环氧氯丙烷各种合成新工艺研究
环氧氯丙烷制备方法介绍

环氧氯丙烷各种合成新工艺研究环氧氯丙烷(ECH)别名表氯醇,化学名称为1-氯-2,3-环氧丙烷,是一种易挥发、不稳定的无色油状液体,有与氯仿、醚相似的刺激性气味,有毒性和麻醉性,微溶于水,易溶于酒精、乙醚、苯等有机溶剂,可与多种有机液体形成共沸物。
环氧氯丙烷是一种重要的有机化工原料和精细化工产品,用途十分广泛。
以它为原料制得的环氧树脂具有粘结性强,耐化学介质腐蚀、收缩率低、化学稳定性好、抗冲击强度高以及介电性能优异等特点,在涂料、胶粘剂、增强材料、浇铸材料和电子层压制品等行业具有广泛的应用。
进入21世纪后环氧树脂的应用领域不断扩大,产量迅猛提高,我国目前是全球环氧树脂最大生产基地,对环氧氯丙烷的需求将愈来愈大。
1目前环氧氯丙烷主要生产工艺环氧氯丙烷的生产始于上世纪30年代。
1945年,壳牌化学公司开始丙烯高温氯化法(或称烯丙基氯化物法、氯丙烯法)的工业化生产。
1955年,陶氏化学公司成为世界上第2家用丙烯高温氯化法生产ECH的生产商。
1985年,日本昭和电工公司开始采用醋酸丙烯酯法(或称烯丙醇法)生产ECH,同年实现该法的工业化。
目前,工业上环氧氯丙烷的生产方法主要有丙烯高温氯化法和醋酸丙烯酯法2种。
1.1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。
目前,世界上90%以上的环氧氯丙烷采用该方法生产,主要原料是丙烯、氯气和石灰。
其工艺过程主要包括:丙烯高温氯化制氯丙烯;氯丙烯次氯酸化合成二氯丙醇(DCH);二氯丙醇皂化合成环氧氯丙烷3个反应单元。
丙烯高温氯化法已达到生产装置大型化、生产工艺连续化和操作自动化。
其特点是生产过程灵活,工艺成熟,操作稳定。
除了生产环氧氯丙烷外,还可生产甘油、氯丙烯等重要的有机合成中间体,副产D—D 混剂(1, 3一二氯丙烯和1, 2一,二氯丙烷) 也是合成农药的重要中间体。
同时,副产物质量分数为32 %的盐酸水溶液可气化脱吸生产H C 1气体循环使用,降低氯气的消耗。
环氧氯丙烷的合成简介

2.3 甘油法
(1)甘油氯化制二氯丙醇
Cl
HO
OH + HCl CH3COOH
OH
Cl
(2)二氯丙醇皂化生成环氧氯丙烷
Cl
OH
Cl
+ NaOH
+
O
Cl
Cl
OH
OH
Cl +
+ H2O
Cl
OH
Cl + NaCl + H2O
12
2.3.1 甘油法——工艺流程简图
氯化氢 甘油
醋酸 催化剂
氯
化 反 应
丙烯回收
吸收处理 副产盐酸
丙烯
氯化 反应器
分 离
脱 轻
脱 重
氯丙稀
塔
塔
塔
氯气
反次 应氯 器酸
混 合 器
皂 化 塔
脱 轻 塔
脱 重 塔
成 品 塔
水 氢氧化钙 废水
7
2.2 醋酸丙烯酯法Fra bibliotek(1)丙烯氧化反应合成醋酸丙烯酯
Pd
+ 1/2O2 +CH3COOH
O CH3C O
+ H2O
(2)醋酸丙烯酯水解反应制烯丙醇
O
CH3C O
+ H2O
HO
+ CH3COOH
20世纪80年代,原苏联科学院与日本昭和电工均开发了此法,原苏 联采用先氯化后水解工艺,而昭和电工则采用先水解后氯化工艺。
8
2.2 醋酸丙烯酯法
(3)烯丙醇氯化反应合成二氯丙醇
HO
+ Cl2
(4)二氯丙醇皂化生成环氧氯丙烷
Cl
OH + Ca(OH)2
