Epiklorhydrinanläggning

Epiklorhydrin är råvaran för produktion av epoxihartser samt en viktig råvara inom den organiska kemiska industrin och produkt inom finkemisk industri. Framställning av epiklorhydrin via glycerolmetoden består främst av två kärnsektioner:

● Kloreringsreaktionsavsnitt: Råvaran glycerol reagerar med vätekloridgas i närvaro av en katalysator och bildar mellanprodukten diklorpropanol.

● Saponifierings/cykliseringsavsnitt: Diklorpropanol genomgår en saponifieringsreaktion med en alkalilösning, där väteklorid avlägsnas och bildar epiklorhydrin via cyklisering.

Hela processen innefattar återvinning av material och behandling av biprodukter, vilket utgör en kontinuerlig, förfinerad process.

Uppdelning i tre steg

Steg 1: Kloreringsavsnitt – Generering av mellanprodukt

● Ingående material: Glycerol, katalysator, vätekloridgas.

● Kärnenhet: Kloreringsreaktorn, där den katalytiska kloreringsreaktionen sker.

● Nyckelsteg: Blandningen från reaktionen går in i HCl-återvinningskolonnen, där opåbrukad vätekloridgas separeras och återcirkuleras tillbaka till reaktorn, vilket förbättrar råmaterialutnyttjandet.

● Utgående ström: Diklorpropanol/vatten-azeotropet produceras och skickas till nästa avsnitt.

Steg 2: Saponifikations-/cyklieringsavsnitt – Bildning av produkten

● Ingående material: Diklorpropanol från första avsnittet, basisk lösning.

● Kärnenhet: Saponifikations reaktivt destillationskolonn. Detta är en nyckelenhet där reaktion och separation sker samtidigt. Diklorpropanol reagerar med basen, och den resulterande epiklorhydrin förångas kontinuerligt på grund av sin låga kokpunkt.

● Utskrifter:

Kolonntopp: En blandning av rå epiklorhydrin och vatten erhålls.

Kolonnbottnen: Avloppsvatten innehållande salt avleds och skickas för behandling.

Steg 3: Produktreningsavsnitt – Refining
Detta är en serie destillationskolonner utformade för att ta bort vatten och föroreningar från råprodukten, vilket ger en högpur produkt.

● Azeotrop destillationskolonn: Separerar vatten från råprodukten och ger rå epiklorhydrin med mycket lågt vatteninnehåll.

● Lättdestillationskolonn: Avlägsnar lätta föroreningar med lägre kokpunkt än epiklorhydrin.

● Produktkolonn: Fungerar under hög vakuum för att avlägsna tyngre föroreningar med hög kokpunkt.

● Slutprodukt: Högren epiklorhydrin erhålls som sidoflöde eller toppprodukt från produktkolonnen.

Tekniska egenskaper

● Katalytisk klorering: Kärnan i denna process är gas-vätskefasreaktionen mellan glycerol och väteklorid i närvaro av en specifik katalysator (t.ex. karboxylsyror eller ester) för att direkt producera diklorpropanol. Valet av katalysator är avgörande för att uppnå hög selektivitet och omvandling.

● Reaktiv destillationsteknologi: I saponifieringssteget sker reaktionen (cyklering av diklorpropanol) och produkts separation (epiklorhydrin) samtidigt i samma enhet – den reaktiva destillationskolonnen. Denna metod övervinner kemiska jämviktsbegränsningar, förbättrar reaktionsverkningsgraden och minskar energiförbrukningen.

● HCl-återvinning: Överskott av vätekloridgas från kloreringsreaktionen fångas upp av ett dedikerat återvinningsystem och återföras till reaktorn. Detta förbättrar atomutnyttjandet avsevärt och minskar råmaterialförbrukningen samt bildandet av avfallsyra.

● Azeotrop destillation för renhetsbehandling: Processen innefattar separation av flera azeotropa blandningar (t.ex. diklorpropanol-vatten, epiklorhydrin-vatten). Detta kräver en noggrant utformad sekvens av azeotropa destillationssteg för att avvattna strömmarna och erhålla produkter med hög renhet.

● Råvaruflexibilitet: Processen kan hantera rå glycerol från biodieselproduktion, vilket vanligtvis kräver förbehandling men minskar beroendet av dyrare renad glycerol, vilket förbättrar processens ekonomi.

Huvudfördelar

● Exceptionell miljöprestanda: Detta är dess främsta fördel. Jämfört med den traditionella klorhydrinprocessen används ingen kloravgas, avfallsvattenmängden minskas med cirka 90 % och det producerade avloppsvattnet är fritt från persistenta organiska klorider, vilket gör det enklare att rena. Processen undviker också produktionen av stora mängder kalciumkloridslam.

● Hög atomekonomi: Alla tre kolatomer i glycerolmolekylen ingår i slutprodukten, och utnyttjandet av HCl är mycket högt, vilket överensstämmer med principerna för grön kemi.

● Relativt kort processflöde: Den direkta produktionen av diklorkopropanol från glycerol innebär färre steg än klorhydrinprocessen som utgår från propen. Processflödet är mer kompakt och kapitalinvesteringen är relativt lägre.

● Utnyttjande av förnybara råvaror: Användning av glycerol från biomassa som råvara minskar beroendet av fossila råmaterial (propen) och ger hållbarhetsfördelar.

● Mjukare reaktionsförhållanden: Huvudreaktionerna sker vid måttliga temperaturer och tryck, vilket ger högre driftssäkerhet.

Produktspecifikation

Epiklorhydrin (ECH)

Epiklorhydrin (ECH) produktspecifikation