环氧丙烷生产工艺及对比概要
环氧丙烷市场和生产工艺

环氧丙烷市场和生产工艺环氧丙烷是一种重要的化工原料,广泛应用于合成树脂、聚合物、表面活性剂、表面涂料等领域。
本文将对环氧丙烷市场和生产工艺进行介绍。
一、环氧丙烷市场概况环氧丙烷作为一种重要的化学原料,其市场需求量非常大。
根据市场研究报告显示,环氧丙烷的应用范围非常广泛,主要应用于合成树脂、聚合物、表面活性剂、表面涂料等领域。
在合成树脂领域,环氧丙烷常常被用作交联剂,能够显著提高树脂的耐热性、电气性、耐化学性能等。
在聚合物领域,环氧丙烷的主要用途是作为增韧剂,在提高聚合物的韧性、耐磨性和强度方面发挥着重要的作用。
在表面活性剂和表面涂料领域,环氧丙烷则是一种重要的交联剂和增塑剂。
与其他化学原料相比,环氧丙烷具有粘稠度低、揮发性小、反应性好等特点,使得它在这些领域得到广泛的应用。
据市场研究机构预测,未来几年环氧丙烷市场需求将会稳步增长,主要推动因素包括新材料的开发需求、科技产业的不断推进以及环保意识的提高等。
二、环氧丙烷生产工艺环氧丙烷的生产工艺主要包括环氧化剂法和直接氧化法两种。
环氧化剂法生产环氧丙烷的过程是将环氧丙烷前体丙烷加入到含有氧化剂的液体中,使其在化学反应下发生环氧化反应,生成环氧丙烷。
这种反应需要控制温度、氧化剂浓度和反应时间等因素,以保证环氧丙烷的纯度和产率。
直接氧化法生产环氧丙烷的过程是将丙烷气体与空气或纯氧气在催化剂的作用下反应,形成环氧丙烷。
这种生产方式的最大优点是操作简单,但由于反应条件难以控制,环氧丙烷的纯度和产率较低。
综合来看,环氧化剂法是目前环氧丙烷生产的主要方式之一。
随着科技的进步和工艺的改进,环氧丙烷的生产效率和纯度将会不断提高,为行业的发展提供更多的支持。
环氧丙烷生产工艺

环氧丙烷生产工艺环氧丙烷是一种重要的化工原料,被广泛用于合成树脂、乳液、涂料、胶水等产品。
本文将介绍环氧丙烷的生产工艺。
环氧丙烷的主要生产工艺是通过碱催化的环氧化反应。
具体步骤如下:首先是原料准备。
生产环氧丙烷所需要的原料主要有丙烯、过氧化氢、碱液等。
丙烯是碱催化环氧化反应的底物,过氧化氢是反应的氧化剂,碱液用来催化反应并调节反应的pH值。
接下来是反应过程。
首先,将丙烯和过氧化氢注入反应釜中,加入适量的碱液。
反应釜内有特殊的催化剂,催化剂能加速反应进程并提高产率。
在反应过程中,控制反应的温度和压力是十分关键的。
一般来说,反应温度在40-60摄氏度之间,反应压力在0.5-1.5兆帕之间。
反应时间一般较短,大约在几小时到十几小时不等。
反应完成后,得到的产物是环氧丙烷。
但是,反应中还会产生一些副产物和杂质,需要进行进一步的处理。
最常见的处理方法是蒸馏。
将反应混合物进行适当的加热,使其在不同的沸点下发生蒸发和冷凝,从而将环氧丙烷分离出来,得到纯净的产品。
生产环氧丙烷的工艺中还需要考虑的一个重要因素是安全性。
由于丙烯和过氧化氢具有较高的活性,容易引发爆炸和燃烧,因此在生产中需要严格控制操作条件和采取相应的安全措施。
例如,在反应设备上安装防爆设备,严格控制反应过程中的温度和压力。
除了上述的环氧化反应工艺外,还有其他一些工艺路线可以生产环氧丙烷。
例如,丙烯可以通过直接氧化反应转化为丙醛,然后再通过氧化裂解反应生成环氧丙烷。
或者利用丙烷进行催化裂化得到丙烯,再进行后续的环氧化反应。
这些工艺路线各有优缺点,可以根据实际需求和经济性进行选择。
总结起来,环氧丙烷的生产工艺主要是通过碱催化的环氧化反应,经过原料准备、反应过程和产物处理等步骤完成。