环氧氯丙烷的合成简介

益海(连云港 )
蓝星新材料
5.0
3.0
甘油法
丙烯法
四、国内ECH的消费情况
国内ECH主要用于生产环氧树脂、合成甘油、氯醇橡胶以 及缩水甘油醚等,其中环氧树脂的消费量约占总消费量的 90%, 氯醇橡胶约占 2%,其他如溶剂、稳定剂、表面活性剂以及水
处理剂等约占 8%。由于国内市场消费领域单一,导致下游环
严重过剩的状态,开工率将下降至 5 成以下 。
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能耗
废水(t/tECH) 成本(万元)
高
40~50 0.9~1.0
较低
20~30 1.0~1.1
30~40%丙烯法
3~7 0.7~0.8
16
三、全球ECH的生产情况
近年来,全球ECH产能增长迅速,2002 年全球产能约 122万 t/a,2011 年产能上升为 206.4万 t/a,到 2012 年达到 248.4 万t/a, 新增产能 42 万t,其中 10 万t的来自于苏威集团新建于泰国的甘
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四、国内ECH的生产情况
国内ECH的生产始于 20 世纪 60 年代,经历了 50 多年的发 展历程。2005 年以前,ECH的生产商只有 3 家(齐鲁石化 3.2 万t/a ,天津渤天化工 2.4 万t/a 和巴陵石化 3.5 万t/a ),总产能
仅 9.1 万t/a。受巨大的市场缺口和高额利润空间因素的推动,
缺点
需要高温,副产物多,原材 料转化率低,设备腐蚀严重, 能耗高,污水量大。
醋酸丙烯酯法
采用乙酰氯化技术,收率高,反应步骤多,系统存在醋酸, 产品纯度高,丙烯消耗少, 需用不锈钢设备,催化剂昂 避免了高温氯化反应。 贵且不能再生。 工艺流程短,成本投资低, 操作条件温和,废产物处理 成本低。 经验缺乏,工业甘油价格高, 仅能使用副产甘油作为原料。
齐鲁石化公司环氧氯丙烷新技术应用通过技术鉴定

济效 益 和社 会 效益 。
本生产技术 18 9 8年建成投产。该装 置蒸汽
消耗偏高、 废水 C D排放量超标 、 品收率 O 产 偏低。齐鲁石化氯碱厂在消化吸收国外技术
高效规整填料精馏塔技管理经验 , 对环
氧氯丙烷装置的环化塔及内部构件进行了改 造, 增加了一套真空系统 、 一套钛螺旋式板式 换热器和一套离心泵系统 , 用管式反应器替
处理能力提高 2 % 一 0 目前该成果 已在 0 3 %,
石油 化工 、 炼油 、 分 以及精 细化 学 品的分 离 空
侨 友化 工 有 限公 司 在 太 谷 的 l 6万 ta / 粗 苯 、O万 ta 酐 联 产 项 目已被 科 技部 列 l /顺
大 连化 物 所 与 辽 化 公 司 联 合 开发 的 16 , 一己二醇 工业 试验装置 开车成功
由中科 院大 连 化物所 与辽 阳石化 公 司联 合 开发 , 拥有 自主 知 识 产 权 的 中压 1 6一己 ,
和纯化等领域得到广泛应用。 目前 , 内外 国
维普资讯
l ・ 国内外石油化工快报 6
代 了原 先 的 预 反 应 器 。 此 项 改 造 分 两 次 进 行, 均实现 了一 次开 车成 功 。
采用新 技术 改 造后 的齐 鲁 环氧 氯丙 烷装
