에피클로히드리ン 플랜트

에피클로히드린은 에폭시 수지 생산의 주원료일 뿐 아니라, 유기화학 산업의 중요한 원료이자 정밀화학 산업의 제품이기도 합니다. 글리세롤 법을 통한 에피클로히드린 생산은 주로 두 가지 핵심 공정으로 구성됩니다.

● 염소화 반응 공정: 원료인 글리세롤이 촉매 존재 하에서 염화수소 가스와 반응하여 중간 생성물인 디클로로프로판올을 생성합니다.

● 비누화/고리화 공정: 디클로로프로판올이 알칼리 용액과 비누화 반응을 통해 염화수소를 제거하고 고리화 과정을 거쳐 에피클로히드린을 형성합니다.

전체 공정에는 자원의 재활용과 부산물 처리가 포함되어 연속적이고 정밀한 공정을 나타냅니다.

3단계 공정 개요

1단계: 염소화 공정 – 중간 생성물 생성

● 투입 원료: 글리세롤, 촉매, 염화수소 가스

● 핵심 장치: 촉매 염소화 반응이 일어나는 염소화 반응기

● 핵심 단계: 반응 생성물이 HCl 회수 컬럼으로 들어가며, 미반응된 염화수소 가스가 분리되어 다시 반응기에 재순환되어 원자재 이용 효율을 높입니다.

● 출력 스트림: 이염화프로판올/물의 공비혼합물이 생성되어 다음 공정으로 보내집니다.

단계 2: 비누화/고리형성 공정 – 제품 형성

● 투입 원료: 첫 번째 공정에서 나온 이염화프로판올, 알칼리 용액

● 핵심 장치: 비누화 반응 증류 컬럼. 반응과 분리가 동시에 일어나는 핵심 장치로, 이염화프로판올이 알칼리와 반응하고 생성된 에피클로히드린은 낮은 끓는점 덕분에 지속적으로 기화됩니다.

● 출력 스트림:

탑 상부: 불순물이 포함된 에피클로히드린과 물의 혼합물이 얻어집니다.

탑 하부: 염분을 포함한 폐수가 배출되어 처리를 위해 보내집니다.

단계 3: 제품 정제 공정 – 정제
이것은 원유 제품에서 수분과 불순물을 제거하여 고품위 최종 제품을 얻기 위해 설계된 일련의 증류탑입니다.

● 공비증류탑: 원유 제품에서 수분을 분리하여 수분 함량이 매우 낮은 원료 에피클로로히드린을 얻습니다.

● 경질분획 탑: 에피클로로히드린보다 끓는점이 낮은 경질 불순물을 제거합니다.

● 제품 탑: 고진공 조건에서 작동하여 무겁고 끓는점이 높은 불순물을 제거합니다.

● 최종 제품: 고품위 완제품 에피클로로히드린이 제품 탑의 사이드스트림 또는 오버헤드 제품으로 얻어집니다.

기술적 특징

● 촉매 염소화 반응: 이 공정의 핵심은 전용 촉매(예: 카복실산 또는 에스터) 존재 하에 글리세롤과 염화수소 간의 기액상 반응으로, 다이클로로프로판올을 직접 생성하는 것입니다. 촉매 선택은 높은 선택성과 전환율을 달성하는 데 핵심입니다.

● 반응 증류 기술: 비누화 단계에서 반응(이염화프로판올의 고리화)과 생성물(에피클로로히드린)의 분리가 동일한 장치인 반응 증류탑 내에서 동시에 발생합니다. 이 방식은 화학 평형의 제한을 극복하며, 반응 효율을 향상시키고 에너지 소비를 줄입니다.

● HCl 재활용: 염소화 반응에서 발생하는 과잉 염화수소 가스는 전용 회수 시스템에 의해 포집되어 다시 반응기에 순환됩니다. 이를 통해 원자 경제성이 크게 향상되며 원료 소비와 폐산 생성이 감소합니다.

● 공비 증류를 통한 정제: 본 공정은 여러 공비 혼합물(예: 이염화프로판올-물, 에피클로로히드린-물)의 분리를 포함합니다. 이러한 혼합물을 탈수하고 고순도 제품을 얻기 위해서는 공비 증류 단계를 정교하게 설계된 순서로 수행해야 합니다.

● 원료 유연성: 이 공정은 바이오디젤 생산에서 유래한 원시 글리세롤(crude glycerol)을 사용할 수 있으며, 일반적으로 전처리가 필요하지만 더 비싼 정제 글리세롤에 대한 의존도를 줄여 공정 경제성을 향상시킵니다.

주요 장점

● 뛰어난 환경 성능: 이것이 가장 두드러진 장점입니다. 기존의 염소화물 공정과 비교하여 염소 가스를 사용하지 않으며, 폐수 배출량을 약 90% 감소시키고, 지속적인 유기 염소화물이 없는 폐수를 생성하므로 처리가 용이합니다. 또한 대량의 염화칼슘 슬러지 생성도 피할 수 있습니다.

● 높은 원자 활용 효율: 글리세롤 분자의 세 개의 탄소 원자가 모두 최종 제품에 포함되며, HCl의 활용률도 매우 높아 녹색 화학 원칙에 부합합니다.

● 비교적 짧은 공정 흐름: 글리세롤로부터 직접 디클로로프로판올을 생산하는 공정은 프로필렌을 원료로 하는 클로로히드린 공정보다 단계가 적으며, 공정 흐름이 더욱 간결하고 상대적으로 낮은 설비 투자가 필요합니다.

● 재생 가능 자원 활용: 바이오매스 기반 글리세롤을 원료로 사용함으로써 화석 기반 원료(프로필렌)에 대한 의존도를 줄일 수 있으며, 지속 가능성 측면에서 이점이 있습니다.

● 온화한 반응 조건: 주요 반응이 보다 온화한 온도와 압력 하에서 진행되어 운전 안전성이 높습니다.

제품 사양

에피클로로하이드린(ECH)

에피클로로하이드린(ECH) 제품 사양