在实际生产中,需要严格控制操作条件和采取安全措施,同时考虑工艺的经济性和可行性。
环氧丙烷工艺技术对比

PO/TBA法 反应 方程 及 工艺 流程 简 图 (图 3) (CH ) CH+O2--- ̄(CH,) C·OOH CH CH— CH +(CH ) C·00H—}CH CHCH +(c}{3) COH
异
钛 硅 分 子 筛 催 化 工 业 双 氧 水 和 丙烯 直 接 氧化 生 成 环 氧 丙 烷 ,工 艺 简单 ,反 应 过 程 不 产 生 有 毒 有 害气 体 ,副 产 物 只有 少量 的丙 二醇 单 甲醚 和极 少 量 的 丙 二 醇 ,而 这两 种 产物 可 作 为环 氧 丙烷 高 附加 值 的衍 生 物 回收 ,反 应 中产 生 的水 可 作 为工 艺水 循 环使 用 或 经 一 般 性 处 理 后 排 放 。本 T 艺 摒弃 了 以前 工 艺 的缺 点 ,反 应 条件 温 和 ,并 集 简 易 性 和 安 全性 于一 身 ,并 且 由于 反应 自身 具 有 内在 清 洁 性 ,因 而 不 会 对 环 境产 生 污染 。另 外 ,HPPO技 术 与 其 他 制 备技 术 相 比所 需 配套 设 施少 ,不仅 缩 小 了新 建装 置 的 占 地 面积 ,而且 可大 大减 少开 支 。
第 31卷第 4期 2017年 7月
环氧丙烷的工艺流程

环氧丙烷的工艺流程
环氧丙烷是一种重要的有机化工产品,广泛应用于涂料、粘合剂、染料和树脂等领域。
下面将介绍环氧丙烷的工艺流程。
环氧丙烷的主要生产工艺是通过乙基氯和氢氧化钠反应得到丙烯醇,然后将丙烯醇进行环氧化反应得到环氧丙烷。
首先,将乙烯经过乙烯裂解装置进行裂解,裂解出的乙烯和氯气在催化剂的作用下进行氯化反应,得到乙基氯。
然后,将乙基氯和氢氧化钠在反应釜中进行反应,得到丙烯醇。
该反应为乙基氯和氢氧化钠的醇化反应。
反应后,产物经过中间处理,得到较高纯度的丙烯醇。
接下来,将丙烯醇与过氧化苯甲酰在一定温度下进行环氧化反应,得到环氧丙烷。
该反应为丙烯醇与过氧化苯甲酰的氧化反应。
反应后,产物经过过滤、脱色、蒸馏等处理步骤,得到纯度较高的环氧丙烷。
在环氧丙烷的生产过程中,需要进行反应温度、反应时间、反应压力等参数的控制。
同时,还需要对反应中的中间产物进行中间处理,以保证最终产品的纯度。
环氧丙烷的工艺流程中,还涉及到废气处理和废水处理等环保措施。
废气处理是通过收集和处理生产过程中产生的废气,将其中的有害物质净化,达到排放标准。
废水处理是指对生产过程中产生的废水进行处理,去除其中的有害物质,降低对环境的影响。
总结起来,环氧丙烷的工艺流程包括乙基氯和氢氧化钠的醇化反应和丙烯醇与过氧化苯甲酰的环氧化反应。
在生产过程中需要对反应参数进行控制,同时实施废气处理和废水处理等环保措施。
通过这些工艺步骤和控制措施,可以生产出优质的环氧丙烷产品。
中国环氧丙烷行业工艺路线及产能竞争格局分析山东有较强“定价权”

中国环氧丙烷行业工艺路线及产能竞争格局分
析山东有较强“定价权”
环氧丙烷(PO)是除聚丙烯和丙烯腈外的第三大丙烯衍生物,主要用于生产聚醚、丙二醇等,它可以制成聚氨酯泡沫,它也可以制成第四代洗涤剂非离子表面活性剂、油田破乳剂、农药乳化剂等。
环氧丙烷的衍生物广泛用于家具、家电、汽车、建筑、涂料等行业。
1、环氧丙烷工艺路线对比:氯醇法逐步退出,非氯醇法工艺以海外工艺包为主
