Impianto di epocloridrina

L'epicloridrina è la principale materia prima per la produzione di resine epossidiche, nonché una materia prima importante nell'industria chimica organica e un prodotto dell'industria chimica fine. La produzione di epicloridrina mediante il metodo del glicerolo comprende principalmente due sezioni fondamentali:

● Sezione di reazione di clorurazione: il glicerolo come materia prima reagisce con il gas cloruro di idrogeno in presenza di un catalizzatore per produrre l'intermedio, dicloropropanolo.

● Sezione di saponificazione/ciclicizzazione: il dicloropropanolo subisce una reazione di saponificazione con una soluzione alcalina, eliminando cloruro di idrogeno e formando epicloridrina attraverso ciclizzazione.

L'intero processo prevede il riciclo dei materiali e il trattamento dei sottoprodotti, rappresentando un processo continuo e raffinato.

Suddivisione del processo in tre fasi

Fase 1: Sezione di clorurazione – Produzione dell'intermedio

● Materie prime: glicerolo, catalizzatore, gas cloruro di idrogeno.

● Unità principale: il reattore di clorurazione, dove avviene la reazione di clorurazione catalitica.

● Passaggio Chiave: La miscela proveniente dalla reazione entra nella colonna di recupero HCl, dove il gas cloruro di idrogeno non reagito viene separato e riciclato nel reattore, migliorando l'utilizzo delle materie prime.

● Flusso in Uscita: Viene prodotta l'azeotropo di dicloropropanolo/acqua, che viene inviato alla sezione successiva.

Passaggio 2: Sezione di Saponificazione/Cicloaddizione – Formazione del Prodotto

● Materiali in Ingresso: Dicloropropanolo dalla prima sezione, soluzione alcalina.

● Unità Principale: La Colonna di Distillazione Reattiva per la Saponificazione. Questa è un'unità fondamentale in cui reazione e separazione avvengono simultaneamente. Il dicloropropanolo reagisce con l'alcali, e l'epicloridrina risultante viene continuamente vaporizzata a causa del suo basso punto di ebollizione.

● Flussi in Uscita:

Testa della Colonna: Si ottiene una miscela di epicloridrina grezza e acqua.

Fondo della Colonna: Viene scaricata un'acqua residua contenente sali, che viene inviata al trattamento.

Passaggio 3: Sezione di Purificazione del Prodotto – Affinamento
Questa è una serie di colonne di distillazione progettate per rimuovere l'acqua e le impurità dal prodotto grezzo, ottenendo un prodotto finale ad alta purezza.

● Colonna di distillazione azeotropica: separa l'acqua dal prodotto grezzo, producendo epocloridrina grezza con contenuto di acqua molto basso.

● Colonna per le frazioni leggere: rimuove le impurità leggere con punto di ebollizione inferiore rispetto all'epocloridrina.

● Colonna del prodotto: funziona sotto alto vuoto per rimuovere impurità pesanti con alto punto di ebollizione.

● Prodotto finale: si ottiene epocloridrina finita ad alta purezza come prodotto laterale o di testa dalla Colonna del prodotto.

Caratteristiche tecniche

● Reazione di clorurazione catalitica: il cuore di questo processo è la reazione tra fase gassosa e liquida tra glicerolo e cloruro di idrogeno in presenza di un catalizzatore specifico (ad esempio acidi carbossilici o esteri) per produrre direttamente dicloropropanolo. La scelta del catalizzatore è fondamentale per ottenere un'elevata selettività e conversione.

● Tecnologia di Distillazione Reattiva: Nel passaggio di saponificazione, la reazione (cicloaddizione del dicloropropanolo) e la separazione del prodotto (epicloridrina) avvengono simultaneamente nella stessa unità — la colonna di distillazione reattiva. Questo approccio supera i limiti dell'equilibrio chimico, migliora l'efficienza della reazione e riduce il consumo energetico.

● Riciclo dell'HCl: Il gas cloruro di idrogeno in eccesso proveniente dalla reazione di clorurazione viene captato da un sistema di recupero dedicato e riciclato nuovamente nel reattore. Questo migliora significativamente l'economia atomica, riduce il consumo di materie prime e la generazione di acido residuo.

● Distillazione Azeotropica per la Purificazione: Il processo prevede la separazione di diverse azeotropie (ad esempio, dicloropropanolo-acqua, epicloridrina-acqua). Ciò richiede una sequenza attentamente progettata di passaggi di distillazione azeotropica per disidratare le correnti e ottenere prodotti ad alta purezza.

● Flessibilità nella materia prima: Il processo può utilizzare glicerolo grezzo derivato dalla produzione di biodiesel, che generalmente richiede un pretrattamento ma riduce la dipendenza dal glicerolo raffinato più costoso, migliorando così l'economicità del processo.

Vantaggi principali

● Eccezionale performance ambientale: Questo è il suo vantaggio più evidente. Rispetto al tradizionale processo a cloridrina, non consuma gas cloro, riduce la produzione di acque reflue di circa il 90% e genera acque reflue prive di cloruri organici persistenti, rendendole più facili da trattare. Inoltre, evita la produzione di grandi quantità di fanghi di cloruro di calcio.

● Elevata economia atomica: Tutti e tre gli atomi di carbonio della molecola di glicerolo vengono incorporati nel prodotto finale e l'utilizzo di HCl è molto elevato, in linea con i principi della chimica verde.

● Flusso di processo relativamente breve: la produzione diretta di dicloropropanolo dal glicerolo richiede meno passaggi rispetto al processo a cloroidrina che parte dalla propilene. Il flusso di processo è più compatto e l'investimento iniziale è relativamente inferiore.

● Utilizzo di risorse rinnovabili: l'impiego di glicerolo derivato da biomassa come materia prima riduce la dipendenza da materie prime fossili (propilene), offrendo vantaggi in termini di sostenibilità.

● Condizioni di reazione più moderate: le reazioni principali avvengono a temperature e pressioni moderate, garantendo una maggiore sicurezza operativa.

Specifiche del prodotto

Epocloridrina (ECH)

Specifica del prodotto epocloridrina (ECH)