view taken along line X-X of FIG.

제11도는 제10도의 IX-IX선상의 확대 부분 단면도.11 is an enlarged partial cross-sectional view taken along line IX-IX of FIG.

제12도는 본 발명에 의한 혼합 장치의 다른 실시예를 나타내는 부분 종단면도.12 is a partial longitudinal cross-sectional view showing another embodiment of a mixing apparatus according to the present invention.

제13도는 본 발명에 의한 혼합 장치의 또 다른 실시예를 나타내는 부분종단면도.13 is a partial longitudinal sectional view showing still another embodiment of the mixing apparatus according to the present invention.

제14도는 본 발명에 의한 혼합 장치의 또 하나의 실시예를 나타내는 부분 종단면도.14 is a partial longitudinal sectional view showing yet another embodiment of a mixing apparatus according to the present invention.

본 발명은 탄화수소함유 가스류와 분자상 산소 함유 방법에 관한 것으로, 더욱 상세히는 에틸렌, 프로필렌, 벤젠, 오르소크실렌, 나프탈린 등의 탄화수소의 접촉 기상 산화 반응, 특히 에틸렌을 분자상 산소에 의하여 접촉 기상 산화하여 산화 에티렌을 제조하는 공정에 있어서 에틸렌 함유가스류와 분자상 산소함유 가스류를 충분히 혼합하는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydrocarbon-containing gas and a method for containing molecular oxygen, and more particularly, to a catalytic gas phase oxidation reaction of hydrocarbons such as ethylene, propylene, benzene, ortho xylene, naphthalin, in particular ethylene by molecular oxygen. The present invention relates to a method of sufficiently mixing an ethylene-containing gas and a molecular oxygen-containing gas in a step of gas phase oxidation to produce ethylene oxide.

탄화수소의 접촉기상, 산화반응, 예를 들어 에틸렌을 은촉매의 존재하에 분자상 산소에 의하여 접촉기상 산화하여 산화에틸렌을 제조하는 공정에 있어서는 에틸렌 이외에 메탄, 에탄 등의 포화탄화수소, 질소, 이산화탄소, 아르곤, 산소 등을 함유하는 탄소 수소 함유 가스와, 공기, 산소를 부화(富化)한 공기 또는 순산소로 되는 분자상 산소 함유가스라 함은, 소정의 비율로 혼합된 후, 은촉매를 충전한 반응역에 도입되고 이 반응역에 있어서 접촉기상 산화반응이 행하여진다. 이 반응역(反應域)에서 생성된 산화 에틸렌을 함유하는 반응 생성 가스는 산화 에틸렌 흡수탑의 탑저부로 유도되고, 이 탑의 탑정부로부터 도입되는 물, 에틸렌글리코올 수용액 등과 같은 수성 매체와 향류 접촉되어 이 가스중의 산화 에틸렌이 흡수 분리된다. 흡수액은 흡수 탑저로부터 배출되어 산화에틸렌 방산탑으로 이송되어 산화에틸렌이 분리되고 분리된 산화에틸렌은 다시 정제 공정으로 이송된다. 한편, 산화에틸렌 흡수탑에 있어서 흡수되지 않았던 가스는필요에 따라 산화탄소 흡수탑으로 도입되어 알칼리 수용액에 의하여 이산화탄소가 흡수된 후, 에틸렌 및 분자상 보급을 받아 소망의 반응 원료 가스조성으로 조제되고, 이어서 반응역으로 재순환된다.In the process of producing a ethylene oxide by contact phase oxidation of a hydrocarbon, oxidation reaction, for example, ethylene by contact phase oxidation of ethylene by molecular oxygen in the presence of a silver catalyst, saturated hydrocarbons such as methane and ethane, nitrogen, carbon dioxide, and argon The carbon-hydrogen-containing gas containing oxygen and the like and the molecular oxygen-containing gas of air, oxygen-enriched air, or pure oxygen are mixed at a predetermined ratio, and then charged with a silver catalyst. It is introduced into the reaction zone and the catalytic phase oxidation reaction is performed in this reaction zone. The reaction product gas containing ethylene oxide produced in this reaction zone is led to the bottom of the ethylene oxide absorption tower, and is introduced into the aqueous medium and countercurrent such as water, ethylene glycol aqueous solution, etc. introduced from the tower top of the tower. The ethylene oxide in this gas is absorbed and separated by contact. The absorbent liquid is discharged from the absorption tower bottom and transferred to the ethylene oxide dissipation tower so that the ethylene oxide is separated and the separated ethylene oxide is transferred to the purification process again. On the other hand, the gas that was not absorbed in the ethylene oxide absorption tower is introduced into the carbon oxide absorption tower as needed, carbon dioxide is absorbed by the aqueous alkali solution, and then supplied with ethylene and molecular phase to prepare a desired reaction raw material gas composition. Then it is recycled to the reaction zone.

이와 같은 산화에틸렌 제조 공정에 있어서의 반응기, 산화에틸렌 흡수 탑 및 이산화탄소 흡수탑의 순환공정중의 어느 개소에 있어서도 순환되는 혼합가스는 연소 범위를 벗어나 있는 것이 바람직하다. 그러나 탄화 수소 함유가스류와 분자상 산소 함유 가스류를 혼합시킴에 있어 불충분한 혼합 및 역류로 인하여 국소적으로 연소 범위내의 가스 조성이 되는 일이 흔히 있다. 그러기 때문에, 탄화수소 함유 가스류와 분자상 산소 함유 가스류의 혼합을 가급적 신속히 행하여 가스의 혼합이 불충분한 영역을 적게 하도록, 또한 분자상 산소 함유 가스관에 대한 탄화수소 함유가스류의 역류를 방지하도록 하는 여러 가지 개량이 제안되어 왔다. 예를 들어 일본 특허 출원공개 공보소 46-4362호 및 동 소 47-16381호에 있어서는 다수의 관속(管속)또는 오리피스를 갖는 링으로 되는 혼합 장치에 의하여 분자상 산소 함유가스를 탄화수소함유가스류 중에 분산시켜서 첨가 혼합하고, 또한 탄화 수소 함유가스류가 분자상 산소 함유 가스류가 배관으로 역류되는 것을 방지하기 위하여 다량의 질소를 상기 분자상 산소 함유 가스 중에 첨가함으로써 위험성을 감소시키고 있다. 그러나, 이와 같은 장치에 있어서는, 정기적인 수리 고장, 정전 등으로 인해 예기되는 또는 예기치 않은 장치의 정지 또는 재개가 일어나며 이와 같은 비정상상태시에 번번히 착화에 이르기에 충분한 에너지가 국부적으로 발생하고 그 결과 장치에 파괴등의 사고가 일어난다.It is preferable that the mixed gas circulated in any of the circulation steps of the reactor, the ethylene oxide absorption tower, and the carbon dioxide absorption tower in the ethylene oxide production step is out of the combustion range. However, in the mixing of hydrocarbon-containing gas and molecular oxygen-containing gas, there is often a local gas composition within the combustion range due to insufficient mixing and backflow. Therefore, the mixture of the hydrocarbon-containing gas and the molecular oxygen-containing gas is carried out as quickly as possible to reduce the area where the gas mixture is insufficient, and also prevents the reverse flow of the hydrocarbon-containing gas stream to the molecular oxygen-containing gas pipe. Eggplant improvements have been proposed. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 46-4362 and 47-16381, hydrocarbon-containing gas streams are provided with molecular oxygen-containing gas by means of a mixing device consisting of a ring having a plurality of tubes or pipes. The risk is reduced by adding a large amount of nitrogen to the molecular oxygen-containing gas in order to disperse the mixture in the mixture, to add and mix, and to prevent the hydrocarbon-containing gas stream from flowing back into the piping. However, in such a device, an unexpected or unexpected stop or restart of the device occurs due to regular repair failures, power failures, etc., and locally enough energy is generated to cause ignition in such an abnormal state. Accidents such as destruction occur.

