Εγκατάσταση Επιχλωρυδρίνης

Η επιχλωρυδρίνη είναι η κύρια πρώτη ύλη για την παραγωγή εποξειδικής ρητίνης, καθώς επίσης και σημαντική πρώτη ύλη στη βιομηχανία οργανικής χημείας και προϊόν στη βιομηχανία λεπτής χημείας. Η παραγωγή επιχλωρυδρίνης μέσω της μεθόδου της γλυκερίνης αποτελείται κυρίως από δύο βασικά στάδια:

● Τομέας Αντίδρασης Χλωρίωσης: Η πρώτη ύλη γλυκερίνη αντιδρά με αέριο υδροχλώριο σε παρουσία καταλύτη, παράγοντας το ενδιάμεσο προϊόν διχλωροπροπανόλη.

● Τομέας Σαπωνοποίησης/Κυκλοποίησης: Η διχλωροπροπανόλη υφίσταται αντίδραση σαπωνοποίησης με διάλυμα αλκαλίου, απομακρύνοντας υδροχλώριο και σχηματίζοντας επιχλωρυδρίνη μέσω κυκλοποίησης.

Ολόκληρη η διαδικασία περιλαμβάνει την ανακύκλωση υλικών και την επεξεργασία παραπροϊόντων, αποτελώντας μια συνεχή, εκλεπτυσμένη διαδικασία.

Ανάλυση της Διαδικασίας σε Τρία Βήματα

Βήμα 1: Τομέας Χλωρίωσης – Δημιουργία του Ενδιαμέσου Προϊόντος

● Εισερχόμενα Υλικά: Γλυκερίνη, Καταλύτης, Αέριο Υδροχλώριο.

● Βασική Μονάδα: Ο Αντιδραστήρας Χλωρίωσης, όπου πραγματοποιείται η καταλυτική αντίδραση χλωρίωσης.

● Βασικό Βήμα: Το μείγμα από την αντίδραση εισέρχεται στη Στήλη Ανάκτησης HCl, όπου το μη αντιδρασμένο αέριο υδροχλώριο διαχωρίζεται και ανακυκλώνεται πίσω στον αντιδραστήρα, βελτιώνοντας τη χρήση των πρώτων υλών.

● Ρεύμα Εξόδου: Παράγεται το αζεοτροπικό μείγμα διχλωροπροπανόλης/νερού και αποστέλλεται στην επόμενη ενότητα.

Βήμα 2: Ενότητα Σαπωνοποίησης/Κυκλοποίησης – Δημιουργία του Προϊόντος

● Υλικά Εισόδου: Διχλωροπροπανόλη από την πρώτη ενότητα, Διάλυμα αλκαλίου.

● Βασική Μονάδα: Η Στήλη Αντιδραστικής Απόσταξης Σαπωνοποίησης. Πρόκειται για μία βασική μονάδα όπου η αντίδραση και ο διαχωρισμός συμβαίνουν ταυτόχρονα. Η διχλωροπροπανόλη αντιδρά με το αλκάλι, και το παραγόμενο επιχλωρυδρίνιο εξατμίζεται συνεχώς λόγω του χαμηλού σημείου βρασμού του.

● Ρεύματα Εξόδου:

Κορυφή της Στήλης: Λαμβάνεται ένα μείγμα από ωμό επιχλωρυδρίνιο και νερό.

Πυθμένας της Στήλης: Αποβάλλεται υγρό απόβλητο που περιέχει άλατα και αποστέλλεται για επεξεργασία.

Βήμα 3: Ενότητα Καθαρισμού Προϊόντος – Εκκαθάριση
Πρόκειται για μια σειρά αποστακτικών στηλών που έχουν σχεδιαστεί για την αφαίρεση νερού και ακαθαρσιών από το αργό προϊόν, παράγοντας ένα τελικό προϊόν υψηλής καθαρότητας.

● Αζεοτροπική Αποστακτική Στήλη: Διαχωρίζει το νερό από το αργό προϊόν, παράγοντας αργό επιχλωρυδρίνιο με πολύ χαμηλή περιεκτικότητα σε νερό.

● Στήλη Ελαφριών Συστατικών: Αφαιρεί τις ελαφρές ακαθαρσίες με χαμηλότερο σημείο βρασμού από το επιχλωρυδρίνιο.

● Στήλη Προϊόντος: Λειτουργεί υπό υψηλό κενό για την αφαίρεση βαρύτερων ακαθαρσιών με υψηλό σημείο βρασμού.

● Τελικό Προϊόν: Το επιχλωρυδρίνιο υψηλής καθαρότητας λαμβάνεται ως παράπλευρο προϊόν ή ως απόσταγμα από τη Στήλη Προϊόντος.

