Planta de epoclorhidrina

La epiklorhidrina es la materia prima principal para la producción de resinas epoxi, así como una materia prima importante en la industria química orgánica y un producto en la industria química fina. La producción de epiklorhidrina mediante el método de glicerol consta principalmente de dos secciones fundamentales:

● Sección de reacción de cloración: la glicerol como materia prima reacciona con gas cloruro de hidrógeno en presencia de un catalizador para producir el intermedio, dicloropropanol.

● Sección de saponificación/ciclación: el dicloropropanol experimenta una reacción de saponificación con una solución alcalina, eliminando cloruro de hidrógeno para formar epiklorhidrina mediante ciclación.

Todo el proceso implica la recuperación de materiales y el tratamiento de subproductos, representando un proceso continuo y refinado.

Desglose del proceso en tres pasos

Paso 1: Sección de cloración – Generación del intermedio

● Materiales de entrada: glicerol, catalizador, gas cloruro de hidrógeno.

● Unidad principal: el reactor de cloración, donde ocurre la reacción de cloración catalítica.

● Paso Clave: La mezcla proveniente de la reacción entra en la columna de recuperación de HCl, donde el gas de cloruro de hidrógeno no reaccionado se separa y se recicla de vuelta al reactor, mejorando así la utilización de las materias primas.

● Corriente de Salida: Se produce el azeótropo de dicloropropanol/agua, que se envía a la siguiente sección.

Paso 2: Sección de Saponificación/Ciclación – Formación del Producto

● Materiales de Entrada: Dicloropropanol procedente de la primera sección, solución alcalina.

● Unidad Principal: La columna de destilación reactiva de saponificación. Esta es una unidad clave donde la reacción y la separación ocurren simultáneamente. El dicloropropanol reacciona con el álcali, y el epóxido de clorhidrina resultante se vaporiza continuamente debido a su bajo punto de ebullición.

● Corrientes de Salida:

Destilado de la Columna: Se obtiene una mezcla de epóxido de clorhidrina crudo y agua.

Fondo de la Columna: Se descarga aguas residuales con contenido de sal, que se envían a tratamiento.

Paso 3: Sección de Purificación del Producto – Refinamiento
Esta es una serie de columnas de destilación diseñadas para eliminar agua e impurezas del producto crudo, obteniendo un producto final de alta pureza.

● Columna de Destilación Azeotrópica: Separa el agua del producto crudo, produciendo epiklorhidrina cruda con un contenido muy bajo de agua.

● Columna de Líquidos Ligeros: Elimina las impurezas ligeras con un punto de ebullición inferior al de la epiklorhidrina.

● Columna de Producto: Opera bajo alto vacío para eliminar impurezas más pesadas y de alto punto de ebullición.

● Producto Final: Se obtiene epiklorhidrina de alta pureza como producto lateral o producto de cabeza de la Columna de Producto.

Características técnicas

● Reacción de Cloración Catalítica: El núcleo de este proceso es la reacción en fase gas-líquido entre glicerol y cloruro de hidrógeno en presencia de un catalizador específico (por ejemplo, ácidos carboxílicos o ésteres) para producir directamente dicloropropanol. La elección del catalizador es clave para lograr una alta selectividad y conversión.

● Tecnología de Destilación Reactiva: En la etapa de saponificación, la reacción (ciclación de dicloropropanol) y la separación del producto (epiclorhidrina) ocurren simultáneamente en la misma unidad: la columna de destilación reactiva. Este enfoque supera las limitaciones del equilibrio químico, mejora la eficiencia de la reacción y reduce el consumo de energía.

● Reciclaje de HCl: El exceso de gas cloruro de hidrógeno procedente de la reacción de cloración es capturado por un sistema de recuperación dedicado y reciclado de vuelta al reactor. Esto mejora significativamente la economía atómica, reduce el consumo de materias primas y la generación de ácido residual.

● Destilación Azeotrópica para Purificación: El proceso implica la separación de varios azeótropos (por ejemplo, dicloropropanol-agua, epiclorhidrina-agua). Esto requiere una secuencia cuidadosamente diseñada de etapas de destilación azeotrópica para deshidratar las corrientes y obtener productos de alta pureza.

● Flexibilidad de materias primas: El proceso puede utilizar glicerol crudo procedente de la producción de biodiésel, que normalmente requiere un pretratamiento, pero reduce la dependencia del glicerol refinado más costoso, mejorando así la rentabilidad del proceso.

Ventajas clave

● Excepcional rendimiento ambiental: Esta es su ventaja más destacada. En comparación con el proceso tradicional de clorhidrina, no consume gas cloro, reduce la generación de aguas residuales en aproximadamente un 90 % y produce aguas residuales libres de cloruros orgánicos persistentes, lo que facilita su tratamiento. Además, evita la producción de grandes cantidades de lodo de cloruro de calcio.

● Alta economía atómica: Los tres átomos de carbono de la molécula de glicerol se incorporan al producto final, y la utilización de HCl es muy elevada, lo que está en línea con los principios de la química verde.

● Flujo de Proceso Relativamente Corto: La producción directa de dicloropropanol a partir de glicerol implica menos pasos que el proceso de clorhidrina a partir de propileno. El flujo del proceso es más compacto y la inversión de capital es relativamente menor.

● Aprovechamiento de Recursos Renovables: El uso de glicerol procedente de biomasa como materia prima reduce la dependencia de materias primas basadas en fósiles (propileno), ofreciendo beneficios de sostenibilidad.

● Condiciones de Reacción Más Suaves: Las reacciones principales se llevan a cabo a temperaturas y presiones moderadas, lo que resulta en una mayor seguridad operativa.

Especificación del producto

Epiclorhidrina (ECH)

Especificación del producto de Epiclorhidrina (ECH)