또한, 예기치 않은 원인으로 국부적인 착화에너지의 발생 내지는 그의 축적으로 인한 화염전파에 의한 폭발에 위험성이 더욱 커지는데 종래 장치에 있어서도 이와 같은 위험성을 제거하는 것은 극히 곤란하였다. 따라서, 종래 탄화수소 함유 가스류와 분자상 산소 함유 가스류를 혼합시킬시의 착화에너지를 소멸시키는 방법은 아직 충분하다고 할수 없고 또한 역류 방지를 위한 질소의 사용량도 족할 만큼의 소량이 아니었다.In addition, there is an increased risk of explosion due to flame propagation due to local ignition energy generation or accumulation thereof due to an unexpected cause, and it is extremely difficult to eliminate such a risk even in a conventional apparatus. Therefore, the method of dissipating the ignition energy at the time of mixing the conventional hydrocarbon-containing gas and the molecular oxygen-containing gas is not sufficient yet, and the amount of nitrogen for preventing backflow is not enough.

따라서, 본 발명의 목적은 탄화 수소 함유 가스류와 분자상 산호 함유 가스류와의 신규와 혼합 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel and mixing method of hydrocarbon-containing gas streams and molecular coral-containing gas streams.

이와 같은 목적은 탄화 수소 함유가스류가 유입하는 축을 수성 매체로 시일함으로써 적어도 한 개의 가스류가 통과 가능한 수성 매체 시일을 마련하고 동시에 가스류가 배출하는 측에 적어도 한 개의 상기 가스류가 통과 가능한 화염전파 차폐역(

Figure kpo00001
)을 마련하고, 이와 같이 하여 양자간에 형성되는 가스혼합역에 분자상의 산소 함유 가스류를 도입하여 탄화수소 함유 가스류와 충분히 혼합하는 것을 특징으로 하는 탄화수소 함유 가스류와 분자상 산소 함유가스류와의 혼합 방법에 의하여 달성된다.The purpose of this is to provide an aqueous medium seal through which at least one gas stream can pass by sealing the shaft into which the hydrocarbon-containing gas stream flows into the aqueous medium, and at the same time the flame which allows at least one of the gas stream to pass through the side of the gas stream. Radio wave shielding station
Figure kpo00001
And a molecular oxygen-containing gas stream is introduced into the gas mixing zone formed therebetween so as to be sufficiently mixed with the hydrocarbon-containing gas stream. By the mixing method.

또한, 이들은 통상 본체와 이 본체의 상부 및 하부에 각각 마련된 탄화 수소 함유 가스류의 배출구 및 도입구와 이 본체의 상부 및 하부에 각각 마련된 수성 매체의 도입구 및 배출구와, 이 본체내의 탄화수소 함유가스류가 도입되는 측에 마련되며 상기 가스류가 상기 수성 매체와 접촉하여 통과할 수 있는 적어도 한개의 수성 매체 체류수단과, 이 본체내의 상기 탄화수소 함유 가스류가 배출하는 측에 상기 가스가 통과가능하게 마련된 적어도 한개의 화염 전파 차폐 수단과, 상기 체류 수단과, 상기 차폐 수단에 의하여 그 사이에 형성되는 가스 혼합실내에 마련된 분자상 산소함유가스 도입 수단으로 되는 탄화 수소 함유 가스류와 분자 상산 소함 유 가스류와의 혼합 장치에 의하여 달성된다.In addition, they are usually a discharge port and an introduction port of a hydrocarbon-containing gas stream provided on the upper body and a lower part of the main body, and an introduction port and an discharge port of an aqueous medium provided respectively on the upper and lower parts of the main body, and hydrocarbon-containing gas streams in the main body. Is provided on the side from which the gas flows and at least one aqueous medium holding means through which the gas flows in contact with the aqueous medium, and the gas flows on the side from which the hydrocarbon-containing gas flow in the main body is discharged. Hydrocarbon-containing gas and molecular acid-containing gas flow comprising at least one flame propagation shielding means, the retention means, and a molecular oxygen-containing gas introduction means provided in the gas mixing chamber formed between the shielding means. By means of a mixing device with.

본 발명에 의한 가스 혼합 방법에 있어서는 탄화 수소함유 가스는, 트레이 충전물 등의 수성 매체 체류수단을 구비한 가스 흡수탑 또는 용기 내에 있어서 수성 매체와 향류 접촉케 된다. 한편, 분자상 산소 함유가스는 수성 매체 체류역(漢留域)내의 수성 매체 또는 별도 공급되는 물과 접촉한 후에 가스 혼합부에 도입되어 탄화 수소함유가스와 혼합된다. 분자상 산소 함유가스와 충분히 혼합된 탄화수소 함유 가스류는 다시 수성 매체 체류역을 통과하든지 혹은 통과하지 않고 혼합 장치의 최상단에 마련된 데미스터를 통과하여 반응 공정으로 이송된다.In the gas mixing method according to the present invention, the hydrocarbon-containing gas is brought into countercurrent contact with the aqueous medium in a gas absorption tower or a container provided with an aqueous medium holding means such as a tray packing. On the other hand, the molecular oxygen-containing gas is brought into contact with the aqueous medium or separately supplied water in the aqueous medium retention zone and introduced into the gas mixing section to be mixed with the hydrocarbon-containing gas. The hydrocarbon-containing gas stream sufficiently mixed with the molecular oxygen-containing gas is passed to the reaction process through a demister provided at the top of the mixing apparatus, with or without passing through the aqueous medium retention zone again.

