丙烯与异丁烷共氧化制环氧丙烷技术路线分析
环氧丙烷工艺技术概况

环氧丙烷工艺技术概况环氧丙烷工艺技术概况a)氯醇法氯醇法是传统的环氧丙烷工业生产路线,该法自20世纪30年代由美国UCC公司开发并进行工业生产以来,一直是生产环氧丙烷的主要方法。
截止到2009年6月,全球环氧丙烷的总生产能力约810万吨/年,其中氯醇法占33.58%。
氯醇法分为以石灰为皂化原料的传统氯醇法和以电解液(NaOH)为皂化原料的改良氯醇法。
1)传统氯醇法主要专利商:美国Dow Chemical、日本Asahi glass公司、Mitsui Chemicals和Showa denko 公司、意大利Enichem公司等。
主要工艺过程:丙烯、氯气和水按一定配比送入氯醇化反应器中进行反应,未反应的丙烯与反应中产生的HCl及部分的二氯丙烷等自反应器顶部排出,经冷凝除去氯化氢和有机氯化物,丙烯循环回用。
反应器底部得到氯丙醇质量分数为4~5%的盐酸溶液。
将该溶液与过量约10%的石灰乳混合后送入皂化塔中皂化,再经精馏即可得到环氧丙烷。
优点:传统氯醇法具有流程比较短,工艺成熟,操作负荷弹性大,产品选择性好、收率高,生产比较安全,对原料丙烯纯度的要求不高,投资少,无引起市场干扰的联产产品,其产品具有较强的低成本竞争力等优点。
缺点:传统氯醇法存在的最大问题是设备易于腐蚀,在生产过程中产生大量含氯污水(每吨产品约产生45~60吨废水和2.1吨氯化钙)废渣,该废水具有温度、pH值、氯根含量、COD含量和悬浮物含量“五高”的特点,处理成本高,造成严重的环境污染。
世界上大多数发展中国家和地区采用传统氯醇法技术,装置规模都比较小。
例如:俄罗斯、东欧、巴西、印度和中国。
少数发达国家的老装置也在使用该技术(如日本、德国),面临被淘汰。
2)改良氯醇法主要专利商:美国Dow Chemical和意大利Enichem公司。
主要工艺过程:改良氯醇法是用烧碱代替石灰乳,在常压或减压条件下于80~130℃与氯丙醇发生皂化反应。
该法提高了氯丙醇的转化率和环氧丙烷的收率,同时抑制了皂化副反应的发生,提高了环氧丙烷的选择性。
丙烯氧化制环氧丙烷生产工艺研究现状

丙烯氧化制环氧丙烷生产工艺研究现状丙烯氧化制环氧丙烷是一种具有重要经济意义的有机化学原料,它的应用领域涉及环境保护、农业、汽车制造、涂料、纺织品、建筑材料、日化等众多领域。
为满足不断增长的工业和农业发展对丙烯氧化制环氧丙烷需求,国家非常重视丙烯氧化制环氧丙烷生产工艺研究。
本文综述了近年来国内外丙烯氧化制环氧丙烷生产工艺研究的最新进展。
从催化剂的选择看,近年来催化剂在丙烯氧化制环氧丙烷的生产中得到了广泛的应用。
活性炭催化剂是用木炭、植物碱和碱式活性炭等原料制备的一种活性催化剂,它能有效地催化丙烯氧化的过程,使产率提高,生产效果显著。
此外,由有机硅衍生物构成的硅基催化剂在丙烯氧化过程中也发挥了重要作用。
一些研究者将活性炭和有机硅催化剂结合起来,设计出了一种新型的复合催化剂,更好地使用活性炭和有机硅的功能,提高了丙烯氧化的效率。
近年来,除了催化剂的研究外,还有研究关注改变反应条件的工艺调控。
首先,调节反应温度是影响丙烯氧化过程最重要的因素之一,通常在室温至150℃范围内进行丙烯氧化,在此温度范围内,氧化速度与温度成正比。
另外,还可以通过调节反应助剂浓度来影响氧化效果,反应助剂浓度一般介于1%~5%之间,合适的反应助剂浓度可以有效地提高反应速率,使反应更加高效。
此外,使用紫外吸收剂(如氮氧化物),可以促进紫外线的吸收,从而提高反应效率。
