مصنع الإبيكلوروهيدرين

يُعد الإبيكلوروهيدرين المادة الخام الرئيسية لإنتاج راتنجات الإبوكسي، وكذلك مادة خام مهمة في الصناعة الكيميائية العضوية والمنتجة في الصناعة الكيميائية الدقيقة. يتكون إنتاج الإبيكلوروهيدرين عبر طريقة الجلسرين من قسمين أساسيين رئيسيين:

● قسم تفاعل الكلورة: حيث يتفاعل الجلسرين كمادة خام مع غاز كلوريد الهيدروجين بوجود عامل حفاز لإنتاج المركب الوسيط، ثنائي كلوروبروبانول.

● قسم التصبن/الحلقية: حيث يخضع ثنائي كلوروبروبانول لتفاعل تصبن مع محلول قلوي، مما يؤدي إلى إزالة كلوريد الهيدروجين وتكوين الإبيكلوروهيدرين عن طريق التحول الحلقية.

يشمل العملية بأكملها إعادة تدوير المواد ومعالجة المنتجات الثانوية، ما يمثل عملية مستمرة ومتطورة.

تحليل العملية على ثلاث خطوات

الخطوة 1: قسم الكلورة – إنتاج المركب الوسيط

● المواد المدخلة: الجلسرين، العامل الحفاز، غاز كلوريد الهيدروجين.

● الوحدة الأساسية: مفاعل الكلورة، حيث يحدث تفاعل الكلورة الحفزي.

● الخطوة الرئيسية: يدخل الخليط الناتج من التفاعل إلى عمود استرداد حمض الهيدروكلوريك، حيث يتم فصل غاز كلوريد الهيدروجين غير المتفاعل وإعادة تدويره إلى المفاعل، مما يحسن من كفاءة استخدام المواد الخام.

● تيار الإخراج: يتم إنتاج خليط الأزوتروب من ثنائي كلوروبروبانول/الماء ويُرسل إلى القسم التالي.

الخطوة 2: قسم التصبن/التциклة – تشكيل المنتج

● المواد المدخلة: ثنائي كلوروبروبانول من القسم الأول، محلول قلوي.

● الوحدة الأساسية: عمود التقطير التفاعلي للتصبن. هذه وحدة رئيسية تحدث فيها التفاعلات والفصل في آنٍ واحد. يتفاعل ثنائي كلوروبروبانول مع القلوي، ويتبخر إيبكلوروهيدرين الناتج باستمرار بسبب انخفاض نقطة غليانه.

● تيارات الإخراج:

رأس العمود: يُحصل على مزيج من الإيبكلوروهيدرين الخام والماء.

قاعدة العمود: يتم تصريف مياه صرف تحتوي على أملاح وتُرسل للمعالجة.

الخطوة 3: قسم تنقية المنتج – التكرير
هذه عبارة عن سلسلة من أعمدة التقطير المصممة لإزالة الماء والشوائب من المنتج الخام، مما يُنتج منتجًا نهائيًا عالي النقاء.

● عمود التقطير الأزوتروبي: يفصل الماء عن المنتج الخام، فيُنتج إيبكلوروهيدرين خام ذو محتوى منخفض جدًا من الماء.

● عمود المكونات الخفيفة: يزيل الشوائب الخفيفة ذات نقطة الغليان الأقل من الإيبكلوروهيدرين.

● عمود المنتج: يعمل تحت تفريغ عالٍ لإزالة الشوائب الثقيلة ذات نقطة الغليان العالية.

● المنتج النهائي: يتم الحصول على الإيبكلوروهيدرين النهائي عالي النقاء كمنتج جانبي أو منتوج علوي من عمود المنتج.

الميزات الفنية

● تفاعل الكلورة الحفاز: يُعد هذا التفاعل بين الطور الغازي والسائل بين الجلسرين وحمض الهيدروكلوريك بوجود حفاز مخصص (مثل الأحماض الكربوكسيلية أو الإسترات) اللب الأساسي لهذه العملية، حيث يؤدي مباشرة إلى إنتاج ثنائي كلوروبروبانول. ويُعد اختيار الحفاز عاملًا أساسيًا لتحقيق انتقائية وتحوّل عاليين.

● تقنية التقطير التفاعلي: في خطوة الصابوننة، تحدث التفاعل (الحلقة الدائرية للدايكلوروبروبانول) وفصل المنتج (إيبكلوروهيدرين) بشكل متزامن في الوحدة نفسها — عمود التقطير التفاعلي. يكسر هذا الأسلوب قيود الاتزان الكيميائي، ويحسن كفاءة التفاعل، ويقلل من استهلاك الطاقة.

● إعادة تدوير كلوريد الهيدروجين: يتم التقاط غاز كلوريد الهيدروجين الزائد الناتج عن تفاعل الكلورة بواسطة نظام استرداد مخصص وإعادة تدويره إلى المفاعل. وهذا يحسن بشكل كبير اقتصاد الذرات، ويقلل من استهلاك المواد الخام وتوليد الحمض الناتج كنفايات.

● التقطير التسامي للتنقية: يتضمن العملية فصل عدة خلطات تسامية (مثل خليط الديكلوروبروبانول-الماء، وإيبكلوروهيدرين-الماء). وهذا يتطلب تسلسلاً مصممًا بعناية من خطوات التقطير التسامي لإزالة الماء من المكونات والحصول على منتجات عالية النقاوة.

● مرونة المواد الأولية: يمكن للعملية استيعاب الجلسرين الخام الناتج من إنتاج الديزل الحيوي، والذي يتطلب عادةً معالجة مسبقة، لكنه يقلل الاعتماد على الجلسرين المكرر الأكثر تكلفة، مما يعزز الجدوى الاقتصادية للعملية.

المزايا الرئيسية

● الأداء البيئي الاستثنائي: هذه هي الميزة الأكثر بروزًا. بالمقارنة مع العملية التقليدية باستخدام الكلوروهيدرين، فإنها لا تستهلك غاز الكلورين، وتقلل من إنتاج المياه العادمة بنسبة تقارب 90٪، وتُنتج مياهًا عادمة خالية من الكلوريدات العضوية المستمرة، مما يجعل معالجتها أسهل. كما أنها تتجنب إنتاج كميات كبيرة من طمي كلوريد الكالسيوم.

● اقتصاد الذرات العالي: يتم دمج جميع ذرات الكربون الثلاث في جزيء الجلسرين في المنتج النهائي، ويكون استخدام حمض الهيدروكلوريك مرتفعًا جدًا، بما يتماشى مع مبادئ الكيمياء الخضراء.

● تدفق عملية نسبيًا قصير: يتم إنتاج ثنائي كلوروبروبانول مباشرة من الجلسرين بخطوات أقل مقارنةً بعملية الكلوروهيدرين التي تبدأ من البروبلين. تُعد تدفقات العملية أكثر إحكامًا، والاستثمار الرأسمالي أقل نسبيًا.

● الاستفادة من الموارد المتجددة: استخدام الجلسرين المستمد من الكتلة الحيوية كمادة خام يقلل الاعتماد على المواد الأولية المستمدة من الوقود الأحفوري (البروبلين)، مما يوفر فوائد في الاستدامة.

● ظروف تفاعل أكثر اعتدالًا: تتم التفاعلات الرئيسية عند درجات حرارة وضغوط معتدلة، مما يؤدي إلى سلامة تشغيلية أعلى.

مواصفات المنتج

إيبكلوروهيدرين (ECH)

مواصفات منتج إيبكلوروهيدرين (ECH)