目前,中国环氧丙烷生产工艺52%是氯醇法,但是由于氯醇法生产规模较小、污染严重,现已被相关政策进行限制,间接氧化法(共氧法)和直接氧化法工艺逐渐成为企业生产首选。
同时,中国非氯醇法工艺以海外先进企业技术为主。
环氧丙烷工艺路线对比分析
2、区域竞争情况:华东地区区域集中度高
显示,现阶段,中国环氧丙烷行业生产企业共有19家,其中华东地区有13家,其生产企业的产能占全国总产能的71%,并且该区域的山东省是国内环氧丙烷生产大省,占全国总产能的38。
3%,具有较强的“定价权”。
由此可见,中国环氧丙烷行业区域集中度较高。
中国环氧丙烷生产商产能及工艺
3、企业规划产能增多,环氧丙烷供给结构转变
目前,中国已无新增氯醇法的产能。
随着国内环保趋严,氯醇法装置的开工率走低,氧化法或成环氧丙烷行业工艺主流。
根据企业2022年后的产能规划,中国PO产能扩张规模大,拟在建产能合计为254万吨,部分规模较小的装置会因为环保压力大、盈利性差而退出,小于10万吨/年的氯醇法生产企业将在3-5年内全部退出,PO供应能力或将影响30万吨。
2022年后中国拟建PO产能统计。
环氧丙烷工业应用和生产工艺(更新至2017年)

环氧丙烷应用和生产主要工艺路线一、环氧丙烷基础性质中文别称:氧化丙烯英文名称:Propylene Oxide(简称PO)分子式:C3H6O分子量:58.08相对密度:0.859 g/cm3(20℃)熔点:-112℃沸点:34℃环氧丙烷易溶于水,是无色透明的低沸易燃液体,具有类似醚类气味。
环氧丙烷在铁、锌等碱金属存在下易引起自聚反应,所以必须用干氮或者其他惰性气体贮存在容器内加以保护,使用不锈钢洁净容器进行贮存,不适宜长距离运输。
二、环氧丙烷的应用领域环氧丙烷(PO)是一种重要的有机化工原料,是除了聚丙烯和丙烯腈之外的第三大丙烯衍生物。
环氧丙烷主要用于聚醚多元醇以及丙二醇及丙二醇醚等的生产。
聚醚多元醇(PPG)主要用于生产聚氨酯塑料,其次用作表面活性剂(如泡沫稳定性、造纸工业消泡剂和原油破乳剂等),也可用作润滑剂和专用溶剂等。
丙二醇(PG)主要用作抗冻剂、有机溶剂等,也用于生产环氧树脂、不饱和聚酯树脂等,还用于生产医药等的重要中间体。
丙二醇醚是用途广泛的低毒性有机溶剂。
全球环氧市场主要是生产聚醚多元醇,约占70%;其次是生产丙二醇。
在我国约85%的环氧丙烷用于生产聚醚多元醇,约8%用于生产丙二醇,其次是生产丙烯酸酯(2%)和醚类(2%)。
因国内聚醚多元醇的厂家主要集中在山东、上海、江苏等地区,所以这些地区也是环氧丙烷最大的消费地。
二、环氧丙烷主要生产工艺1、氯醇法,(1931实现工业化)主要反应式:⏹氯醇化反应⏹皂化反应皂化是氯醇与碱反应制取环氧化物的过程。
氯醇法制环氧丙烷的原料消耗80年代,我国引进了日本旭硝子、日本三井、美国陶氏等公司的氯醇法技术,我国的生产企业不断对氯醇法工艺装置进行改扩建,使我国环氧丙烷的产能得到了较大的突破;但氯醇法工艺每生产1t环氧丙烷大约有40~60t含氯化物的废水和2~4t的废渣产生,这种工艺生产的废水处理非常困难,污染严重。
此外,氯醇法生产过程中产生的次氯酸也对设备有很大的腐蚀,因此,不管是从经济方面,还是环境保护方面,氯醇法生产工艺都已经不适应现代社会的发展。
(完整版)环氧丙烷工业应用和生产工艺(更新至2017年)
环氧丙烷应用和生产主要工艺路线一、环氧丙烷基础性质中文别称:氧化丙烯英文名称:Propylene Oxide(简称PO)分子式:C3H6O分子量:58.08相对密度:0.859 g/cm3(20℃)熔点:-112℃沸点:34℃环氧丙烷易溶于水,是无色透明的低沸易燃液体,具有类似醚类气味。