二酸二甲酯加氢制 16 己二醇工业化放大 ,一
试验 装置 在辽 阳石 化 公 司 开 车 成 功 , 产 的 生 16一己二醇 产 品 成 本 大 幅 降 低 。该 装 置 的 , 开 车成功 , 志 着 由 1 6一己 二 酸 二 甲酯 加 标 , 氢制 备 16一己 二 醇 的 技 术 及 其 催 化 剂 , , 在 工业应 用 方面取 得 了重 大 突破 。 16一己 二 醇 主要 用 于 生 产 高 品质 、 , 无
环氧氯丙烷制备方法介绍

环氧氯丙烷制备方法介绍1.传统的氯化丙烯法制备环氧氯丙烷传统的制备方法是使用氯化丙烯作为原料。
具体的反应步骤如下:首先,将氯化铁或氯化铝等作为催化剂加入到反应器中,然后向反应器中通入氯气,产生氯活化铁或氯活化铝。
然后,将对氯丙烯和环氧乙烷按照一定的配比加入到反应器中。
在催化剂的作用下,对氯丙烯与环氧乙烷发生加成反应,生成环氧氯丙烷。
最后,经过一系列的工艺操作(如蒸馏、中和、光碱净化等)对反应产物进行处理,得到纯度较高的环氧氯丙烷。
2.新型方法-氯醇法传统的氯化丙烯制备环氧氯丙烷的方法存在一些问题,如副反应产物多、废水处理难等。
为了解决这些问题,研究者提出了新的氯醇法。
具体操作如下:首先,2,3-二氯-1-丙醇与氢氧化钠反应生成钠2,3-二氯-1-丙醇,再与石碱反应生成环氧氯丙醇。
然后,环氧氯丙醇与乙焦氨哌酮反应生成5-(2,3-二氯丙氧)哌酮。
最后,5-(2,3-二氯丙氧)哌酮与氢化钠反应生成环氧氯丙烷。
这种方法与传统的氯化丙烯法相比,具有反应条件温和、副反应少、废水处理相对简单等优点。
3.生物法制备环氧氯丙烷随着环保意识的增强,生物法制备环氧氯丙烷成为研究的热点之一具体操作如下:首先,在适当的条件下,利用微生物(如细菌、真菌等)酶的作用,对丙烯进行氧化反应,将其转化为环氧氯丙醇。
然后,将环氧氯丙醇与氯化汞反应,生成环氧氯丙烷。
最后,通过一系列的工艺操作对反应产物进行提纯,得到纯度较高的环氧氯丙烷。
生物法制备环氧氯丙烷具有资源利用高效、环境友好等优势,但目前该技术仍处于实验室研究阶段,尚未实现大规模产业化。
综上所述,环氧氯丙烷的制备方法包括传统的氯化丙烯法、新型的氯醇法以及生物法。
随着科技的不断进步和环保意识的提高,可预见将会有更多的制备方法出现并得到应用。
环氧氯丙烷技术现状与进展

环氧氯丙烷技术现状与进展环氧氯丙烷(ECH)别名表氯醇,是一种有机化工和精细化工原料,主要用于生产环氧树脂、合成甘油、氯醇橡胶、缩水甘油醚等,此外可用于合成硝化甘油**、玻璃钢、电绝缘品、表面活性剂、医药、农药、涂料、胶料、离子交换树脂以及增塑剂等,用途广泛。
未来几年,亚洲地区将是ECH消费增长及产能增加最显著地区。
甘油法工艺将是ECH生产一个新的发展热点。
1技术现状与进展目前,ECH的工业生产方法主要有丙烯高温氯化法(氯丙烯法)和醋酸丙烯酯法两种,前者是工业生产的经典方法,占全球ECH总产能约90%以上,而后者仅为少数几家企业所采用。
丙烯高温氯化法由Shell公司于1948年首次开发成功并应用于工业生产。
其工艺过程主要包括丙烯高温氯化制氯丙烯、氯丙烯次氯酸化合成二氯丙醇、二氯丙醇皂化合成ECH 3个反应单元。
丙烯高温氯化法的特点是生产过程灵活,工艺成熟,操作稳定,除了生产ECH 外,还可生产甘油、氯丙烯等重要的有机合成中间体,副产D-D混剂(1,3--'氯丙烯和1,2—二氯丙烷)也是合成农药的重要中间体。