除此之外,还有一些技术可以被用来提高丙烯氧化制环氧丙烷的产率,其中最常用的是微波催化法和超声波法。
微波催化法是利用微波加热反应物,使丙烯氧化效率大大提高。
此外,超声波技术可以实现丙烯氧化在低温条件下的无机复制,并且可以增加丙烯氧化合物的烷基氧化作用。
随着研究进步,丙烯氧化制环氧丙烷生产技术也在不断发展。
近几年,微波催化法和超声波法作为新型复合催化技术在丙烯氧化反应中发挥了重要作用,该技术可以更加有效地促进丙烯氧化的过程,提高产率,大大改善了丙烯氧化制环氧丙烷的工艺过程。
总之,丙烯氧化制环氧丙烷工艺研究取得了较大的进展。
丙烯环氧化制环氧丙烷清洁生产技术

2012年第5期精细化工原料及中间体技术贸易甲苯一甲醇合成对二甲苯一、产品和技术简介:对二甲苯是聚脂纤维的重要原料,也是石油化工的重要原料,对它的需求量日益增长,供不应求。
目前工业上采用甲苯、C9芳烃及混合二甲苯为原料通过歧化、异构化、吸附分离或深冷分离来制取对二甲苯,物料循环量大,设备庞大,操作费用高。
甲苯-甲醇在自制的稀土改性的分子筛催化剂上择形催化直接合成对二甲苯。
主要工艺条件:原料摩尔比甲苯/甲醇=2:1混合原料质量空速2h-1反应温度460℃反应压力常压载气N2与混合原料摩尔比为10此技术与现有生产对二甲苯工艺比较,它取消了二甲苯吸附分离和异构化等复杂工艺过程。
该技术流程简单、污染轻、催化剂综合性能优异、居世界先进水平。
二、应用范围:以甲苯-甲醇合成高纯度对二甲苯是一条新的工艺路线,本技术特点是采用在稀土改性的ZSM-5沸石分子筛催化剂上进行甲苯的选择烃化反应,由于其择形催化作用,可直接得到高纯度的对二甲苯,其含量在混合二甲苯中达98%,甲苯转化率达28%,催化剂单程连续运转300小时,性能稳定,且具有良好的再生性和制备重复性。
三、生产条件:工业可选用两台多段,段间设有激冷的绝热固定床反应器,反应与再生交换进行。
需循环气压缩机,精馏塔(稳定塔、甲苯塔、对二甲苯塔)。
四、成本估算:建设投资比现有甲苯歧化法大大减少。
五、规模与投资:根据实验结果提出工艺流程。
取消二甲苯吸附分离和异构化过程,据西南化工研究院估算,得出甲苯烷基化法建设投资仅为现有甲苯歧化法的40%左右。
六、市场与效益:供不应求。
七、提供技术的程度和合作方式:合作开发,经中试后推广生产。
八、知识产权:自主知识产权。
丙烯环氧化制环氧丙烷清洁生产技术一、产品和技术简介:环氧丙烷是仅次子聚丙烯的第二大丙烯衍生物。
作为重要的基本有机化工原料,其最大用途是生产聚醚多元醇作为泡沫体和非泡沫体聚氨酯原料,其次是用于生产用途广泛的丙二醇。
环氧丙烷还被大量用于生产非离子表面活性剂、油田破乳剂、农药乳化剂和显影剂等。
异丁烯的生产工艺与技术路线的选择

异丁烯的生产工艺与技术路线的选择2.1 异丁烯生产工艺发展概述目前,生产异丁烯的原料主要来源于石脑油蒸汽裂解制乙烯装置的副产C4馏分、炼油厂流化催化裂解(FCC)装置的副产C4馏分和Halcon法环氧丙烷合成中的副产叔丁醇(TBA)。
各种C4馏分中异丁烯的含量有所不同。
在C4馏分中,由于异丁烯和正丁烯的沸点只相差0.6℃,相对挥发度仅相差0.022℃,因此采用一般的物理方法很难将其分离,但由于异丁烯的化学活性仅次于丁二烯,所以工业上一般利用其化学活性来进行分离。
20世纪80年代以前,异丁烯主要通过硫酸萃取法进行生产,少数采用Halcon 共氧化联产法进行。