环氧丙烷在铁、锌等碱金属存在下易引起自聚反应,所以必须用干氮或者其他惰性气体贮存在容器内加以保护,使用不锈钢洁净容器进行贮存,不适宜长距离运输。
二、环氧丙烷的应用领域环氧丙烷(PO)是一种重要的有机化工原料,是除了聚丙烯和丙烯腈之外的第三大丙烯衍生物。
环氧丙烷主要用于聚醚多元醇以及丙二醇及丙二醇醚等的生产。
聚醚多元醇(PPG)主要用于生产聚氨酯塑料,其次用作表面活性剂(如泡沫稳定性、造纸工业消泡剂和原油破乳剂等),也可用作润滑剂和专用溶剂等。
丙二醇(PG)主要用作抗冻剂、有机溶剂等,也用于生产环氧树脂、不饱和聚酯树脂等,还用于生产医药等的重要中间体。
丙二醇醚是用途广泛的低毒性有机溶剂。
全球环氧市场主要是生产聚醚多元醇,约占70%;其次是生产丙二醇。
在我国约85%的环氧丙烷用于生产聚醚多元醇,约8%用于生产丙二醇,其次是生产丙烯酸酯(2%)和醚类(2%)。
因国内聚醚多元醇的厂家主要集中在山东、上海、江苏等地区,所以这些地区也是环氧丙烷最大的消费地。
二、环氧丙烷主要生产工艺1、氯醇法,(1931实现工业化)主要反应式:⏹氯醇化反应⏹皂化反应皂化是氯醇与碱反应制取环氧化物的过程。
氯醇法制环氧丙烷的原料消耗80年代,我国引进了日本旭硝子、日本三井、美国陶氏等公司的氯醇法技术,我国的生产企业不断对氯醇法工艺装置进行改扩建,使我国环氧丙烷的产能得到了较大的突破;但氯醇法工艺每生产1t环氧丙烷大约有40~60t含氯化物的废水和2~4t的废渣产生,这种工艺生产的废水处理非常困难,污染严重。
此外,氯醇法生产过程中产生的次氯酸也对设备有很大的腐蚀,因此,不管是从经济方面,还是环境保护方面,氯醇法生产工艺都已经不适应现代社会的发展。
直接氧化法生产环氧丙烷工艺流程简述
直接氧化法生产环氧丙烷工艺流程简述下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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环氧丙烷生产方法与工艺
一.环氧丙烷的简介:环氧丙烷,又名氧化丙烯、甲基环氧乙烷,是非常重要的有机化合物原料,是仅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大丙烯类衍生物。
其结构式为:环氧丙烷在常温常压下为无色透明低沸易燃液体,具有类似醚类气味;环氧丙烷工业产品为两种旋光异构体的外消旋混合物。
凝固点-112.13℃,沸点34.24℃,相对密度(20/20℃)0.859,折射率(nD)1.3664,粘度(25℃)0.28 mPa?S。
与水部分混溶[20℃时水中溶解度40.5%(重量);水在环氧丙烷中的溶解度12.8%(重量)],与乙醇、乙醚混溶,并与二氯甲烷、戊烷、戊烯、环戊烷、环戊烯等形成二元共沸物。
有毒,对粘膜和皮肤有刺激性,可损伤眼角膜和结膜,引起呼吸系统疼痛,皮肤灼伤和肿胀,甚至组织坏死。
环氧丙烷主要用于生产聚醚多元醇、丙二醇和各类非离子表面活性剂等,其中聚醚多元醇是生产聚氨酯泡沫、保温材料、弹性体、胶粘剂和涂料等的重要原料,各类非离子型表面活性剂在石油、化工、农药、纺织、日化等行业得到广泛应用。
同时,环氧丙烷也是重要的基础化工原料。
我国环氧丙烷(PO)产业发展受技术水平、环保因素、原料供应等三方面影响,部分装置一直难以满负荷生产,2001年以后,国内PO产能、产量增幅均不是很大,而同期聚氨酯等下游消费领域需求则保持高速增长,国内供需缺口进一步拉大,见表1、表2。
