Epichlorhydrin-anlæg

Epichlorhydrin er det vigtigste råmateriale til produktion af epoksyharper, samt et vigtigt råmateriale i den organiske kemiske industri og produkt i den finkemiske industri. Produktionen af epichlorhydrin via glycerol-metoden består primært af to kerneafsnit:

● Chloreringsskridt: Råmaterialet glycerol reagerer med chlorvandstofgas i nærvær af en katalysator og danner derved intermediet dichlorpropanol.

● Søbning/Cyklisering: Dichlorpropanol gennemgår en søbningsreaktion med en alkalisk opløsning, hvorved chlorvandstof fjernes og danner epichlorhydrin via cyklisering.

Hele processen indebærer genanvendelse af materialer og behandling af biprodukter og repræsenterer en kontinuerlig, forfinet proces.

Opdeling i tre trin

Trin 1: Chlorering – Dannelsen af intermediet

● Indgående materialer: Glycerol, katalysator, chlorvandstofgas.

● Kerneenhed: Chloreringsreaktoren, hvor den katalytiske chloreringsreaktion foregår.

● Nøgletrin: Blandingen fra reaktionen går ind i HCl-genvindingskolonnen, hvor ureakteret saltsyregas separeres og genbruges tilbage til reaktoren, hvilket forbedrer råmaterialeudnyttelsen.

● Outputstrøm: Diklorpropanol/vand-azotropet produceres og sendes til næste sektion.

Trin 2: Sæbefremstillings-/cykliceringssektion – Dannelse af produktet

● Indgående materialer: Diklorpropanol fra første sektion, basisk opløsning.

● Kerneenhed: Sæbefremstillingens reaktive destillationskolonne. Dette er en nøgleenhed, hvor reaktion og separation foregår samtidigt. Diklorpropanol reagerer med basen, og det dannede epichlorhydrin fordampes kontinuerligt på grund af dets lave kogepunkt.

● Outputstrømme:

Kolonnetop: En blanding af råt epichlorhydrin og vand opnås.

Kolonnebund: Saltholdigt spildevand udledes og sendes til behandling.

Trin 3: Produktrensning – Refining
Dette er en serie destillationskolonner, der er designet til at fjerne vand og urenheder fra råproduktet og derved opnå et slutprodukt med høj renhed.

● Azeotrop destillationskolonne: Separerer vand fra råproduktet og producerer rå epichlorhydrin med meget lavt vandindhold.

● Letstof-kolonne: Fjerner lette urenheder med lavere kogepunkt end epichlorhydrin.

● Produktkolonne: Fungerer under højt vacuum for at fjerne tunge urenheder med højt kogepunkt.

● Slutprodukt: Højrenset færdig epichlorhydrin opnås som sideprodukt eller topprodukt fra produktkolonnen.

Tekniske funktioner

● Katalytisk chlorering: Kerneprocessen er en gas-væske-fase reaktion mellem glycerol og saltsyre i nærvær af en specifik katalysator (f.eks. carboxylsyre eller estere), der direkte producerer dichlorpropanol. Valget af katalysator er afgørende for at opnå høj selektivitet og omdannelse.

● Reaktiv destillationsteknologi: I saponifikationstrinnet foregår reaktionen (cyklisering af dichlorpropanol) og produktets separation (epichlorhydrin) samtidigt i samme enhed – den reaktive destillationskolonne. Denne tilgang ophæver begrænsninger i kemisk ligevægt, forbedrer reaktionshastigheden og reducerer energiforbruget.

● HCl-genanvendelse: Overskydende chloridbrinte fra chloreringsreaktionen opsamles af et dedikeret genoprettelsessystem og genbruges i reaktoren. Dette forbedrer markant atomøkonomien og reducerer råmaterialeforbruget samt dannelse af spildsyre.

● Azeotrop destillation til rensning: Processen omfatter separation af flere azeotroper (f.eks. dichlorpropanol-vand, epichlorhydrin-vand). Dette kræver en omhyggeligt designet sekvens af azeotrope destillationstrin til at fjerne vand og opnå produkter med høj renhed.

● Råvarefleksibilitet: Processen kan håndtere rå glycerol fra biodieselproduktion, hvilket typisk kræver forbehandling, men reducerer afhængigheden af dyrere refineret glycerol og forbedrer procesøkonomien.

Centrale fordele

● Fremragende miljøpræstation: Dette er dens mest fremtrædende fordel. I forhold til den traditionelle chlorhydrin-proces bruger den ingen klorgas, nedsætter spildevandsproduktion med cirka 90 % og producerer spildevand uden vedvarende organiske chlorider, hvilket gør det lettere at behandle. Den undgår også produktion af store mængder kalkslam.

● Høj atomøkonomi: Alle tre kulstofatomer i glycerolmolekylet indgår i det endelige produkt, og udnyttelsen af HCl er meget høj, hvilket er i overensstemmelse med principperne for grøn kemi.

● Relativt kort procesflow: Den direkte produktion af dichlorpropanol fra glycerol indebærer færre trin end chlorhydrin-processen, der starter med propen. Procesflowet er mere kompakt, og kapitalinvesteringen er relativt lavere.

● Udnyttelse af vedvarende råstoffer: Ved at bruge biomassebaseret glycerol som råmateriale reduceres afhængigheden af fossile råstoffer (propen), hvilket giver bæredygtig gevinst.

● Mildere reaktionsbetingelser: Hovedreaktionerne foregår ved moderate temperaturer og tryk, hvilket resulterer i højere driftssikkerhed.

Produktspecifikation

Epichlorhydrin (ECH)

Epichlorhydrin (ECH) produktspcifikation