缺点是原料氯气引起的设备腐蚀严重,对丙烯纯度和反应器的材质要求高,能耗大,氯耗量高,副产物多,产品收率低。
治理三废的投资占总投资的15%-20%,使得ECH生产成本较高。
醋酸丙烯酯法由前苏联科学院和日本昭和电工公司于20世纪80年代分别开发成功。
日本昭和电工工艺主要包括醋酸丙烯酯水解制烯丙醇、合成二氯丙醇、经皂化生成ECH 3个反应单元。
与传统的丙烯高温氯化法相比较,醋酸丙烯酯法的特点是反应条件温和,易于控制,物耗、能耗、副产物、废水量都有所下降,主要缺点是工艺流程长,催化剂寿命短,投资费用相对较高。
1.1传统生产技术的改进针对丙烯高温氯化法传统生产工艺不足,许多生产厂商作了改进,主要是:(1)改进装置设计。
改造丙烯高温氯化反应器,采用多点进料,强化反应器的操作控制。
氯丙醇最终质量浓度可由传统工艺的3.5%提高到6%以上,装置废水量可下降近40%,副产物量减少50%以上;(2)用固体CaCO3代替CaCO3乳液中和二氯丙醇水溶液中的盐酸(1.2%),降低成本;(3)环化反应由采用Ca(OH)2改为CaO,回收热量降低能耗;(4)环化塔由常压改为减压操作,可节省50%的蒸汽消耗;(5)改进二氯丙醇的合成方法:采用叔丁基次氯酸盐法合成二氯丙醇,以降低物耗和能耗;(6)对生产过程中的中间产品和副产品进行综合利用,以降低总生产成本。
环氧氯丙烷生产的工艺过程模拟研究

环氧氯丙烷生产的工艺过程模拟研究发表时间:2019-08-15T14:46:26.223Z 来源:《工程管理前沿》2019年第9期作者:吕洪彬[导读] 由ECH和醇在催化剂作用下进行缩合反应,然后再用氢氧化钠脱氯化氢可以制得缩水甘油醚类产品,主要用作环氧树脂的反应性稀释剂,可以改善环氧树脂的加工性能。
河北润忆安全技术服务有限公司河北邯郸 056002,摘要:环氧氯丙烷(ECH)又名表氯醇,化学名称为1-氯-2,3-环氧丙烷,分子式C3H5OCl,分子量92.85,是一种易挥发、不稳定的无色液体,密度1.1806 g/cm3,沸点115.2 ℃,凝固点-57.2 ℃,折射率(nd20)1.4382,闪点(开杯)40.6 ℃,自燃点415 ℃,微溶于水,20 ℃时水中的溶解度为6.6 %(质量分数),在88 ℃时与水共沸,所含水的质量分数为28 %,由于分子结构中具有不对称C原子,一般以含有等量左旋和右旋结构的外消旋混合物形式存在,是一种重要的有机化工原料和精细化工耗氯产品 .关键词:环氧丙烷工艺设计工艺流程ECH是一种重要的有机化工原料和精细化工产品,用途十分广泛。
以ECH为原料制得的环氧树脂具有粘结性强、耐化学介质腐蚀、收缩率低、化学稳定性好、抗冲击强度高以及介电性能优异等特点,在涂料、胶黏剂、增强材料、浇铸材料和电子层压制品等行业具有广泛的应用。
由ECH水解制得的合成甘油广泛应用于醇酸树脂、医药、烟草、食品以及炸药等工业中。
由ECH和醇在催化剂作用下进行缩合反应,然后再用氢氧化钠脱氯化氢可以制得缩水甘油醚类产品,主要用作环氧树脂的反应性稀释剂,可以改善环氧树脂的加工性能。
1甘油法生产ECH比利时索尔维(Solvay)公司开发了由甘油生产ECH的Epicerol工艺,该工艺借助于专有的催化剂,通过甘油与氯化氢反应,用一步法制取中间体二氯丙醇,不需使用毒性较大的氯气。