表1 2005年我国PO消费结构%消费领域比例消费领域比例聚醚多元醇84.76醇醚1.87PG/DM C7.78表面活性剂等3.27碳酸丙烯酯2.33表2 2001-2005年我国PO市场供需状况统计万t/a年份产能/万t.a-1产量进口量出口量表观消费量自给率/%20 01 47.633.03.6忽略36.6 90.220 02 49.032.05.3忽略37.3 85.820 03 49.041.411.6 0.1 52.9 78.320 04 55.543.019.10.1 62.0 69.420 05 55.551.315.11.0 65.4 78.420 06E 95.569.012.1.0 80.0 85.0随着中海壳牌25万t/a装置、山东石大胜华4万t/a、天津大沽6万t/a扩建装置、山东东大3万t/a等装置的投产,截至2006年末我国PO产能已增长至95.5万t/a,同比增长72%。
年产30万吨环氧丙烷生产工艺项目工艺方案的选择
环氧丙烷是一种重要的化工原料,广泛应用于医药、涂料、胶粘剂、农药等工业领域。
对于年产30万吨环氧丙烷生产工艺项目,我们需要选择一种合适的工艺方案。
目前,环氧丙烷的制备工艺主要包括直接氧化法、环氧化法和一氯丙酮法。
下面将对这三种工艺方案进行比较和选择。
1.直接氧化法:直接氧化法是将丙烯与空气在催化剂的作用下直接反应生成环氧丙烷。
这种工艺方案具有简单、原料易得、产品纯度高等优点。
但是,由于直接氧化反应需要高温高压条件,存在催化剂寿命短、产品产率低、能源消耗大等问题。
2.环氧化法:环氧化法是将丙烯与过氧化氢在催化剂的作用下反应生成环氧丙烷。
这种工艺方案具有原料适应性好、反应条件温和等优点。
同时,环氧化法还可以通过改变催化剂和溶剂体系,实现对环氧丙烷的选择性制备。
这种工艺方案相对于直接氧化法,存在催化剂选择、工艺优化、产品分离等方面的技术难题。
3.一氯丙酮法:一氯丙酮法是将丙烯与氯气进行反应生成1-氯-2-丙酮,经水解生成环氧丙烷。
这种工艺方案具有原料易得、反应产率高、产品质量好等优点。
但是,一氯丙酮法存在安全隐患,因为氯气是有毒有害气体,需要采取相应的安全防护措施。
综合比较以上三种工艺方案,我们可以选择环氧化法作为年产30万吨环氧丙烷生产的工艺方案。
原因如下:1.环氧化法相对于直接氧化法的温和反应条件可以减少能源消耗,降低生产成本。
2.环氧化法可以通过改变催化剂和反应溶剂体系,实现对环氧丙烷的选择性制备,提高产品质量和纯度。
3.一氯丙酮法虽然反应产率高,但氯气的安全隐患和使用成本较高,不利于长期稳定生产。
4.相对于直接氧化法和一氯丙酮法,环氧化法在工艺优化、催化剂选择、产品分离等方面已有较多研究和应用经验。
在选择环氧化法工艺方案时,我们还需要根据具体的生产规模、原料供应、工艺设备等因素进一步进行技术经济分析和实验研究,以确定最佳的工艺参数和操作条件,确保生产的稳定性和经济性。
综上所述,选择环氧化法作为年产30万吨环氧丙烷生产工艺方案,具有较多的优点和应用前景。
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环氧丙烷的几种生产工艺及对比环氧丙烷,又名氧化丙烯,英文名称propylene oxide (P0)。
它是一种无色、具有醚类气味的低沸易燃液体。
工业产品为两种旋光异构体的外消旋混合物。
