环氧氯丙烷生产技术
环氧氯丙烷(ECH),又称表氯醇或3-氯-1,2-环氧丙烷,是一种无色液体,不溶于水,有中等毒性,是一种重要的有机化工原料和石油化工的重要中间体。目前,中国已经超过美国成为世界上最大的环氧氯丙烷生产国。
环氧氯丙烷生产技术
国内外环氧氯丙烷的工业化生产方法主要有:丙烯高温氯化法、醋酸丙烯酯法、甘油法。其他方法还有氯丙烯直接环氧化法、丙烯醛法和丙酮法,其中氯丙烯直接环氧化法目前只是初步工业化,另外两种尚未实现工业化。
1丙烯高温氯化法
丙烯高温氯化法是工业上生产环氧氯丙烷的经典方法,由美国Shell公司于1948年首次开发成功并应用于工业化生产。主要原料是丙烯、氯气和石灰乳。其工艺过程主要包括原料丙烯高温下与氯气反应生成氯丙烯,氯丙烯再次氯酸化生成二氯丙醇,二氯丙醇与石灰乳环化反应生成ECH,再精制得到纯ECH。国内山东海力化工有限公司、中国石化巴陵股份公司均采用此法。该工艺特点:①工艺成熟,操作稳定;②有中间产品氯丙烯,而氯丙烯可用于农药、树脂、黏合剂、涂料等的生产,在环氧氯丙烷市场过剩时可直接销售,能很好平衡生产;③反应副产品多,原材料转化率低,消耗定额高;④设备腐蚀严重,能耗定额高,污水排放量大。此外,主要原料丙烯的价格易受原油价格的影响,导致成本上涨。
2醋酸丙烯酯法
前苏联科学院与日本昭和电工均开发了利用乙酸丙烯酯为原料生产环氧氯丙烷的生产工艺。前苏联是采用先氯化后水解工艺,昭和电工则采用先水解后氯化工艺。采用醋酸丙烯酯法制备ECH的生产厂家较少。主要原料有丙烯、氧气、醋酸、氯气和石灰。主要反应过程为丙烯与醋酸氧化反应合成醋酸丙烯酯、醋酸丙烯酯水解制丙烯醇、丙烯醇氯化制二氯丙醇以及二氯丙醇环化生成环氧氯丙烷。该法反应条件温和,避免高温氯化反应、自动化程度高、操作稳定、三废量相对少些,但其工艺复杂、流程长、催化剂寿命短、运行费用较高。
3甘油法
甘油法制备ECH主要工艺是在催化剂作用下使甘油和氯化氢反应生成二氯丙醇;然后二氯丙醇在碱性溶液(氢氧化钠或氢氧化钙)的作用下皂化得到环氧氯丙烷。反应工艺包括间歇釜式反应工艺和连续式生产的多釜串联反应工艺。其技术难点在于选择高效的催化剂,以甘油为原料制备二氯(异)丙醇选择催化剂包括路易斯酸、质子酸、含氯无机盐,三种催化剂中质子酸的催化作用较为理想。该工艺特点:①工艺流程短,投资少。②甘油法无需昂贵的催化剂,生产成本较低。③甘油法副产物少,废物处理成本低。④整个生产过程中操作条件比较温和,安全可靠。⑤甘油法不消耗丙烯,原料资源丰富。甘油法中氯醇化的反应釜和皂化反应塔是核心设备,其质量和结构直接影响最终产品质量和产量。甘油法受甘油价格影响大。
国内主要环氧氯丙烷生产企业