硫酸萃取法技术成熟,工业上已经沿用40多年,但该方法的反应选择性不理想,设备腐蚀严重,存在废酸回收处理等问题,而Halcon共氧化法局限性较大,只有在大规模联产环氧丙烷和叔丁醇时才能使用。
进入20世纪80年代,异丁烯的生产纷纷转向技术经济更为合理的甲基叔丁基醚(MTBE)裂解法和树脂水合脱水法工艺。
树脂脱水法的主要缺点是C4馏分中异丁烯单程转化率低(将增加进一步提取1-丁烯的难度),采用多段水合可提高转化率,但能耗较高。
MTBE裂解法生产异丁烯收率和选择性均较高,工艺过程简单,投资费用较低,适宜于大规模生产。
80年代后期,新建的从裂解C4馏分中分离出异丁烯的生产装置,绝大部分采用此法进行生产。
进入90年代,又开发出异构化生产异丁烯的生产技术。
目前,MTBE裂解法和异构化法已经成为世界上生产异丁烯的两种最主要的方法。
2.2 异丁烯的几种生产工艺2.2.1甲基叔丁基醚(MTBE)裂解法甲基叔丁基醚(MTBE)裂解制异丁烯是20世纪70年代末期研究开发成功的一种生产异丁烯的重要方法。
和其它方法相比,该技术具有对设备无腐蚀,对环境无污染,工艺流程合理,操作条件缓和,能耗低,产品纯度高,装置规模灵活性大,可以根椐市场需求生产MTBE或异丁烯等特点,自开发成功至今一直是国内外生产异丁烯最主要的方法之一。
环氧丙烷氯化法、共氧化法和直接氧化法技术路线解析

环氧丙烷生产工艺氯醇化法、共氧化法和直接氧化法技术解析万华化学集团股份有限公司(以下简称万华化学)又一具有自主知识产权的高端技术打破国外公司技术垄断,“乙苯共氧化法高效绿色制备环氧丙烷成套技术”项目通过中国石油和化学工业联合会成果鉴定,继百万吨乙烯项目选择丙烷路线之后,将投资32.5亿元,在山东烟台实施该技术成果转化,建设一套年产30万吨环氧丙烷并联产65万吨苯乙烯的世界级规模工业化装置,该装置预计2021年建成投产。
该技术跟其他工艺路线有何不同呢?乙苯共氧化法高效绿色制备环氧丙烷成套技术”项目通过由中国工程院陈建峰院士、蹇锡高院士以及中国科学院李亚栋院士等行业知名专家组成的鉴定,专家委员会认为,该项目成果整体技术进入国际领先行列。
据悉,环氧丙烷是国家重点鼓励发展的高端石化产品,是支撑聚氨酯新材料、精细化工等产业发展非常重要的基础有机化工原料,其生产工艺主要有氯醇化法、共氧化法和直接氧化法。
随着我国精细化工和聚氨酯工业的发展,环氧丙烷产品市场前景日益广阔,但是目前我国环氧丙烷生产主要采用的是氯醇法生产工艺,该工艺存在对设备腐蚀严重、产生的含氯化钙废水严重污染环境等缺点。
乙苯共氧化法环氧丙烷生产技术具有三废少、联产物附加值高、能耗低、经济性好等综合优点,但技术长期被国外公司垄断。
为促进国内环氧丙烷产业技术升级,万华化学数年前就组建团队开始乙苯共氧化法环氧丙烷制造技术自主研究开发,并与浙江大学产学研合作开展小试工艺技术研究。
为突破技术封锁,万华化学的近百名科技人员参与了该项目的研发,并在核心催化剂、反应器关键装备及相关工艺上申请国内外发明专利18件,形成了自主知识产权保护。
同时,万华化学自主设计建成的年产500吨环氧丙烷并联产1100吨苯乙烯工业化试验装置,也一次投料试车成功,并累计实现稳定运行超过90天。
未来,万华化学将投资32.5亿元,在山东烟台实施该技术成果转化,建设一套年产30万吨环氧丙烷并联产65万吨苯乙烯的世界级规模工业化装置,该装置预计2021年建成投产。
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%。
环氧丙烷生产工艺研究