본 발명에 의한 가스 혼합 장치는 내부에 적어도 한개의 수성매체 체류 수단을 구비하여 최상부에 이수성매체류 수단 또는 데미스터와 같은 화염 전파 차폐 수단을 구비하여서 되는 것으로 가스 흡수탑과거의 동일한 구조로서 이루어지는 것이다. 따라서, 수성 매체 수단은 통상비를 캡 드레임, 유니플럭스 트레이, 시이브 트레이, 발라스트 트레이, 밸브 트레이, 밴튜리 트레이, 터어보 그릿드 트레이, 듀알 플로우 트레이, 킷텔 트레이 등의 트레이다. 또한, 라시히 링, 렛시 링, 베르사돌, 인터로크 사돌 등의 충전물의 충도 사용할 수 있다. 화염 전파 차폐 수단으로는 상기한 트레이 및 충전층과 같은 수성 매체 체류 수단 및 데미스터를 사용할 수 있다. 데미스터로서는 미스트 세퍼레이터로서의 기능을 갖는 것이면 어떤 것이드라도 사용할 수 있는데, 그 중에서도 와이어 메슈 형의 것이 특히 적합하다. 상기 수성 매체체류수단으로는 트레이가 바람직하고, 특히 다웅 가마를 구비한 입자류 접촉형의 트레이가 가장 바람직하다, 따라서 혼합 장치로서는 통상 트레이탑 및 충전탑형의 흡수탑이 사용되고, 특히 복수개의 트레이를 구비한 트레이탑이 바람직하다. 그러나, 흡수탑 이 외에도 상기한 바 구조를 갖는 혼합 장치로서 사용할 수 있다.The gas mixing device according to the present invention is provided with at least one aqueous medium retention means therein, and a flame propagation shielding means such as an aqueous medium retention means or a demister at the top, and has the same structure as the gas absorption tower. . Therefore, the aqueous medium means is a tray such as a cap drain, a uniflux tray, a sieve tray, a ballast tray, a valve tray, a bantry tray, a turbo grid tray, a dual flow tray, a kittel tray, and the like. Furthermore, the filling of fillers, such as a raschici ring, a letsi ring, versadol, an interlock sadol, and the like can be used. As flame propagation means, an aqueous medium retention means such as a tray and a packed layer and a demister can be used. As the demister, any type can be used as long as it has a function as a mist separator. Among them, a wire mesh type is particularly suitable. As the aqueous medium retention means, a tray is preferable, and in particular, a tray of a particle flow contact type provided with a Daung kiln is most preferable. Thus, a tray top and a packed tower absorption tower are usually used as mixing devices, and in particular, a plurality of trays are used. The tray top provided is preferable. However, besides the absorption tower, it can be used as a mixing device having the above-described structure.

이리하여 혼합 장치의 수성 매체 체류 수단의 하부에는 탄화 수소 함유 가스류 도입구 및 수성매체배출구가 마련되고 또 화염 전파 차폐 수단의 상부에는 탄화 수소 함유가스류(탄화 수소 함유 가스와 분자상 산소함유가스와의 가스상 혼합물)의 배출구가 마련되어 있다. 또한, 수성 매체 도입구는 화염 전파 차폐수단이 수성 매체 체류 수단인 경우에는 그것 보다 상부에, 한편 그것이 데미스터인 경우에는 그보다 하부에 마련되어 있다.Thus, a hydrocarbon-containing gas inlet and an aqueous medium outlet are provided below the aqueous medium retention means of the mixing device, and hydrocarbon-containing gases (hydrocarbon-containing gas and molecular oxygen-containing gas are provided above the flame propagation shielding means). Outlet of the gaseous mixture). In addition, the aqueous medium inlet is provided above the flame propagation shielding means if it is an aqueous medium retention means, and below it if it is a demister.

이와 같이 하여 수성 매체 체류수단과 화염 전파 차단수단과의 사이에 형성되는 가스 혼합실에는 후술하는 바와 같은 분자상 산소 도입 수다이 마련된다. 따라서, 혼합장치 하부의 도입구에서 도입된 탄화 수소 함유 가스는 상부의 도입구에서 도입된 수성 매체가 체류하는 트레이 상의 수성 매체 층을 통과하여 상승하고, 가스 혼합역에 도달하면 후술하는 바와 같이 이 혼합역에 수성 매체 중을 통과하여 도입되는 분자상 산소와의 혼합이 행하여 진다. 이어서, 트레이 또는 데미스터와 같은 화염 전파 차폐 수단을 통과하여 배출구로부터 혼합 장치 밖으로 배출된다. 한편, 혼합장치에 공급되는 수성 매체는 도입구로부터 혼합장치의 최상단 트레이의 상부에서 공급되고 순차 하단의 트레이를 통과하면서 혼합 장치내를 흘러내려 최후에 배출구로부터 배출된다. 혼합 장치로서 가스 흡수탑을 사용하는 경우에는 동시에 소망의 성분의 수성 매체에 용해되고 가스 흡수탑의 탑저부로부터 제외로 제거된다. 수성 매체와 탄화수소 함유가스와의 유량비는 상승하는 이 가스가 스쳐 빠지는 일이 없이 기액의 접촉이 충분히 행하여 지도록 수성 매체체류수단에 액층을 이루어 체류하기에 충분한 비율이면되고, 당업자가 공지의 흡수탑 설계용의 계산식을 사용하여 결정하면 된다. 따라서, 가스 혼합 장치가 가스 흡수탑도 겸할 시에는 액가스 비(L/G)는 증대된다.In this way, the gas mixing chamber formed between the aqueous medium retention means and the flame propagation blocking means is provided with a molecular oxygen introduction soda as described later. Accordingly, the hydrocarbon-containing gas introduced at the inlet of the lower part of the mixing device rises through the layer of the aqueous medium on the tray where the aqueous medium introduced at the upper inlet remains, and when it reaches the gas mixing zone, Mixing with molecular oxygen introduced into the mixing zone through the aqueous medium is performed. It is then discharged out of the mixing device from the outlet through a flame propagation means such as a tray or a demister. On the other hand, the aqueous medium supplied to the mixing device is supplied from the inlet at the top of the uppermost tray of the mixing device and flows down the mixing device while passing through the tray at the bottom of the mixing device and finally discharged from the outlet. When using a gas absorption tower as a mixing device, it is simultaneously dissolved in an aqueous medium of a desired component and removed from the bottom of the gas absorption tower by exclusion. The flow rate ratio between the aqueous medium and the hydrocarbon-containing gas may be a ratio sufficient to remain in the liquid medium retention means in the aqueous medium retention means so that the gaseous liquid is sufficiently contacted without rising gas. This can be determined using the dragon's equation. Therefore, when the gas mixing device also serves as a gas absorption tower, the liquid gas ratio L / G is increased.

본 발명에 있어서 사용되는 수성 매체로서는 순수, 탈이온수 등의 신선한 물, 흡수탑의 탑저로부터 배출되는 흡수로부터 소정의 성분을 분리 회수한 후의 순환수, 소정의 성분을 분리 회수하여도 여전히 완전히 분리되지 않든지 혹은 다른 성분을 함유하고 있는 순환 수용액 등이 있다. 상기한 최후의 것의 예로서는 산화에틸렌 제조시에 있어서 에틸렌의 산화반응 생성물을 흡수하여 회수할시에 사용되는 에틸렌글리코올을 0.1 내지 30중량%. 특히 1내지 20중량%함유하는 수용액을 들 수 있다.The aqueous medium used in the present invention is still not completely separated even after separating and recovering the circulated water and the predetermined component from the fresh water such as pure water, deionized water, and the absorption discharged from the bottom of the absorption tower. Or a circulating aqueous solution containing other components. As an example of said last thing, 0.1-30 weight% of ethylene glycol used at the time of absorbing and recovering the oxidation reaction product of ethylene at the time of ethylene oxide manufacture. In particular, the aqueous solution containing 1-20 weight% is mentioned.