此外,该工艺产生极少量的氯化副产物,大大减少了水的消耗及废水的处理。
甘油合成环氧氯丙烷的工艺研究的开题报告

甘油合成环氧氯丙烷的工艺研究的开题报告
一、选题背景及意义
甘油是一种重要的有机化工原料,具有广泛的用途。
目前,在生物燃料、制药、食品、化妆品等领域中,甘油的需求量不断增加。
甘油的生产方式很多,目前主流的方法包括碱解法、酸水解法、发酵法等。
本研究主要着重于研究甘油的合成工艺,探究环氧氯丙烷合成甘油的方法。
环氧氯丙烷是一种常用的化学试剂,具有活泼的化学反应性能,可用于制备多种化合物。
在甘油的制备过程中,使用环氧氯丙烷可以提高反应的选择性和产率,使得甘油的生产具有更优异的性能。
二、研究目标
本研究的主要目标是探究环氧氯丙烷合成甘油的合理工艺,在反应条件、催化剂选择以及反应机理等方面开展深入研究,以提高甘油的产率和纯度。
三、研究内容
1. 环氧氯丙烷合成甘油的反应机理研究;
2. 确定最佳反应条件,研究反应的温度、时间、催化剂种类以及摩尔比等因素对反应的影响;
3. 建立反应的数学模型和优化方法,优化反应流程,提高产率;
4. 对反应过程中产物甘油的纯化与分离进行研究。
四、研究方法
1. 采用化学实验室中的一般实验方法,制备并表征各种合成产物;
2. 采用红外光谱(IR)、核磁共振(NMR)等手段,对产物进行表征;
3. 采用常规分离与纯化方法,如结晶、萃取等分离、提纯产物。
五、预期成果
1. 成功制备并表征出环氧氯丙烷合成甘油的产物;
2. 确定最优反应条件,实现产物甘油的高产、高纯;
3. 建立反应的数学模型和优化方法,优化反应流程,提高产率;
4. 提供环氧氯丙烷合成甘油的工艺技术支持,为甘油生产提供更优异的技术方案。
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环氧氯丙烷各种合成新工艺研究
环氧氯丙烷(ECH)别名表氯醇,化学名称为1-氯-2,3-环氧丙烷,是一种易挥发、不稳定的无色油状液体,有与氯仿、醚相似的刺激性气味,有毒性和麻醉性,微溶于水,易溶于酒精、乙醚、苯等有机溶剂,可与多种有机液体形成共沸物。
环氧氯丙烷是一种重要的有机化工原料和精细化工产品,用途十分广泛。
以它为原料制得的环氧树脂具有粘结性强,耐化学介质腐蚀、收缩率低、化学稳定性好、抗冲击强度高以及介电性能优异等特点,在涂料、胶粘剂、增强材料、浇铸材料和电子层压制品等行业具有广泛的应用。
进入21世纪后环氧树脂的应用领域不断扩大,产量迅猛提高,我国目前是全球环氧树脂最大生产基地,对环氧氯丙烷的需求将愈来愈大。
1目前环氧氯丙烷主要生产工艺
环氧氯丙烷的生产始于上世纪30年代。
1945年,壳牌化学公司开始丙烯高温氯化法(或称烯丙基氯化物法、氯丙烯法)的工业化生产。
1955年,陶氏化学公司成为世界上第2家用丙烯高温氯化法生产ECH的生产商。
1985年,日本昭和电工公司开始采用醋酸丙烯酯法(或称烯丙醇法)生产ECH,同年实现该法的工业化。
目前,工业上环氧氯丙烷的生产方法主要有丙烯高温氯化法和醋酸丙烯酯法2种。
1.1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。
目前,世界上90%以上的环氧氯丙烷采用该方法生产,主要原料是丙烯、氯气和石灰。