环氧丙烷生产工艺研究环氧丙烷是一种重要的有机化工原料,广泛应用于涂料、胶粘剂、树脂等领域。
本文将探讨环氧丙烷的生产工艺。
首先,环氧丙烷的生产可以通过丙烯氧化反应来实现。
丙烷经过氧化反应得到丙烯,然后将丙烯与过氧化氢在催化剂的作用下进行反应,生成环氧丙烷。
这是一种较为常用的工业生产方法。
该方法的主要优点是反应条件温和,产品纯度高,丙烯转化率较高,且产品具有稳定性好、质量可控的特点。
在丙烯氧化反应中,选择适合的催化剂是关键。
常用的催化剂有金属盐、过温度脱氧剂、过卤素化合物等。
催化剂的选择要考虑其活性、选择性、稳定性以及对反应体系的影响等因素。
反应温度也是影响环氧丙烷生产的重要因素之一、合适的反应温度是保证反应体系正常进行的关键。
一般来说,较低的反应温度有利于提高丙烯的转化率,但同时也会增加催化剂的副反应。
因此,需要在催化剂活性和丙烯转化率之间寻找一个平衡点。
另外,反应时间也是影响环氧丙烷生产的关键因素之一、反应时间过长会增加产品分解的可能性,同时也会增加生产周期,降低生产效率。
因此,需要选择适当的反应时间,保证产品质量的同时,提高生产效率。
在反应过程中,需要对反应物进行连续供给,同时及时去除反应废气和杂质。
这要求反应设备运行稳定,操作简便。
常用的反应设备有釜式反应器、固定床反应器、流化床反应器等,具体选择要根据生产规模和实际工艺要求。
此外,对于环氧丙烷的后处理,主要包括分离、精制和除水等步骤。
分离过程主要是根据不同组分的沸点差异进行分离,以获得较纯的环氧丙烷产品。
精制过程主要是通过吸附、蒸馏等操作,进一步提高产品质量。
除水过程则是通过蒸汽蒸馏或分子筛吸附等方法,去除环氧丙烷中的水分。
综上所述,环氧丙烷的生产工艺涉及到多个方面的因素,包括催化剂的选择、反应温度的控制、反应时间的选择、反应设备的选用以及后处理等。
合理优化这些因素,可以提高环氧丙烷的产量和质量,降低生产成本,促进环氧丙烷工业的发展。
丙烯环氧化合成环氧丙烷新技术的研究进展

图 1 含 W 络合催化剂体系用分子 氧环氧化丙烯的催化循环[17 ]
图 3 双氧水在 TS - 1 活性钛中心上的活化 (五元环结构) 及其与烯烃环氧化的反应原理[25 ]
据专利报道[26 ] , 在间釜反应器中 , TS - 1
氧乙烷的 Ag 催化剂体系高得多 。Ag 催化剂的主 要问题是 PO 选择性太低 。据文献[ 12 ]报道 , 目前 在 Ag 催化剂体系中可获得的最好 PO 选择性略高 于 60 % , 此时丙烯转化率略高于 10 % , 离实用还 很远 。丙烯与乙烯的明显差异是分子中有活泼的烯 丙基碳氢键 , 因此 Ag 催化剂选择性低 , 不但与深 度氧化生成 CO2 和 H2O 有关 , 而且与烯丙基部位 容易发生部分氧化生成丙烯醛等产物有关 。贵金属 Ag 催化剂的反应温度高达 200~300 ℃, 对分子氧 的活化程度难以控制 , 因此进一步改进金属 Ag 催 化剂非常困难 。尽管如此 , Ag 催化剂体系仍然被 认为是丙烯选择氧化制环氧丙烷较有希望的催化体 系 。目前人们对 Ag 催化剂活性中心特征和不同催 化剂成分及氯代烷等微量添加组分的作用还不清 楚 , 因此开展相关的基础研究可能为构建有效的催 化剂体系提供重要帮助 。
丙烯环氧化合成环氧丙烷新技术的研究进展
郭洪臣 刘 娜 陈黎行 王祥生
(大连理工大学催化化学与工程系 , 大连理工大学精细化工国家重点实验室 , 大连 116012)