Τεχνικά χαρακτηριστικά

● Καταλυτική Χλωρίωση: Η καρδιά αυτής της διεργασίας είναι η αντίδραση φάσης αερίου-υγρού μεταξύ γλυκερόλης και υδροχλωρικού οξέος παρουσία ενός εξειδικευμένου καταλύτη (π.χ. καρβοξυλικά οξέα ή εστέρες) για την άμεση παραγωγή διχλωροπροπανόλης. Η επιλογή του καταλύτη είναι καθοριστικής σημασίας για την επίτευξη υψηλής εκλεκτικότητας και μετατροπής.

● Τεχνολογία Αντιδρώσεως Απόσταξης: Στο στάδιο της σαπωνοποίησης, η αντίδραση (κυκλοποίηση του διχλωροπροπανόλης) και ο διαχωρισμός του προϊόντος (επιχλωρυδρίνη) πραγματοποιούνται ταυτόχρονα στην ίδια μονάδα — τη στήλη αντιδρώσεως απόσταξης. Αυτή η προσέγγιση ξεπερνά τους περιορισμούς της χημικής ισορροπίας, βελτιώνει την απόδοση της αντίδρασης και μειώνει την κατανάλωση ενέργειας.

● Ανακύκλωση HCl: Το περίσσευμα αερίου υδροχλωρικού οξέος από την αντίδραση χλωρίωσης απορροφάται από εξειδικευμένο σύστημα ανάκτησης και επαναχρησιμοποιείται στον αντιδραστήρα. Αυτό βελτιώνει σημαντικά την οικονομία ατόμων, μειώνει την κατανάλωση πρώτων υλών και την παραγωγή οξέος αποβλήτων.

● Αζεοτροπική Απόσταξη για Καθαρισμό: Η διαδικασία περιλαμβάνει το διαχωρισμό αρκετών αζεοτρόπων (π.χ. διχλωροπροπανόλη-νερό, επιχλωρυδρίνη-νερό). Αυτό απαιτεί μια προσεκτικά σχεδιασμένη ακολουθία βημάτων αζεοτροπικής απόσταξης για την αφύδρανση των ρευμάτων και τη λήψη προϊόντων υψηλής καθαρότητας.

● Ευελιξία Πρώτων Υλών: Η διαδικασία μπορεί να χρησιμοποιήσει απόβλητο γλυκερόλης από την παραγωγή βιοντίζελ, η οποία συνήθως απαιτεί προ-επεξεργασία, αλλά μειώνει την εξάρτηση από ακριβότερη καθαρή γλυκερόλη, βελτιώνοντας την οικονομικότητα της διαδικασίας.

Βασικά πλεονεκτήματα

● Εξαιρετική Περιβαλλοντική Απόδοση: Αυτό είναι το πιο σημαντικό πλεονέκτημά της. Σε σύγκριση με την παραδοσιακή διαδικασία χλωρυδρίνης, δεν καταναλώνει χλώριο, μειώνει την παραγωγή λυμάτων κατά περίπου 90% και παράγει λύματα ελεύθερα από μόνιμες οργανικές χλωρίδες, κάνοντάς τα ευκολότερα στην επεξεργασία. Επίσης αποφεύγει την παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων ιλύος χλωριούχου ασβεστίου.

● Υψηλή Οικονομία Ατόμων: Και τα τρία άτομα άνθρακα του μορίου της γλυκερόλης ενσωματώνονται στο τελικό προϊόν, ενώ η χρήση HCl είναι πολύ υψηλή, σύμφωνα με τις αρχές της πράσινης χημείας.

● Σχετικά Σύντομη Διαδικασία: Η άμεση παραγωγή διχλωροπροπανόλης από γλυκερόλη περιλαμβάνει λιγότερα βήματα σε σύγκριση με τη διαδικασία χλωρυδρίνης που ξεκινά από προπυλένιο. Η ροή της διεργασίας είναι πιο συμπαγής και η κεφαλαιακή επένδυση είναι σχετικά χαμηλότερη.

● Αξιοποίηση Ανανεώσιμων Πόρων: Η χρήση γλυκερόλης που προέρχεται από βιομάζα ως πρώτη ύλη μειώνει την εξάρτηση από ορυκτές πρώτες ύλες (προπυλένιο), προσφέροντας πλεονεκτήματα αειφορίας.

● Ήπιες Συνθήκες Αντίδρασης: Οι κύριες αντιδράσεις πραγματοποιούνται υπό μέτρια θερμοκρασία και πίεση, με αποτέλεσμα υψηλότερη λειτουργική ασφάλεια.

Προδιαγραφή προϊόντος

Επιχλωρυδρίνη (ECH)

Προδιαγραφή προϊόντος Επιχλωρυδρίνη (ECH)