کارخانه اپی کلروهیدرین

اپی کلروهیدرین ماده اولیه اصلی در تولید رزین اپوکسی است و همچنین به عنوان ماده اولیه مهم در صنعت شیمی آلی و محصولی در صنایع شیمیایی ظریف محسوب می‌شود. تولید اپی کلروهیدرین به روش گلیسرول عمدتاً شامل دو بخش اصلی است:

● بخش واکنش کلریناسیون: ماده اولیه گلیسیرول در حضور یک کاتالیزور با گاز کلرید هیدروژن واکنش داده و تولید میان‌محصول دی‌کلروپروپانول می‌کند.

● بخش صابونی‌سازی/حلقه‌سازی: دی‌کلروپروپانول در واکنش صابونی‌سازی با محلول قلیایی، کلرید هیدروژن را از دست داده و از طریق سیکلی‌شدن، اپی کلروهیدرین را تشکیل می‌دهد.

کل فرآیند شامل بازیافت مواد و پردازش محصولات جانبی است و نشان‌دهنده یک فرآیند پیوسته و دقیق می‌باشد.

تجزیه فرآیند سه‌مرحله‌ای

مرحله ۱: بخش کلریناسیون – تولید میان‌محصول

● مواد ورودی: گلیسیرول، کاتالیزور، گاز کلرید هیدروژن.

● واحد اصلی: راکتور کلریناسیون، جایی که واکنش کاتالیزوری کلریناسیون انجام می‌شود.

● مرحله کلیدی: مخلوط حاصل از واکنش وارد ستون بازیابی HCl می‌شود، جایی که گاز کلرید هیدروژن غیرواکنش‌یافته از مخلوط جدا شده و دوباره به رآکتور بازیابی می‌شود و این امر منجر به بهبود میزان استفاده از مواد اولیه می‌گردد.

● جریان خروجی: آزئوتروپ دی‌کلروپروپانول/آب تولید شده و به بخش بعدی ارسال می‌شود.

مرحله 2: بخش صابونی‌سازی/حلقه‌سازی – تشکیل محصول

● مواد ورودی: دی‌کلروپروپانول از بخش اول، محلول قلیایی.

● واحد اصلی: ستون تقطیر واکنشی صابونی‌سازی. این واحد کلیدی، جایی است که واکنش و جداسازی به‌طور همزمان انجام می‌شوند. دی‌کلروپروپانول با محلول قلیایی واکنش داده و اپی‌کلروهیدرین حاصل به دلیل نقطه جوش پایین به‌صورت پیوسته تبخیر می‌شود.

● جریان‌های خروجی:

سر ستون: مخلوطی از اپی‌کلروهیدرین خام و آب به دست می‌آید.

ته ستون: فاضلاب حاوی نمک تخلیه شده و برای تصفیه ارسال می‌شود.

مرحله 3: بخش تصفیه محصول – تصفیه نهایی
این مجموعه‌ای از ستون‌های تقطیر است که برای حذف آب و ناخالصی‌ها از محصول خام طراحی شده و در نهایت محصولی با خلوص بالا تولید می‌کند.

● ستون تقطیر آزئوتروپیک: آب را از محصول خام جدا می‌کند و اپی‌کلروهیدرین خام با مقدار بسیار کم آب تولید می‌کند.

● ستون مواد سبک: ناخالصی‌های سبک با نقطه جوش پایین‌تر از اپی‌کلروهیدرین را حذف می‌کند.

● ستون محصول: در شرایط خلاء بالا کار می‌کند تا ناخالصی‌های سنگین‌تر و با نقطه جوش بالا را حذف کند.

● محصول نهایی: اپی‌کلروهیدرین با خلوص بالا به عنوان محصول جانبی یا محصول بالاسری از ستون محصول به دست می‌آید.