凝固点一112.13℃,沸点34.24℃,相对密度0.859。
与水部分混溶,与乙醇、乙醚混溶,并与二氯甲烷、戊烷、戊烯、环戊烷、环戊烯等形成二元共沸物。
有毒,对人体有刺激性。
环氧丙烷(P0)是一种重要的有机化工产品,也是丙烯系列产品中仅次于聚丙烯和丙烯睛的第三大衍生物,同时也是一种重要的基本有机化工原料。
环氧丙烷具有广泛的用途,主要用于生产聚醚多元醇(PPG)、丙二醇(PG)、丙二醇醚、异丙醇胺、轻丙基甲基纤维素醚、轻丙基纤维素醚等,也是非离子表面活性剂、油田破乳剂、农药乳化剂、溶剂、增塑剂、润滑剂、阻燃剂等的主要原料。
广泛应用于化工、轻工、医药、食品和纺织等行业。
目前生产环氧丙烷的主要工业生产工艺有氯醇法,共氧化法和直接氧化法(HPPO)。
国内只有氯醇法和共氧化法,按年产量计算氯醇法占74%,共氧化法占24%。
国内目前还没有直接氧化法的装置。
国内环氧丙烷的年产能与需求对照表单位:万吨年份2007 2008 2009 2010产能90.5 115 130 155需求 75 101110 130环氧丙烷PO 的生产工艺较多,目前国内外已工业化的主要有:氯醇化法、共氧化法和过氧化氢氧化法(简称HPPO 法),其中共氧化法又可以分为乙苯法和异丁烷法两种。
根据2007年世界PO 生产能力统计,氯醇化法占总生产能力的40.3%,共氧化法占51.5%,HPPO 法占5%。
在共氧化法中,乙苯法占世界总生产能力的24.9%,异丁烷法占26.6%。
1、直接氧化法:丙烯用双氧水直接氧化制环氧丙烷。
催化剂为TS-1,钛硅分子筛。
2、共氧化法:以异丁烷或乙苯作为氧的载体,预先制成有机过氧化物,然后与丙烯反应制环氧丙烷。
OH C CH -33)(3、 氯醇法或氯碱法:丙烯通过氯醇化过程用卤素氧化制环氧丙烷。
据估计每生产1吨PO 伴生2.1t 2l a C C ,至少43t 的废水排放。
O HC HCL O H C l l 22+→+OH CH CHC CH C CHOHCH CH O HC H C 232363l l l 22+→+O H C C PO OH C OH CH CHC CH C CHOHCH CH 2223232l a 2a l l ++→++)(【工艺比较】一、 PO 三种工艺路线比较表一:基本情况 工艺类别 原料成本亿/万tPO 废水吨/tPO 副产物/tPO 缺点氯醇法 2.10 43吨CaCl2二氯丙烷1、废水量大2、副产物廉价3、设备腐蚀严重共氧化法 2.77/4.69 约1吨叔丁醇或苯乙烯1、工艺路线长。
2、投资大。
(50-60亿)HPPO 1.1 约1吨无1、H2O2需配套从上表容易看出,直接氧化法较氯醇法,技术先进,无副产物,环境友好,而且装置投资少。
表二:优缺点比较生产方法优点缺点氯醇法历史悠久,工艺成熟设备易腐蚀工艺流程短,操作弹性大废水量大选择性好,收率高氯气消耗多生产比较安全副产二氯丙烷丙烯纯度要求不高废渣量大共氧化法废水量少废水处理困难设备无腐蚀工艺流程长副产品经济价值高原料品种多丙烯纯度要求高生产大量联产品建设投资大HPPO 三废少工业化时间短投资少工艺待完善无联产品工艺流程短二、 EO\PO直接氧化法比较1、乙烯完成氧化的速率常数是其直接氧化的2.3倍,丙烯完全氧化的速率常数是其直接氧化的25倍;2、乙烯完全氧化的活化能高于其直接氧化的活化能,丙烯完全氧化的活化能却低于其直接氧化的活化能。
因此,PO直接氧化法的工业开发较EO直接氧化法,技术难度大很多。
