Эпихлоргидриновый завод

Эпихлоргидрин является основным сырьем для производства эпоксидных смол, а также важным сырьем в органической химической промышленности и продуктом тонкой химии. Производство эпихлоргидрина методом глицерина включает в себя два основных этапа:

● Стадия реакции хлорирования: сырье — глицерин — реагирует с газообразным хлористым водородом в присутствии катализатора с образованием промежуточного продукта — дихлорпропанола.

● Стадия омыления/циклизации: дихлорпропанол подвергается реакции омыления со щелочным раствором с удалением хлористого водорода и образованием эпихлоргидрина путем циклизации.

Весь процесс включает в себя рециркуляцию материалов и обработку побочных продуктов, представляя собой непрерывный, усовершенствованный процесс.

Разбивка процесса на три этапа

Этап 1: Стадия хлорирования — получение промежуточного продукта

● Входные материалы: глицерин, катализатор, газообразный хлористый водород.

● Основной узел: реактор хлорирования, в котором происходит каталитическая реакция хлорирования.

● Ключевой этап: Смесь из реактора поступает в колонну рекуперации HCl, где непрореагировавший газ хлористого водорода отделяется и возвращается в реактор, что повышает степень использования сырья.

● Поток продукта: образуется азеотропная смесь дихлорпропанола и воды, которая направляется в следующий раздел.

Шаг 2: Раздел сапонификации/циклизации — получение продукта

● Входные материалы: дихлорпропанол из первого раздела, щелочной раствор.

● Основной узел: колонна реактивной ректификации для сапонификации. Это ключевой узел, в котором одновременно происходят реакция и разделение. Дихлорпропанол реагирует со щёлочью, а образующийся эпихлоргидрин непрерывно испаряется благодаря его низкой температуре кипения.

● Выходные потоки:

Верхний продукт колонны: получают смесь сырого эпихлоргидрина и воды.

Нижний продукт колонны: солесодержащие сточные воды выводятся и направляются на очистку.

Шаг 3: Раздел очистки продукта — рафинирование
Это серия ректификационных колонн, предназначенных для удаления воды и примесей из сырого продукта, что позволяет получить конечный продукт высокой чистоты.

● Азеотропная ректификационная колонна: разделяет воду и сырую продукцию, получая сырую эпихлоргидрин с очень низким содержанием воды.

● Колонна легких фракций: удаляет легкие примеси, имеющие более низкую температуру кипения, чем эпихлоргидрин.

● Продуктовая колонна: работает под высоким вакуумом для удаления тяжелых примесей с высокой температурой кипения.

● Конечный продукт: готовый эпихлоргидрин высокой чистоты получают как боковой поток или верхний продукт из продуктовой колонны.

Технические характеристики

● Каталитическое хлорирование: основой этого процесса является газожидкостная реакция между глицерином и хлористым водородом в присутствии специализированного катализатора (например, карбоновых кислот или эфиров), в результате которой напрямую образуется дихлорпропанол. Выбор катализатора имеет ключевое значение для достижения высокой селективности и степени превращения.

● Технология реактивной ректификации: На стадии омыления реакция (циклозация дихлорпропанола) и разделение продукта (эпихлоргидрина) происходят одновременно в одном аппарате — колонне реактивной ректификации. Данный подход устраняет ограничения химического равновесия, повышает эффективность реакции и снижает энергопотребление.

● Рециркуляция HCl: Избыточный газообразный хлористый водород, образующийся в реакции хлорирования, улавливается специальной системой восстановления и возвращается в реактор. Это значительно повышает атомную экономичность, снижает расход сырья и образование отработанной кислоты.

● Азеотропная ректификация для очистки: Процесс включает разделение нескольких азеотропных смесей (например, дихлорпропанол-вода, эпихлоргидрин-вода). Для этого требуется тщательно выстроенная последовательность стадий азеотропной ректификации с целью обезвоживания потоков и получения продуктов высокой чистоты.

● Гибкость в выборе сырья: Процесс может использовать технический глицерин, полученный при производстве биодизеля, который обычно требует предварительной очистки, но снижает зависимость от более дорогостоящего очищенного глицерина, что улучшает экономическую эффективность процесса.

Основные преимущества

● Выдающиеся экологические характеристики: Это его главное преимущество. По сравнению с традиционным хлоргидриновым методом он не использует хлоргаз, сокращает образование сточных вод примерно на 90 % и производит сточные воды, не содержащие стойких органических хлоридов, что облегчает их очистку. Также исключается образование больших объемов шлама хлорида кальция.

● Высокая атомная эффективность: Все три атома углерода молекулы глицерина включаются в конечный продукт, а использование HCl является очень эффективным, что соответствует принципам зелёной химии.

● Относительно короткая технологическая схема: прямое получение дихлорпропанола из глицерина включает меньше стадий, чем процесс хлоргидрина, начинающийся с пропилена. Технологический процесс более компактный, а капитальные затраты относительно ниже.

● Использование возобновляемого сырья: применение глицерина, полученного из биомассы, в качестве сырья снижает зависимость от ископаемого сырья (пропилена) и обеспечивает преимущества в плане устойчивости.

● Более мягкие условия проведения реакции: основные реакции протекают при умеренных температуре и давлении, что обеспечивает повышенную безопасность эксплуатации.

Спецификация продукта

Эпихлоргидрин (ECH)

Спецификация продукта эпихлоргидрина (ECH)