其工艺过程主要包括:丙烯高温氯化制氯丙烯;氯丙烯次氯酸化合成二氯丙醇(DCH);二氯丙醇皂化合成环氧氯丙烷3个反应单元。
丙烯高温氯化法的特点是生产过程灵活,工艺成熟,操作稳定;除了生产环氧氯丙烷外,还可生产甘油、氯丙烯等重要的有机合成中间体;副产DO混剂(1,3-二氯丙烯和1,2-二氯丙烷)也是合成农药的重要中间体。
缺点是原料氯气引起的设备腐蚀严重,对丙烯纯度和反应器的材质要求高,能耗大,氯耗高,副产物多,产品收率低;生产过程产生大量的含氯化钙和有机氯化物的废水,处理费用高,清焦周期短。
1.2醋酸丙烯酯法
利用醋酸丙烯酯为原料生产环氧氯丙烷的生产工艺由前苏联科学院以及日本昭和电工公司于20世纪80年代分别开发成功。
前苏联科学院采用先氯化后水解的生产工艺;日本昭和电工公司则采用先水解后氯化的生产工艺,主要原料是丙烯、氧气和醋酸。
日本昭和电工公司的工艺过程主要包括以下4个反应单元:丙烯气相催化氧乙酰化制醋酸丙烯酯;醋酸丙烯酯水解制烯丙基醇;烯丙基醇与氯加成合成二氯丙醇;二氯丙醇用石灰皂化生成环氧氯丙烷。
与传统的丙烯高温氯化法相比较,醋酸丙烯酯法的特点是反应条件温和,易于控制,避免了高温氯化反应,不结焦、操作稳定,减少了丙烯、氢氧化钙和氯气的用量以及反应副产物和含氯化钙废水的排放量;开发了丙烯醇的氯化加成反应系统,成功地将氧引入环氧化物中。
首次实现了由氧氧化代替氯氧化的技术,减少了醚化副反应,提高了产品收率,使原料消耗明显降低,成本较低;工艺过程无副产物盐酸产生;可以较容易地获得高纯度烯丙醇。
主要缺点是工艺流程长,催化剂寿命短,需用不锈钢材料防醋酸腐蚀,投资费用较高。
2新工艺-甘油法
由甘油制环氧氯丙烷最早于1854年由Berthelot在用盐酸处理粗甘油,然后用碱液水解时首先发现的,数年后,Reboul提出这一物质可由二氯丙醇与氢氧化钠经水解反应直接得到。
近年来由于原油价格飞涨,各国大力发展生物柴油产业,随之副产大量生物甘油(占生物柴油量的1/10),造成甘油市场过剩,价格大跌;而另一方面全球环氧氯丙烷十分紧缺,在这种背景下,甘油法制环氧氯丙烷获得了新生。
随着2006年陶氏化学、苏威几乎同时宣布建设甘油法环氧氯丙烷大型生产装置(我国江苏扬农化工也在很短的时间内建成装置并迅速投产),一个全球性的环氧氯丙烷投产高潮已经形成,甘油法将成为这一高潮的主角。
其实,我国在40多年前就研究这一技术,1965年,广州助剂厂率先采用甘油法生产环氧氯丙烷,上海树脂厂也使用这一工艺多年。
当时,由于我国生产条件限制,其生产是由2
个生产厂分步完成的。
先由电化厂由甘油生产二氯丙醇,然后由环氧树脂厂将二氯丙醇生产环氧氯丙烷,再后由环氧树脂厂直接利用环氧氯丙烷生产环氧树脂。
当时由于甘油紧张,甘油法消耗较高,其工艺逐步淡出人们视野。
但我国对这一技术的研究并没有完全中断,目前,上海和张家港的2家试剂厂正运行着试剂级甘油法装置,质量优于目前的工业级装置,虽然放大到万吨以上还需做工作,但总体上是掌握了这一技术。
江苏工业学,院也成功开发了甘油法工艺,并经过间歇式放大生产,已申请专利。
甘油法生产环氧氯丙烷主要分为2个反应单元进行,即氢氯化反应和环化反应。
2.1氢氯化反应
氢氯化反应是将甘油在催化剂无水乙酸(其他有机酸及其衍生物或有机腈)与助剂存在下,于90-120℃通入干燥过的氯化氢气体,使之生成二氯丙醇,该反应是可逆反应,如果使反应物之一过量或使生成物中的水从平衡混合物中移去,都可以使反应向有利于生成二氯丙醇的方向进行。