摘 要 评述了以分子氧和双氧水为氧源的丙烯环氧化催化剂体系的最新研究进展 。其中包括金属 A g 催化剂 、 金属熔盐混合物 、钛硅沸石 TS - 1 和过渡金属络合物催化剂体系 。根据氧转移机理 , 金属 Ag 催化剂和熔盐体系 是以分子氧为直接氧源 , 而 TS - 1 和最近报道的反应相转移含钨催化剂本质上是以过氧化氢为直接氧源 。TS 1 和反应相转移含钨催化剂的优点是反应条件较温和 , 生成环氧丙烷的选择性和产率较高 。如一种负载成 “蛋壳 型”的低成本 TS - 1 催化剂在水夹套式固定床反应器上 (催化剂装填量为 5 kg) 用稀双氧水环氧化丙烯时 (甲 醇作为溶剂) , 环氧丙烷选择性和产率 (以双氧水计) 分别可达 92 %和 90 %以上 , 催化剂运转 1 000 h 以上性能 稳定 。今后的一个重要发展方向是开发以分子氧为起始氧源 、简单高效的原位双氧水工艺 。 关键词 丙烯环氧化 , 环氧丙烷 , 催化剂 中图分类号 TQ 426. 94 文献标识码 A 文章编号 1000 - 6613 (2003) 01 - 0034 - 05
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2010年5月 2009年度情报调研成果汇编 13 丙烯与异丁烷共氧化制环氧丙烷技术路线分析 胡建良 摘要:介绍了丙烯与异丁烷共氧化法生产环氧丙烷的工艺原理及其特点,分析了当前和未来的产品市场,并针对本公司的具体情况提出了建议。 关键词:环氧丙烷 叔丁醇 共氧化 异丁烷
1 概述 环氧丙烷有许多种合成方法,但大部分尚处于研究和开发阶段,现工业化生产的仅有氯醇法、共氧化法和过氧乙酸氧化法。共氧化法这一生产工艺有异丁烷法和乙苯法两种。一段时期内,由于甲基丁基醚成为一种良好的汽油掺合剂,为异丁烷法的联产物叔丁醇开拓了新的市场,同时叔丁醇本身能作为汽油掺合剂广泛地使用在燃料工业中,因而异丁烷法在1969年实现工业化生产后的几年内,在两种共氧化法中占有优势。1974年后采用乙苯共氧化法新建了好几家,所占比例明显增大。 本公司炼油装置改造项目完成后,将副产大量的丙烯和异丁烷。考虑到液化气产品出路问题,下面对丙烯与异丁烷共氧化生产环氧丙烷技术路线进行综合分析。
2 工艺原理 美国Oxirane公司在1966年开发了异丁烷共氧化法,1969年在美国Texas建成了第一套工业化装置。以异丁烷为原料的共氧化法工艺由过氧化、环氧化合脱水加氢三步完成。 在氧化器内,保持温度110~150℃、压力在2.2 ~5.6MPa,用空气或氧气作氧化剂,异丁烷发生如下反应: 2 ( (CH3)3CH + 3/2O2 → (CH3)3C(OOH) + (CH3)3COH
此过程不需催化剂,但需加稳定剂,必须中和反应生成的酸。反应产物叔丁基氢过氧化物和叔丁醇的总收率超过90%。反应中生成的联产物叔丁醇不需除去,它在丙烯环氧化生成环氧丙烷的反应中起稀释剂和溶剂的作用。 叔丁基氢过氧化物在钼催化剂存在下与过量丙烯在多级环氧化反应器中进行液相反应得到环氧丙烷和叔丁醇。反应条件为温度80~130℃,接触时间为0.3~2h,反应压力为1.8~7MPa,催化剂浓度为0.001~0.006mol/mol氢过氧化物: CH3)3C(OOH)+C3H6 → C3H6O+(CH3)3COH