【集成技术】由于高浓度的H2O2无法长距离运输,必须现场配套提供。
资料显示的一种方法为乙基蒽醌(或叔丁基蒽醌与乙基蒽醌的混合物)(QH2)与分子氧、丙烯在TS-1催化作用下,集成反应生成环氧丙烷,Q通过加氢还原完成反应循环。
QH2 +O2 → Q + H2O2H2O2 +CH3CH=CH2 →PO+ H20Q + H2 → QH2集成工艺的环氧丙烷收率为78%。
(1)氯醇法氯醇法生产历史悠久,工业化已有60多年,以美国陶氏化学(DowChemical)公司的氯醇法为代表。
氯醇法的主要工艺过程为丙烯氯醇化、石灰乳皂化和产品精制,其特点是生产工艺成熟、操作负荷弹性大、选择性好,对原料丙烯的纯度要求不高,从而可提高生产的安全性,建设投资少。
由于固定资产投入少,产品成本较低,其产品具有较强的成本竞争力。
目前世界环氧丙烷约40%的产能为氯醇法。
氯醇法的缺点是水资源消耗大,产生大量废水和废渣,每生产1t环氧丙烷产生40~50t含氯化物的皂化废水和2t以上的废渣,该废水具有温度高、pH值高、氯根含量高、COD含量高和悬浮物含量高的“五高”特点,难以处理。
同时,氯醇法还消耗大量高能耗的氯气和石灰原料,而氯和钙在废水和废渣中排放掉,生产过程中产生的次氯酸对设备的腐蚀也比较严重。
中国环氧丙烷生产始于20世纪60年代,采用自行开发的氯醇法工艺路线。
20世纪80年代末和90年代初,中国先后引进了日本旭硝子公司、三井东压公司、昭和电工公司和美国陶氏公司氯醇法技术,锦化化工、山东滨化、中石化上海高桥石化、天津大沽化工等企业环氧丙烷装置建成投产后取得了较好的经济效益,生产水平得到较大提高。
目前,除中海壳牌25万t/a环氧丙烷装置采用共氧化法外,国内现有80%的环氧丙烷产能使用氯醇法。
(2)共氧化法共氧化法又称哈康法,包括异丁烷共氧化法和乙苯共氧化法2种,分别由异丁烷或乙苯与丙烯进行共氧化反应,生成叔丁醇或苯乙烯,同时联产环氧丙烷。
共氧化法由美国奥克兰公司开发,现为美国莱昂德尔(Lyondell,也译为利安德)公司所有。
共氧化法克服了氯醇法的腐蚀大、污水多等缺点,具有产品成本低(联产品分摊成本)和环境污染较小等优点。
自1969年工业化以来,在世界范围发展迅速,目前,共氧化法环氧丙烷产能已占世界总产能的55%左右。
共氧化法的缺点是工艺流程长,原料品种多,丙烯纯度要求高,工艺操作在较高的压力下进行,设备材质多采用合金钢,设备造价高,建设投资大。
同时,环氧丙烷在共氧化法生产中,只是1个产量较少的联产品,每吨环氧丙烷要联产2.2~2.5t苯乙烯或2.3t叔丁醇,原料来源和产品销售相互制约因素较大,必须加以妥善解决,只有环氧丙烷和联产品市场需求匹配时才能显现出该工艺的优势。
此外,共氧化法产生的污水含COD也比较高,处理费用约占总投资的10%。
国内环氧丙烷生产一直采用氯醇法工艺。
2006年3月,随着中海壳牌年产25万t环氧丙烷装置投产,环氧丙烷生产格局发生一定变化。
中海壳牌项目是目前国内最大的1套环氧丙烷装置,也是唯一采用环氧丙烷/苯乙烯共氧化联产法工艺的环氧丙烷装置。
预计2009年底,Lyondell与中石化合资在镇海建设的28万t/a共氧化法环氧丙烷生产装置将建成投产。
(3)异丙苯氧化法异丙苯氧化法由日本住友(Sumitomo)化学公司开发,采用钛基催化剂的固定床反应器,以过氧化氢异丙苯(CHP)为氧化剂,CHP 使丙烯环氧化得到环氧丙烷和二甲基苄醇,后者脱水为α-甲基苯乙烯,然后再加氢生成异丙苯,异丙苯氧化成CHP后循环使用。