ویژگی‌های فنی

● واکنش کلریناسیون کاتالیستی: هسته این فرآیند، واکنش فاز گاز-مایع بین گلیسرول و کلرید هیدروژن در حضور یک کاتالیست اختصاصی (مانند اسیدهای کربوکسیلیک یا استرها) است که به طور مستقیم دی‌کلروپروپانول تولید می‌کند. انتخاب کاتالیست عاملی کلیدی برای دستیابی به گزینش‌پذیری و تبدیل بالا است.

● فناوری تقطیر واکنشی: در مرحله صابونی‌سازی، واکنش (حلقه‌بندی دی‌کلروپروپانول) و جداسازی محصول (اپی‌کلروهیدرین) به‌طور همزمان در یک واحد — ستون تقطیر واکنشی — انجام می‌شود. این روش محدودیت تعادل شیمیایی را از بین می‌برد، کارایی واکنش را افزایش می‌دهد و مصرف انرژی را کاهش می‌دهد.

● بازیافت HCl: گاز کلرید هیدروژن اضافی حاصل از واکنش کلریناسیون توسط یک سیستم بازیافت اختصاصی جمع‌آوری شده و مجدداً به راکتور بازگردانده می‌شود. این امر اقتصاد اتم را به‌طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد و مصرف مواد اولیه و تولید اسید پسماند را کاهش می‌دهد.

● تقطیر آزئوتروپ برای تصفیه: این فرآیند شامل جداسازی چندین آزئوتروپ (به عنوان مثال، مخلوط دی‌کلروپروپانول-آب و اپی‌کلروهیدرین-آب) است. این امر نیازمند یک دنباله دقیق و به‌دقت طراحی‌شده از مراحل تقطیر آزئوتروپ برای حذف رطوبت از جریان‌ها و تولید محصولات با خلوص بالا است.

● انعطاف‌پذیری در مواد اولیه: این فرآیند می‌تواند گلیسیرول خام حاصل از تولید بیودیزل را پذیرا باشد که معمولاً نیاز به پیش‌تصفیه دارد، اما وابستگی به گلیسیرول تصفیه‌شده گران‌قیمت را کاهش می‌دهد و از نظر اقتصادی به فرآیند کمک می‌کند.

مزایای کلیدی

● عملکرد محیط‌زیستی استثنایی: این مهم‌ترین مزیت آن است. در مقایسه با فرآیند سنتی کلروهیدرین، این روش از گاز کلر استفاده نمی‌کند، تولید فاضلاب را حدود ۹۰٪ کاهش می‌دهد و فاضلابی تولید می‌کند که فاقد کلریدهای آلی پایدار است و بنابراین به‌راحتی قابل پالایش است. همچنین از تولید مقادیر زیاد لجن کلرید کلسیم جلوگیری می‌کند.

● اقتصاد اتمی بالا: هر سه اتم کربن موجود در مولکول گلیسیرول در محصول نهایی به کار گرفته می‌شوند و میزان استفاده از HCl بسیار بالاست که این امر با اصول شیمی سبز هماهنگ است.

● جریان فرآیند نسبتاً کوتاه: تولید مستقیم دی‌کلروپروپانول از گلیسیرول شامل مراحل کمتری نسبت به فرآیند کلروهیدرین از پروپیلن است. جریان فرآیند فشرده‌تر بوده و سرمایه‌گذاری اولیه نسبتاً پایین‌تر است.

● استفاده از منابع تجدیدپذیر: استفاده از گلیسیرول مشتق‌شده از زیست‌توده به عنوان مواد اولیه، وابستگی به مواد خام مبتنی بر سوخت فسیلی (پروپیلن) را کاهش می‌دهد و مزایای پایداری فراهم می‌کند.

● شرایط واکنش ملایم‌تر: واکنش‌های اصلی در دمای و فشار متوسط انجام می‌شوند که ایمنی عملیاتی بالاتری را فراهم می‌کند.

مشخصات محصول

اپی‌کلروهیدرین (ECH)

مشخصات محصول اپی‌کلروهیدرین (ECH)