분자상 산소 함유가스로서는 순산소 이외의 불화성 가스로 희석한 순산소, 산소를 부화한 공기, 공기등이 있다. 탄화수소 함유 가스로서는 에틸렌, 프로필렌 이소부틸렌, 벤젠, 오르소크실렌나프탈린 등 외에 이들 탄화 수소를 상기 분자상 산소 함유 가스에 의하여 접촉기상 산화하여 얻어지며 아직 미반응의 탄화수소를 함유하고 있는 가스가 있다. 특히 미반응의 탄화 수소를 함유하는 접촉 기상산화반응 생성 가스를 사용하면 소망의 생성물의 흡수에 의한 희수와 동시에 분자상 산소 함유 가스의 혼합도 동시에 행하여 진다.Examples of the molecular oxygen-containing gas include pure oxygen diluted with a fluorine gas other than pure oxygen, air enriched with oxygen, and air. As the hydrocarbon-containing gas, in addition to ethylene, propylene isobutylene, benzene, orthoxylenenaphthalin, and the like, these hydrocarbons are obtained by contact gas oxidation of the above-mentioned molecular oxygen-containing gas and still contain unreacted hydrocarbons. . In particular, when a catalytic gas phase oxidation reaction gas containing unreacted hydrocarbons is used, mixing of molecular oxygen-containing gas is performed simultaneously with rare water due to absorption of a desired product.

따라서, 본 발명에 의한 혼합 방법 및 장치는 분자상 산소 함유 가스에 의한 접촉 기상 산화에 의하여 에틸렌으로 부터 산화에틸렌, 프로필렌에서 아크로레인 및 아클릴산 또는 아크리로니트릴, 벤젠에서 무수말레인산, 오로소크실렌 또는 나프탈린에서 무수 프탈산, 나프탈린에서 나프트퀴논 등을 제조하는 공정에 있어서 호적하게 사용할 수 있다. 특히, 에틸렌을 순산소에 의하여 기상 산화하여 산화에틸렌을 제조하는 공정에 있어서는 우수한 결과가 얻어진다.Therefore, the mixing method and apparatus according to the present invention are ethylene oxide from ethylene, acrolein to propylene and acrylic acid or acryronitrile to benzene, maleic anhydride to benzene, ortho xylene or ethylene by contact gas phase oxidation with molecular oxygen-containing gas. It can be used conveniently in the process of manufacturing phthalic anhydride in naphthalin, naftquinone in naphthalin, etc. In particular, excellent results are obtained in the process of producing ethylene oxide by vapor-phase oxidizing ethylene with pure oxygen.

본 발명에 의한 가스 혼합 방법에 있어서 분자상 산소함유 가스의 가스혼합역으로의 대표적인 도입 방법으로는 다음과 같은 것을 들 수가 있다.In the gas mixing method according to the present invention, a representative introduction method of the molecular oxygen-containing gas into the gas mixing region is as follows.

제1의 형의 분사상 산소 함유 가스 도입 방법은 두개의 수성 매체 체류 수단 사이, 예를 들어 트레이와 다른 트레이와의 사이에 형성되는 가스 혼합역에 복수개의 관속을 분기시켜서 연결하고 그 선단부에 각각한개 내지 복수개의 오리피스를 마련한다. 관 속의 선단부는 트레이의 작동을 방해하지 않도록 트레이 상에 균일하게 분산 배치되며 오리피스부는 트레이상에 체류하고 있는 수성 매체 층 중에 1 내지 10㎝의 깊이에 잠겨 있다. 각 오리피스는 동일 수준면에 맞도록 설치되는데, 체류역 전체로서 0.1 내지3㎝정도의 고저차가 생기므로 분자상 산소 함유 가스의 유량이 미소한 경우에는 일부의 오리피스만에서 흐르고 나머지 오리피스로부터는 수성 매체가 분기관중으로 역류할 우려가 있다. 이를 피하기 위하여는 수성 메체주(媒體柱)0.1내지 3㎝의 차압을 능가할 미소량의 질소 등의 불활성 가스를 분자상 산소 함유 가스 중에 가하여 여하한 유량에서도 전 오리피스로 부터 흐르도록 한다. 분기관 선단부의 오리피스부터 수성 매체 중으로 분출한 분자상 산소 함유 가스는 이 수성 매체중에서, 이어 가스 혼합역에서 탄화 수소 함유 가스와 접촉되어 혼합된다.The injection type oxygen-containing gas introduction method of the first type diverges and connects a plurality of tube fluxes to a gas mixing zone formed between two aqueous medium retention means, for example, between a tray and another tray, and at each of its front ends. One or more orifices are provided. The tip in the tube is distributed evenly on the tray so as not to interfere with the operation of the tray and the orifice portion is immersed in a depth of 1 to 10 cm in the layer of aqueous medium staying on the tray. Each orifice is installed to meet the same level surface. As a whole, there is a high difference of about 0.1 to 3 cm in the entire retention zone. Therefore, when the flow rate of the molecular oxygen-containing gas is minute, it flows through only some orifices and from the remaining orifices. There is a fear that the flow back to the branch audience. In order to avoid this, an inert gas such as nitrogen is added to the molecular oxygen-containing gas which will surpass the differential pressure of the aqueous medium of 0.1 to 3 cm, and flows from the entire orifice at any flow rate. The molecular oxygen-containing gas ejected from the orifice at the tip of the branch pipe into the aqueous medium is mixed in contact with the hydrocarbon-containing gas in the gas mixing zone in this aqueous medium.

제2의 형의 분자상 산호 함유 가스 도입 방법은 두개의 수성 매체 체류 수단 사이, 예를 들어 트레이와 다른 트레이 사이에 형성되는 가스 혼합역의 기상부에 복수개의 오리피스를 갖는 내관 및 상부에 개구부를 갖는 외관으로 되는 이중관을 거의 수평으로 삽입하여 마련한다. 분자상 산소 함유가스는 내관내로, 물은 외관내로 연속적으로 도입된다. 내관 하부에 마련된 오리피스로부터 분자상 산소 함유 가스는 외관내의 수층에 기포로 되어 분산되어 외관 상부의 개구부로부터 물과 함께 가스 혼합역으로 방출되어서 탄화수소 함유 가스와 혼합된다. 사용되는 물의 양은 분자상 산소 함유가스에 포화되는 양과 비탈 등반되는 양과의 합 이상이면 된다. 그러나, 과잉으로 사용하는 것은 무익하게 코스트를 증대시킬 뿐이므로 사용 상태의 가스 체적 1m3당 5내지 100ℓ의 물을 사용하는 것이 바람직하다, 사용되는 물은 분자상 산소 함유 가스배관으로의 역류로 인한 유기물의 오염을 피하기 위하여 유기물 할로겐 등을 실질적으로 함유하지 않는 순수내지 탈이온수를 사용하는 것이 바람직하다.The second type of molecular coral-containing gas introduction method comprises an inner tube having a plurality of orifices in the gas phase of a gas mixing zone formed between two aqueous medium retention means, for example, between a tray and another tray, and an opening at the top. The double pipe which becomes an external appearance which has an external appearance is inserted and prepared substantially horizontally. Molecular oxygen-containing gas is continuously introduced into the inner tube and water is introduced into the outer tube. From the orifice provided in the lower portion of the inner tube, the molecular oxygen-containing gas is bubbled into the aqueous layer in the outer shell, and is discharged into the gas mixing zone together with water from the opening in the upper portion of the outer shell to be mixed with the hydrocarbon-containing gas. The amount of water used may be at least the sum of the amount saturated in the molecular oxygen-containing gas and the amount climbed. However, it is it is only to increase the It coast to futile to use excessive preferred that the gas volume of the used state using the water of 5 to 100ℓ per 1m 3, the water that is used is due to the back flow of the oxygen-containing gas pipe the molecule In order to avoid contamination of organic matter, it is preferable to use pure or deionized water substantially free of organic halogen and the like.