副产物是一氯丙二醇、甘油的低聚物和有机酸甘油脂。
2.2环化反应
环化反应是将二氯丙醇在碱液的作用下,脱去一分子氯化氢,环化生成环氧氯丙烷。
一般用氢氧化钙配制成适宜浓度的碱液来环化,也可以用氢氧化钠。
为了使二氯丙醇环化完全,其与碱的配料比必须保持碱适当过量,以确保反应生成的HCl能完全被中和且反应环境为碱性,但若碱过量太多,将促进水解反应的进行,而且造成碱的浪费。
n[Ca(OH)2]/n(DCH+HCl)比值的大小,直接影响着ECH的收率。
最新研究用固体超强碱做环化剂具有更强的环化能力。
副反应主要是环氧氯丙烷在碱性条件下水解生成甘油。
2.3工艺流程简述
流程简图见图(略)。
氯化氢由三氯化磷和盐酸反应经干燥制得,副产物亚磷酸可以出售。
比较经济的方法是利用生产氯化有机物时产生的副产物氯化氢。
然后是甘油和干燥的HCl气体在催化剂有机酸或有机腈和助剂的存在下,在90-120℃范围内于负压下反应,生成二氯丙醇(二氯丙醇有2种异构体,即2,3-二氯-1-丙醇和1,3-二氯-2-丙醇,其中1,3-二氯-2-丙醇占二氯丙醇总质量的80%以上,2种异构体环化后的产物都是环氧氯丙烷)。
反应器气相分离出盐酸气去吸收塔,还可以回收一部分醋酸,气液分离器的液相为二氯丙醇和甘油的共沸物。
该共沸物与反应液共同进入分离塔分离出二氯丙醇,副产物和未反应甘油返回反应器。
其次是二氯丙醇与20%石灰乳溶液(生石灰加水消化,经熟化,分离后得到)混合后进入反应精馏塔,生成的环氧氯丙烷从沸腾状态的反应液中以和水共沸组成的形式从塔顶馏出,得到粗的环氧氯丙烷。
然后粗环氧氯丙烷进入精馏塔,分离出轻重组分后得到99.9%的环氧氯丙烷成品。
精馏塔产生的少量残液进入废油焚烧装置。
塔釜废液送脱氯化钙塔,用水蒸气进行直接蒸馏,在塔底浓缩回收氯化钙。
3主要技术经济指标比较
表1为生产环氧氯丙烷的主要技术指标。
表1为生产环氧氯丙烷的主要技术指标
由表1可以看出,甘油法生产环氧氯丙烷新工艺具有如下优点:(1)工艺流程短,反应器部分不需在高温状态下运行,也不需要使用特殊设备,与传统的丙烯高温氯化法相比,投资少。
(2)甘油法的甘油消耗约为1.2t/t,氯化氢的单耗为1.5t/t,无需昂贵的催化剂,与丙烯高温氯化法的丙烯单耗0.66t/t,氯气单耗2.1t/t相比,生产成本也比较低。
(3)甘油法副产物少,废物处理成本低,废水排放量仅为丙烯法的1/8,污染大大降低,对环境友好。
(4)整个生产过程中不需要消耗氯气和次氯酸,无高温高压,操作条件比较温和、安全可靠。
(5)甘油法不消耗丙烯,可摆脱丙烯紧缺的制约,原料资源丰富、价格便宜,还可以再生,易形成循环经济。
4结语
环氧氯丙烷是重要的有机化工产品,用途广、市场需求量大。
当前,氯丙烯法和醋酸烯丙酯法是环氧氯丙烷的主要工业生产方法,但二者存在设备腐蚀较严重、生产能耗大、“三废”排放量较多、污染问题难以解决,并且“三废”治理费用高。
而目前正在重新兴起的甘油法工艺在成本方面和环保方面具有较大优势,面临着绝好机遇,则可能成为主要技术方向。
利用生物柴油副产物甘油为原料生产环氧氯丙烷既能减少对石油的依赖,又能促进生物质能源产业的顺利发展,具有重大的经济和社会价值。