反应热用中间冷却器除去。反应物经闪蒸后分出丙烯,液化后再循环使用。在环氧化反应中,基本上100%的叔丁基氢过氧化物被转化。两步中生成的叔丁醇除可直接作为汽油掺合剂外,也可按需要经脱水成异丁烯或加氢为异丁烷后循环使用。 典型的异丁烷共氧化工艺为美国ARCO公司和Texaco公司的工艺。 2.1 ARCO工艺 在137℃和3.15MPa下异丁烷与氧经液相反应生成叔丁基过氧化氢(TBHP)和叔丁醇(TBA),异丁烷转化率36.9%,叔丁基过氧化氢和叔丁醇的选择性(摩尔分数)分别为53.4%和40.2%,反应中联产的叔丁醇不必全部分出,它在丙烯环氧化过程中作稀释剂和溶剂。 在一釜式、卧式、多级环氧化反应器中,丙烯鼓泡进入溶有钼系催化剂的叔丁基过氧化氢和叔丁醇混 14 丙烯与异丁烷共氧化制环氧丙烷技术路线分析 2010年5月 合物,叔丁基过氧化氢在叔丁醇中的质量分数为40%,反应温度为121℃,压力3.61MPa。叔丁基过氧化氢的转化率为98.0%,环氧丙烷选择性为98.4%。由环氧化物反应器来的物流经蒸馏,塔底分出催化剂组分、叔丁基过氧化氢、叔丁醇和杂质的混合物,将其浓缩后作为催化剂循环使用或进一步处理回收催化剂活性成分;塔顶馏分为环氧丙烷、丙烯、叔丁醇和叔丁基过氧化氢,其中丙烯经处理循环回环氧化反应器,液相部分经分离得到纯度为99.98%的环氧丙烷和联产物,产物环氧丙烷与联产物叔丁醇的比例为1∶2.43左右。 2.2 Texaco工艺 该工艺于1994年底工业化,与ARCO工艺的主要区别为反应条件、联产物处理和催化剂的回收加工,工艺流程基本相似。 在134℃和2.15MPa下异丁烷与氧反应,停留时间8.5h。异丁烷转化率40.6%,叔丁基过氧化氢和叔丁醇的选择性分别为48.0%和47.0%。丙烯环氧化分两步进行,反应压力均为3.61MPa,温度分别为110℃和135℃,叔丁基过氧化氢在叔丁醇中的质量分数为70%,丙烯与叔丁基过氧化氢的比率较ARCO工艺低。叔丁基过氧化氢的转化率为98.4%,环氧丙烷选择性为98.3%,催化剂为七钼酸铵/乙二醇/水的络合物。产物与环氧丙烷与联产物叔丁醇之比为1∶2.67。 Texaco工艺的主要特点是联产物叔丁醇可直接和甲醇反应得到MTBE,省略叔丁醇脱水成异丁烯的步骤。 2.3 工艺技术比较 氯醇法工艺简单、流程短,对设备要求不高,投资较低。因无联产产品,故没有联产产品引起的市场问题的干扰,但因需要消耗大量氯,因而装置宜建在氯碱厂附近。其缺点是用石灰进行皂化时产生大量污水,三废严重,废水处理的投资费用较大。采用改良的氯醇法,用电解液中所含氢氧化钠进行皂化,消除了石灰皂化带来的弊端,但需和氯碱厂结合成一体,并需增加电解液的处理设施。 共氧化法工艺复杂、流程长、设备要求高,投资费用大。这类装置宜建在大型石化装置附近,装置能力不宜过小。这种工艺自问世以来,技术不断发展,其两种生产方法在各个技术环节上都达到较高的水准,并仍在不断发展中,日益显示出这种工艺所具有的独特的经济效益。这种技术的显著特点是价格低廉,且联产产品收益较高,产品成本低。该工艺对材质无特殊要求、产物收率高、分离容易、污染少等优点。缺点是投资比氯醇法高,需平衡大量联产产品,对原料质量要求较高,操作条件苛刻。据了解,Arco公司不转让此技术,但可与有关厂商合资建厂。 丙烯直接氧化制环氧丙烷工艺不生成副产物,但目前国内没有成熟的工业化技术,国外的工业化也刚开始。