제3의 형의 분자상 산소 함유 가스 도입 방법은 제1의 형과 제2의 형을 복잡한 형으로, 두개의 수성 매체체류 수단 사이, 예를 들어 트레이와 다른 트레이와의 사이에 형성되는 가스 혼합역에 복수개의 오리피스를 갖는 내관 및 상부로 연통하는 복수개의 관속을 분기시켜 연결하고 각 분기관의 선단부에 각각 한개 내지 복수개의 오리피스를 마련하여서 된 외관으로 되는 이중관을 삽입하여서 마련한다. 관속의 선단부는 제1의 형의 경우와 같이 트레이의 작동을 방해하지 않도록 트레이상에 균일하게 분산 배치되면 트레이상에 체류하고 있는 수성매체 중에 잠겨 있다. 분자상 산소 함유가스는 내관내로, 물을 외관내로 연속적으로 도입된다. 내관 하부에 마련된 오리피스로부터 분자상 산소 함유 가스는 외관내의 수층에 기포로 되어 분산하고, 외관상부로 연결되어 있는 분기관을 거쳐 외관으로부터 배출되는 물과 함께 트레이상의 수성매체 중에 분출되고, 이 수성 매체 중에서 이어 가스 혼합역에서 탄화 수소 함유 가스와 접촉하여 혼합된다. 이때 외관에 공급되는 물의 양과 질은 제2의 형의 경우와 동일하고, 또한 오리피스부의 액 깊이 및 배치는 제1의 형의 경우와 동일하다.The molecular oxygen-containing gas introduction method of the third type is a complex type of the first type and the second type, and gas mixing formed between two aqueous medium retention means, for example, between a tray and another tray. An inner tube having a plurality of orifices and a plurality of tube bundles communicating with the upper part are connected to each other, and a double tube is formed by inserting one or more orifices at the distal end of each branch pipe. The distal end of the tube is immersed in the aqueous medium remaining on the tray if it is uniformly arranged on the tray so as not to disturb the operation of the tray as in the case of the first type. The molecular oxygen-containing gas is continuously introduced into the inner tube and water into the outer tube. From the orifice provided in the lower portion of the inner tube, the molecular oxygen-containing gas is bubbled into the aqueous layer in the outer shell, and is discharged into the tray-like aqueous medium together with the water discharged from the outer shell through the branch pipe connected to the outer shell. Subsequently, the mixture is brought into contact with the hydrocarbon-containing gas at the gas mixing zone. At this time, the quantity and quality of water supplied to the external appearance are the same as in the case of the second mold, and the liquid depth and arrangement of the orifice portion are the same as in the case of the first mold.

제4의 형의 분자상 산소 함유 가스 도입 방법은, 수성 매체 체류역, 예를 들어 트레이와 데미스터와의 사이에 형성되는 가스 혼합역에 분자상 산소 함유 가스 도입 수단을 마련한 것을 제외하고는 전술한 제1의 형의 방법과 동일하다.The molecular oxygen-containing gas introduction method of the fourth type is described above except that the molecular oxygen-containing gas introduction means is provided in an aqueous medium retention zone, for example, a gas mixing zone formed between the tray and the demister. It is the same as the method of the first type.

제5의 형의 분자상 산소 함유 가스 도입 방법은 수성매체 체류역, 예를 들어 트레이와 데미스터와의 사이에 형성되는 가스 혼합역에 분자상 산소 함유가스 도입 수단을 마련한 것을 제외하고는 전술한 제2의 형의 방법과 동일하다.The method of introducing the molecular oxygen-containing gas of the fifth type is described above except that the molecular oxygen-containing gas introduction means is provided in an aqueous medium retention zone, for example, a gas mixing zone formed between the tray and the demister. It is the same as the method of the second type.

제6의 형의 분자상 산소 함유 가스도입 방법은 수성 매체 체류역, 예를 들어 트레이와 데미스터와의 사이에 형성되는 가스 혼합역에 분자상 산소 함유 가스 도입 수단을 마련한 것을 제외하고는 전술한 제3의 형의 방법과 동일하다.The molecular oxygen-containing gas introduction method of the sixth type is described above except that the molecular oxygen-containing gas introduction means is provided in an aqueous medium retention zone, for example, a gas mixing zone formed between the tray and the demister. It is the same as the method of the third type.

본 발명에 의하면 가스 혼합역은 탄화 수소 함유 가스도입측이 수성 매체 체류 수단상의 수성 매체에 의하여 시일되고 또한, 탄화 수소 함유 가스(분자상 산소 함유 가스와의 가스 혼합물)배출측이 수성 매체 체류 수단상의 수성매체에 의하여 시일되든지 혹은 데미스터에 의하여 차폐되어 있으므로, 가령 어떠한 원인으로 착화에너지가 발생하였다 하드라도 그 에너지는 이들에 의하여 흡수되고, 또 국부적으로 연소범위에 들기 쉬운 부분역에 있어서 연소를 일으켰다 하드라도 상기 시일역에 있어서 화염은 차폐되므로, 화염이 가스 혼합역 외에 전파되는 일은 없다. 또한, 가스 혼합역에 도입되는 분자상 산소는 수성 매체 또는 물과 접촉한 후에 탄화 수소 함유 가스와 혼합되므로, 가령 분자상 산소 함유 가스 측의 압력이 저하되었다 하드라도 입재하는 물 때문에 분자상 산소 가스 배관측이 폭발 한계내에 들 염려는 없다. 또한, 제2, 제3, 제5 및 제6의 각형의 도입 방법에 있어서는, 분자상 산소 함유가스 유량인 때에도 질소 등의 불활성 가스의 첨가는 필요로 하지 않는다. 또한, 제1 및 제4의 형의 도입 방법에 있어서도 오리피스액 깊이의 변등을 보상하기에 충분한 만큼의 미소량의 불활성 가스를 첨가하면 충분한다.According to the present invention, in the gas mixing zone, the hydrocarbon-containing gas introduction side is sealed by an aqueous medium on the aqueous medium retention means, and the hydrocarbon-containing gas (gas mixture with molecular oxygen-containing gas) is discharged by the aqueous medium retention means. Since it is sealed by an aqueous medium or shielded by a demister, ignition energy is generated for some reason, even if it is hard, the energy is absorbed by them and burns in a region that is likely to fall within the local combustion range. The flame is shielded in the seal area even if it is hard to produce, so that the flame does not propagate outside the gas mixing area. In addition, the molecular oxygen introduced into the gas mixing zone is mixed with the hydrocarbon-containing gas after contact with an aqueous medium or water, so that the pressure on the molecular oxygen-containing gas side is lowered, for example, the molecular oxygen gas is caused by water entering even if hard. There is no fear that the piping side will fall within the explosion limits. In addition, in the introduction methods of the second, third, fifth and sixth shapes, addition of an inert gas such as nitrogen is not required even when the molecular oxygen-containing gas flow rate is used. In addition, also in the introduction methods of the first and fourth molds, it is sufficient to add a small amount of inert gas sufficient to compensate for variations in the orifice liquid depth.