异丙苯氧化法实际是共氧化法的1种改进,与共氧化法的主要区别在于使用异丙苯替代了乙苯,并且异丙苯循环使用,不产生联产品。
由于该工艺无需联产苯乙烯所需的辅加设备,装置投资费用比共氧化法约低1/3,也无需使用氯气的氯醇法工艺所需的防腐设备。
2003年5月,住友化学公司投资1亿多美元,在日本千叶建成采用其独有异丙苯氧化法工艺的20万t/a环氧丙烷装置。
此外,住友与沙特阿拉伯-美国石油公司(SaudiAramco)在沙特的合资企业也将采用住友异丙苯氧化法技术建设20万t/a的环氧丙烷装置。
(4)过氧化氢直接氧化法(HPPO法)过氧化氢真接氧化法是由过氧化氢(双氧水)催化环氧化丙烯制环氧丙烷的新工艺,生产过程中只生成环氧丙烷和水,工艺流程简单,产品收率高,没有其他联产品,基本无污染,属于环境友好的清洁生产系统。
目前过氧化氢真接氧化法工艺分别由赢创工业集团(原德固萨,Degussa)与伍德(Uhde)公司、陶氏化学和巴斯夫(BASF)公司联合开发和工业化推广。
2001年,赢创工业集团和伍德公司在德国法兰克福建设了1套过氧化氢法试验性装置,测试最佳催化剂和测定临界参数,并开始对技术进行工业化设计。
2003年,赢创推出该技术的商业化工艺包。
2006年5月,韩国环氧丙烷和聚酯薄膜生产商SKC公司从赢创和伍德购买专利,开始在韩国蔚山建设世界第1套过氧化氢法环氧丙烷装置,该装置生产规模为10万t/a,2008年7月已建成投产,生产运行良好。
赢创工业集团正在与俄罗斯天然气寡头Gazprom的子公司Sibur谈判,计划在俄罗斯建设过氧化氢和环氧丙烷联合生产装置。
2001年,陶氏化学从EniChem公司购买了利用过氧化氢作为氧化剂来生产环氧丙烷的实验室技术,还包括在意大利的1套试验装置。
2003年,陶氏化学和巴斯夫开始合作开发过氧化氢法技术并将其商业化。
2006年,陶氏化学与巴斯夫公司共同宣布在比利时安特卫普合资建设30万t/a过氧化氢法环氧丙烷装置,计划于2009年初建成投产。
2008年6月,陶氏化学与泰国SiamCement集团(SCG)合资建立的SCG-DOW集团在泰国的环氧丙烷装置动工,使用陶氏与巴斯夫联合开发的过氧化氢法工艺,产能为39万t/a,该项目预计将于2011年投入运营。
陶氏化学还计划2010年在瑞士开工建设38万t/a过氧化氢法环氧丙烷项目。
中国大连化学物理研究所也从事过氧化氢法技术的研究。
2002年,大连化物所与中石化签订了中试合作合同,2005年上半年大连化物所“反应控制相转移催化丙烯氧化制环氧丙烷小试研究”通过了由中石化组织的技术鉴定。
2008年8月,大连化物所研发的双氧水直接氧化丙烯制环氧丙烷技术通过了由辽宁省科技厅组织的鉴定。
(5)氧气直接氧化法美国Lyondell公司正在开发将丙烯、氢气、氧气转化为环氧丙烷的直接氧化技术,使用1种由钯和钛的硅酸盐组成的双功能催化剂,用氢和氧产生过氧化氢后立即将丙烯转化为环氧丙烷,整个工艺过程在1台反应器内完成。
该公司在美国建有1套实验装置,以进一步将此工艺推向工业化。
目前该工艺尚处于试验阶段。
制备环氧丙烷的方法很多,如直接氧化法、共氧化法、间接氧化法、氯醇法等。
其中,以氯醇法、间接氧化法两种技术为主普遍应用于工业生产中。
采用氯醇法生产环氧丙烷的特点是流程比较短,工艺成熟,操作负荷弹性较大,选择性好,收率高,生产比较安全,对原料丙烯纯度要求不高,建设投资少.存在的最大问题是产生大量含氯化钙的废水,对设备有腐蚀,消耗相当多的氯气。