3 产品市场 采用丙烯与异丁烷共氧化法,每吨环氧丙烷要联产2.3 t 叔丁醇。下面分别介绍这两种产品的市场概况。 3.1 环氧丙烷 3.1.1 国外市场现状及发展趋势 生产情况 2006 年,世界环氧丙烷的生产能力约729.1 万t,产量约638 万t;2007 年世界环氧丙烷生产能力增加至746 万t,产量增至664 万t。新增生产能力主要来自Sasol 化学公司在南非建设的6万t/a项目、西班牙Repsol公司扩能2.5万t/a项目,以及一批中国企业的扩能改造项目。 西欧、北美和亚洲是世界环氧丙烷主要生产和消费地区。国外环氧丙烷产业集中度很高,美国Dow化学和Lyondell公司是世界上最大的2个生产商,控制了世界环氧丙烷的大部分市场。Dow化学分别在美国、德国、巴西等地建有生产装置,均采用氯醇法技术。Lyondell公司分别在美国、法国、荷兰等地建有生产装置,采用共氧化法技术。目前,世界采用氯醇法路线的环氧丙烷产能占总产能的40%~45%,共氧化法产能占55%~60%。2007年世界环氧丙烷主要生产企业情况见表1。 2010年5月 2009年度情报调研成果汇编 15 表1 2007年世界环氧丙烷主要生产企业及生产能力(单位:万t/a) 公司名称 生产能力 Dow Chemical 185.1 Lyondell Chemical 180.3 Shell 73.9 BASF 37.5 Sumitomo Chemical 30.5 Repsol YPF 27.0 CNOOC/Shell 25.0 Huntsman 23.8 Ineos 20.0 天津大沽化工有限责任公司 15.0 Bayer 14.3 锦化化工集团氯碱股份有限公司 13.0 Asahi Glass 11.0 Tokuyama 8.0
2008年,韩国SKC公司在蔚山的世界第1套10万t/a过氧化氢直接氧化法环氧丙烷装置投产。2009年,BASF/Dow化学公司位于比利时安特卫普的30万t/a过氧化氢直接氧化装置投产。据称,BASF/Dow化学公司和德国赢创集团计划在近几年进一步在亚洲和美国建设过氧化氢直接氧化法生产环氧丙烷装置。Lyondell公司在中国浙江建设共氧化法环氧丙烷项目也将在近期投产。另有几个其他公司的项目也计划在中国实施。日本住友公司与沙特合资的PetroRabigh项目中包括1套采用住友公司异丙苯氧化法的25万t/a环氧丙烷装置。 预计2011年,世界环氧丙烷生产能力将达到923万t/a左右,较2007年新增177万t/a。由于除日本之外的亚洲地区环氧丙烷下游产品年消费增长率一直保持近两位数增长,许多企业计划在亚洲新建或扩建环氧丙烷生产装置,大部分新增产能将集中在这一地区,预计除日本之外的亚洲其他地区新增产能将占新增总产能的60%左右。 消费情况及供需平衡预测 世界环氧丙烷主要用于聚醚多元醇、丙二醇和丙二醇醚等的生产。其中,用于聚醚多元醇的环氧丙烷约占总消费量的65.8%,用于丙二醇生产的约占18.1%,用于丙二醇醚的环氧丙烷约占6.1%。世界主要地区环氧丙烷消费构成见表2。
表2 世界主要地区环氧丙烷消费构成(单位:万t) 消费领域 美国 日本 世界 聚醚多元醇 98.0 30.9 436.7 丙二醇 45.5 5.9 120.3 丙二醇醚 11.1 4.0 40.7 其他 29.2 2.0 66.3 合计 183.8 42.8 664.0
由于亚洲需求急剧增加,近几年世界环氧丙烷需求呈现强劲增长,2001年-2007年,需求年均增长率达到5.3%,2007年需求量达到约664万t。 预计2007年-2011年,世界环氧丙烷年均需求增速约为4%,其中,以中国和印度为代表的亚洲地区需求增长将最为迅速,亚洲地区环氧丙烷市场份额将由2007年的28%增至2011年的34%,同时,北美、欧洲