다음에 본 발명에 의한 가스 혼합 방법 및 장치를 산화 에틸렌의 제조 프로세스에 사용하는 경우에 예를 들어 첨부도면을 참조하여 설명하겠다.Next, a case where the gas mixing method and apparatus according to the present invention is used in the production process of ethylene oxide will be described with reference to the accompanying drawings, for example.

제1도는 산소 산화법의 윈리를 나타내는 플로우 시이트로, 라인(1)에서 공급되는 에틸렌 및 라인(2)에서 공급되는 메탄, 에탄 등의 희석 가스는 라인(3)에서 순환되는 에틸렌 및 산소로 되는 혼합 가스와 혼합되어 라인(4)에 의하여 반응기(5)에서 접촉 기상 산화된다. 반응기(5)를 나온 산화에틸렌을 함유하는 반응 생성 가스는 냉각기(6)에서 소정의 온도로 냉각된 후 압력 2내지 40kg/㎠의 산화에틸렌 흡수탑(7)이 하부로 도입되고 탑정에서 도입되는 온도 40℃이하의 물 또는 산화에틸렌 방산탑(8)의 탑저로부터 라인(9)를 거쳐 도입되는 온도 40℃이하의 에틸렌글리코올 수용액으로 되는 흡수액과 향류 접촉되어서 산화에틸렌은 흡수된다. 흡수액은 탑저로부터 라인(10)을 거쳐 산화에틸렌 방산탑에 공급되고 여기서 가열에 의하여 산화에틸은 방산되어 탑정으로부터 정제 공정으로 이송된다. 산화에틸렌이 실질적으로 제거된 탑저액은 라인(9)로 부터 산화에틸렌 흡수탑(7)에 흡수액으로서 순환된다. 한편, 산화에틸렌 흡수탑(7)에는 라인(11)로부터 순산소가 공급되어 후술하는 방법에 의하여 미흡수 가스(미반응 에틸렌, 산소, 탄산가스, 희석 가스 등의 혼합물)과 혼합되고, 그 일부는 라인(12)로 부터 반응기(5)로 순환되고, 잔부는 탄산가스, 흡수탑(13)으로 유도되어 탄산 가스 방산탑(14)로부터 공급되는 알칼리성 흡수액, 예를 들어 탄산칼륨 수용액과 향류접촉되어 탄산가스를 흡수 제거시킨다. 그 흡수액은 탄산가스 방산탑(14)로 이송되고 여기서 탄산가스가 방산되어 탑정으로부터 제거된다. 탄산가스 흡수탑(13)의 탑정으로 부터 미흡수 가스는 라인(15)를 거쳐 라인(3)으로 이송되고 여기서 새로이 보충되는 에틸렌, 희석 가스 등과 혼합된 후 반응기(5)로 순환된다.1 is a flow sheet showing the winry of the oxygen oxidation method, in which diluent gases such as ethylene supplied from line 1 and methane and ethane supplied from line 2 are mixed with ethylene and oxygen circulated in line 3 It is mixed with gas and subjected to catalytic gas phase oxidation in reactor 5 by line 4. The reaction product gas containing ethylene oxide exiting the reactor (5) is cooled to a predetermined temperature in the cooler (6), and then the ethylene oxide absorption tower (7) having a pressure of 2 to 40 kg / cm2 is introduced downward and introduced from the tower top. Ethylene oxide is absorbed by countercurrent contact with an absorbing liquid which is an aqueous solution of ethylene glycol having a temperature of 40 ° C. or less introduced through the line 9 from the bottom of the water or the ethylene oxide dissipation tower 8 having a temperature of 40 ° C. or less. The absorbent liquid is supplied from the column bottom to the ethylene oxide dissipation tower via line 10, where ethyl oxide is dissipated by heating and transferred from the column top to the purification process. The bottom liquid from which ethylene oxide has been substantially removed is circulated from the line 9 to the ethylene oxide absorption tower 7 as an absorbent liquid. On the other hand, pure oxygen is supplied to the ethylene oxide absorption tower 7 from the line 11 and mixed with unabsorbed gas (mixture of unreacted ethylene, oxygen, carbon dioxide, diluent gas, etc.) by a method described later, and a part of Is circulated from the line 12 to the reactor 5, and the remainder is countercurrently contacted with an alkaline absorbing liquid, for example, an aqueous potassium carbonate solution, which is led to the carbon dioxide gas and the absorption tower 13 and supplied from the carbon dioxide gas dissipation tower 14. To absorb and remove carbon dioxide gas. The absorbing liquid is transferred to the carbon dioxide dissipation tower 14 where carbon dioxide gas is dissipated and removed from the column top. The unabsorbed gas from the top of the carbon dioxide gas absorption tower 13 is transferred to the line 3 via the line 15 where it is mixed with freshly replenished ethylene, diluent gas and the like and circulated to the reactor 5.

제2도는 공기 산화법의 원리를 나타내는 플로우시이트로, 라인(21)에서 공급되는 에틸렌은 라인(23)으로 부터 순환되는 에틸렌 및 공기로 되는 혼합 가스와 환합되어 라인(24)로부터 제1반응기(25a)에서 접촉기상 산화된다. 제1반응기(25a)를 나온 산화 에티렌을 함유하는 반응생성가스는 냉각기(26a)에서 소정의 온도로 냉각된 후, 압력 2내지 40kg/㎠의 제1흡수탑(27a)의 하부로 도입되고 여기서, 탑정으로부터 도입되는 온도 40℃이하의 물 또는 방산탑(28)의 탑저로부터 라인(29a)를 거쳐 도입되는 온도 40℃이하의 에틸렌글리코올 수용액으로 되는 흡수액과 향류 접촉되어서 산화에틸렌은 흡수된다. 제1흡수탑(27a)에는 라인(31)로 부터 공기가 공급되어 후술하는 방법에 의하여 미흡수가스(미반응 에틸렌, 질소, 탄소가스 등의 혼합물)과 혼합되고, 그 일부는 라인(32)를 거쳐 라인(23)으로 이송되어 새로이 보충되는 에틸렌 등과 혼합된 후 제1반응기(25b)로 순환된다. 전부는 제2반응기(25b)로 공급되어 접촉 기상 산환된다. 제2반응기(25b)를 나온 산화에틸렌을 함유하는 반응 가스는 냉각기(26b)에서 소정의 온도로 냉각된 후 제2흡수탑(27b)로 이송되어 제1흡수탑(27a)의 경우와 같은 방법으로 물 또는 라인(29b)에서 공급되는 에틸렌글리코올 수용액과 향류 접촉되어 산화에틸렌이 흡수된다. 미흡수 가스는 일부는 제2반응기로 순환되고, 나머지는 퍼제 공정(도시하지 않았음)으로 이송되는지 혹은 제3반응기(도시하지 않았음)로 이송되어 접촉기상산화에 제공된다. 제1 및 제2흡수탑(27a) 및 (27b)의 탑저액은 라인(30)으로 부터 방산탑(28)로 이송되어 여기서 가열에 의해 산화에틸레은 방산되어 탑정으로부터 정제 공정으로 이송된다.2 is a flow chart showing the principle of the air oxidation method, in which the ethylene supplied in the line 21 is combined with a mixed gas of ethylene and air circulated from the line 23 and the first reactor 25a from the line 24. Is oxidized on the contactor. The reaction product gas containing the ethylene oxide exiting the first reactor 25a is cooled to a predetermined temperature in the cooler 26a and then introduced into the lower portion of the first absorption tower 27a at a pressure of 2 to 40 kg / cm 2. Here, ethylene oxide is absorbed by countercurrent contact with an absorbent liquid which is an aqueous solution of ethylene glycol having a temperature of 40 ° C. or less introduced from the column top or a temperature of 40 ° C. or less introduced via line 29a from the bottom of the dissipation tower 28 via line 29a. . Air is supplied from the line 31 to the first absorption tower 27a and mixed with unabsorbed gas (a mixture of unreacted ethylene, nitrogen, carbon gas, etc.) by a method described below, and part of the line 32 is line 32. After passing through the line 23 is mixed with freshly replenished ethylene and the like is circulated to the first reactor (25b). All of them are supplied to the second reactor 25b and subjected to contact gas phase conversion. The reaction gas containing ethylene oxide exiting the second reactor 25b is cooled to a predetermined temperature in the cooler 26b and then transferred to the second absorption tower 27b, the same method as in the case of the first absorption tower 27a. In countercurrent contact with water or aqueous ethylene glycol solution supplied from line 29b to absorb ethylene oxide. The unabsorbed gas is partly circulated to the second reactor and the remainder is sent to a purge process (not shown) or to a third reactor (not shown) to provide for contactor phase oxidation. The column bottom liquids of the first and second absorption towers 27a and 27b are transferred from the line 30 to the dissipation tower 28 where the ethyl oxide is dissipated by heating and transferred from the tower to the purification process.

제3도 내지 제5도는 본 발명에 의한 가스 혼합 장치의 일실예를 나타내는 것으로, 산화에틸렌 흡수탑을 사용한 경우이다. 이 혼합 장치는 통상본체(40)의 상단 및 하단에 각각 경판(鏡板)(41) 및 (42)가 고착되어 밀폐되고 상부 경판(41)에는 에틸렌과 산소와의 혼합물 배출구(43), 하부경관(42)에는 흡수액 배출구(44), 본체(40)의 상부에는 흡수액 도입구(45), 본체 하부에는 산화반응생성 가스 도입구가 마련되어 있다. 본체(40)에는 최상부에 대해 데미스터(47), 그 하부에는 다수의 트레이(48)(예를 들어 30단이 발라스트트레이)가 마련되어 있다. 이리하여 트레이(48)과 다른 트레이(48)과의 사이는 가스혼합실(49)를 형성하고 있고, 이 가스 혼합실(49)에는 다수의 관속(50)을 산소 도입관(51)로 분리시켜 연결한 것이 삽입되어 부착된다. 관속의 선단부에는 한개 내지 복수개의 오리피스(52)가 마련되어 있다. 이리하여 산화에틸렌 흡수탑(7)(가스 혼합 장치)의 흡수책으로서 10중량% 농도의 에틸렌글리코올 수용액은 도입구(45)로부터 최상부의 트레이(48)에 공급되고, 에틸렌의 산화반응 생성 가스와 접촉하여 산화에틸렌을 흡수하면서 다운 가마(53)를 통과하여 순차로 하부의 트레이(48)를 거쳐 저부에 달하고 배출구(44)로부터 산화에틸렌 방산탑(8)로 이송된다. 한편, 산소 함유가스, 예를 들어 순산소는 미소량의 질소와 함께 도관(50)으로부터 도입되어 분기관(50)의 오리피스(52)에서 트레이(48)상에 체류되어 있는 흡수액(54)중에 분출하여 산화 반응 생성 가스와 혼합된다. 혼합된 가스는 데미스터(47)을 통과한 후 배출구(43)으로부터 배출된다. 또한, 제3도에 있어서(60)은 균입 라인이고 (61)은 변이다. 이 변(61)은 평상시는 닫혀 있으나 만일 어떤 원인으로 산소 도입관(51)속에 이상이 생긴 경우에는 산소 공급원을 폐지하면 배관내는 부압(負壓)으로 되고, 그 결과 흡수액은 배관내에 흡인되므로 변(61)을 연다. 그 결과 혼합실 내의 가스는 균압라인(60)으로부터 유입되므로 압력이 평행되어 액면은 다시 원상으로 복귀된다.3 to 5 show an example of the gas mixing device according to the present invention, which is a case where an ethylene oxide absorption tower is used. The mixing device is usually sealed by attaching the light plates 41 and 42 to the top and bottom of the main body 40, respectively, and the upper light plate 41 has a mixture outlet 43 of ethylene and oxygen, and a lower tube. An absorbent liquid outlet port 44 is provided at 42 with an absorbent liquid inlet port 45 at the upper part of the main body 40, and an oxidation reaction generation gas inlet port at the lower part of the main body. The main body 40 is provided with the demister 47 with respect to the uppermost part, and the several tray 48 (for example, 30 stage ballast tray) in the lower part. Thus, a gas mixing chamber 49 is formed between the tray 48 and the other tray 48, and a plurality of tube bundles 50 are separated by the oxygen introduction pipe 51 in the gas mixing chamber 49. Is connected and inserted. One or more orifices 52 are provided in the front-end | tip of a pipe | tube. Thus, an aqueous solution of 10 wt% ethylene glycol alcohol at the concentration of 10% by weight is supplied to the uppermost tray 48 from the inlet port 45 as an absorbing measure of the ethylene oxide absorption tower 7 (gas mixing device), and the ethylene oxidation reaction generating gas. While absorbing ethylene oxide through the down kiln (53) while absorbing the ethylene oxide in order to reach the bottom through the lower tray 48, it is transferred from the outlet 44 to the ethylene oxide dissipation tower (8). On the other hand, an oxygen-containing gas, such as pure oxygen, is introduced from the conduit 50 together with a small amount of nitrogen in the absorbent liquid 54 which is retained on the tray 48 at the orifice 52 of the branch pipe 50. It is ejected and mixed with the oxidation reaction product gas. The mixed gas is discharged from the discharge port 43 after passing through the demister 47. In addition, in FIG. 3, 60 is a spreading line, and 61 is a side. The side 61 is normally closed, but if an abnormality occurs in the oxygen inlet tube 51 due to some reason, the oxygen supply source becomes negative pressure when the oxygen supply source is abolished. Open (61). As a result, the gas in the mixing chamber flows in from the pressure equalizing line 60, so that the pressures are parallel and the liquid level is returned to the original state.

제6도 내지 제8도는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 것으로, 트레이(148)과 다른 트레이(148)과에 의하여 형성되는 가스 혼합실(149)내로 플라딩을 일으키지 않도록 트레이(148)의 흡수액(154)의 액면보다 상부에 복수개의 오리피스(152)를 갖는 내관(150) 및 상부에 개구부(155) 및 그의 상부에 차단판(156)을 구비한 외관(157)로 되는 이중관을 대략 수평으로 마련하여 산소 공급 수단으로 한다. 산소 함유 가스, 예를 들어 순산소는 내관(150)으로부터 도입되고 순수는 외관(157)로부터 도입된다. 산소는 내관(150)에 마련된 오리피스(152)내에서 기포가 되어 순수층을 통과하고 동시에 흡수액이 외관(157)에 들어가는 일이 없도록 마련된 차단판(156)과 외관(157)의 개구부(155)의 간극으로부터 물과 함께 유출되어 산화반응생성 가스가 혼합된다.6 through 8 illustrate another embodiment of the present invention, and the absorbent liquid of the tray 148 is prevented from causing plading into the gas mixing chamber 149 formed by the tray 148 and the other tray 148. The inner tube 150 having a plurality of orifices 152 above the liquid level of 154 and a double tube consisting of an exterior 157 having an opening 155 at the top and a blocking plate 156 thereon are approximately horizontal. It is provided as an oxygen supply means. Oxygen-containing gas, such as pure oxygen, is introduced from the inner tube 150 and pure water is introduced from the outer tube 157. Oxygen is bubbled in the orifice 152 provided in the inner tube 150 to pass through the pure layer and at the same time to prevent the absorbent from entering the exterior 157 and the opening 155 of the exterior 157. It is discharged together with water from the gap of and the oxidation reaction gas is mixed.

제9도 내지 제(11)도는 본 발명의 또 하나의 실시예를 나타내는 것으로, 트레이(248)과 다른 트레이(248)과에 의하여 형성되는 가스 혼합실(249)내로 복수개의 오리피스(252)를 갖는내관(250)및 상부에 연통되는 복수개의 관속(258)을 분기시켜 연결하고 또한 각 분기관의 선단부에 각각 한개 내지 복수개의 오리피스(259)를 마련한 외관(257)로 되는 이중관을 삽입하여서 이루어지는 것이다. 산소 함유가스, 예컨대 순산소는 내관(250)으로부터 도입되고 순수는 외관(257)로부터 도입된다. 산소는 내관(250)에 마련된 오리피스(252)내에서 기포가 되어 순수층을 통과하고 분기관(258)의 오리피스(259)로부터 순수와 함께 흡수액 중에 분출하고 산화 반응 생성 가스와 혼합된다. 제9도 및 제10도에 있어(260)은 균일 라인이다.9 through 11 illustrate another embodiment of the present invention, in which a plurality of orifices 252 are inserted into a gas mixing chamber 249 formed by a tray 248 and another tray 248. Branch pipe 250 and a plurality of pipes 258 communicated to the upper part are connected to each other, and a double pipe is formed by inserting an outer tube 257 provided with one or more orifices 259 at the distal end of each branch pipe. will be. Oxygen-containing gas, such as pure oxygen, is introduced from the inner tube 250 and pure water is introduced from the outer tube 257. Oxygen is bubbled in the orifice 252 provided in the inner tube 250, passes through the pure layer, is ejected from the orifice 259 of the branch tube 258 together with the pure water in the absorption liquid, and mixed with the oxidation reaction product gas. In Figures 9 and 10, 260 is a uniform line.

본 발명에 있어서 상기 제1내지 제3의 형의 분자상 산소 함유 가스 도입 수단(제3도 내지 제11도)의 설치 개소는 흡수탑을 이용하는 가스 혼합 장치에 있어서느 어느 트레이상이라도 좋으나 흡수 가스농도가 낮는 최상단 혹은 위로부터 5단째 까지의 트레이상이 바람직하다.In the present invention, the installation point of the molecular oxygen-containing gas introduction means (Figs. 3 to 11) of the first to third types may be any tray shape in the gas mixing device using the absorption tower. It is preferable that the tray top from the top or the 5th stage to a low density is preferable.

제12도는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 것으로 선단부에 오리피스를 갖는 다수의 분기관 350을 연결한 산소 도입관(351)을 최상단의 트레이(348)과 데미스터(347)과의 사이에 마련된 것 이외는 제3도 내지 제5도의 경우와 동일하다.12 is a view showing another embodiment of the present invention, wherein an oxygen inlet pipe 351 connecting a plurality of branch pipes 350 having an orifice at the front end thereof is provided between the uppermost tray 348 and the demister 347. Other than that is the same as the case of FIG.

제13도는 본 발명의 또 하나의 실시예를 나타내는 것으로 제8도에 나타내는 바와 같이 복수개의 오리피스를 갖는 내관(450) 및 상부에 개구부 및 그 상부에 차단판(456)을 구비한 외관(457)로 되는 이중관을 산소 공급 수단으로서 최상단의 트레이(448)과 데미스터(447)과의 사이에 마련된 것 이외는 제6 내지 제7도의 경우와 전적으로 동일하다.FIG. 13 shows yet another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, an inner tube 450 having a plurality of orifices and an outer portion 457 having an opening in the upper portion and a blocking plate 456 in the upper portion thereof. The same double tube as in the case of FIGS. 6 to 7 is provided except that the double tube is provided between the uppermost tray 448 and the demister 447 as the oxygen supply means.

제14도는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 것으로, 제11도에 나타내는 바와 같은 복수개의 오리피스를 갖는 내관(550) 및 상부에 연통되는 복수개의 관속(558)을 분기시켜서 연결하고 또한 각 분기관의 선단부에 오리피스를 마련한 외관(557)으로 되는 이중관을 산소 공급 수단으로서 최단부의 트레이(548)과 데미스터(547)과의 사이에 마련한 것 이외는 제9도 내지 제11도의 경우와 전적으로 동일하다.FIG. 14 shows another embodiment of the present invention, in which an inner tube 550 having a plurality of orifices as shown in FIG. 11 and a plurality of pipe bundles 558 communicating therewith are branched and connected to each other. Except for providing the double tube which becomes the external appearance 557 by which the orifice was provided in the front-end part as an oxygen supply means between the tray 548 of the shortest part and the demister 547, it is completely the same as the case of FIGS. 9-11.

또한, 본 발명에 있어서의 산소 함유 가스 도입관의 오리피스의 구경과 갯수는 제조 장치에 있어서 허용되는 압력손실에 의하여 결정되는 것으로, 정상 상태에 있어서 0.1 내지 3kg/㎠의 압력 손실로 되도록 설정하는 것이 바람직하다.In addition, the diameter and the number of orifices of the oxygen-containing gas introduction tube in the present invention are determined by the pressure loss allowed in the production apparatus, and it is set so that the pressure loss is 0.1 to 3 kg / cm 2 in the steady state. desirable.

Claims (1)

탄화수소 함유 가스류 유입측을 수성매체로 시일하여 적어도 1개의 상기 가스류가 통과 가능한 수성 매체시일역을 마련하고, 상기 가스류 배출측에 적어도 1개의 상기 가스류가 통과 가능한 화염 전파 차폐역을 마련함으로써 양자간에 형성되는 가스 혼합역에 분자상 산소 함유 가스류를 도입하여 탄화 수소 함유가스류와 충분히 혼합시키는 것을 특징으로 하는 탄화수소 함유 가스류와 분자상 산소함유 가스류와의 혼합 방법.Seal the hydrocarbon-containing gas stream inlet side with an aqueous medium to provide an aqueous medium seal zone through which at least one of the gas streams can pass, and provide a flame propagation shielding zone through which the at least one gas stream can pass through the gas stream outlet side. A method of mixing a hydrocarbon-containing gas and a molecular oxygen-containing gas, characterized by introducing a molecular oxygen-containing gas stream into a gas mixing zone formed therebetween to sufficiently mix with a hydrocarbon-containing gas stream.
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