Епіхлоргідринний завод

Епіхлоргідрин є основною сировиною для виробництва епоксидних смол, а також важливою сировиною в органічній хімічній промисловості та продуктом фінішної хімічної промисловості. Виробництво епіхлоргідрину методом гліцерину складається переважно з двох основних етапів:

● Секція реакції хлорування: сировинний гліцерин реагує з газоподібним хлористим воднем за наявності каталізатора з утворенням проміжного продукту — дихлорпропанолу.

● Секція омилення/циклізації: дихлорпропанол піддається реакції омилення з лугом, внаслідок чого видаляється хлористий водень і утворюється епіхлоргідрин шляхом циклізації.

Увесь процес передбачає повторне використання матеріалів та обробку побічних продуктів, що представляє собою безперервний, удосконалений процес.

Розподіл на три етапи

Крок 1: Секція хлорування — отримання проміжного продукту

● Вхідні матеріали: гліцерин, каталізатор, газ хлористого водню.

● Основний блок: реактор хлорування, в якому відбувається каталітична реакція хлорування.

● Ключовий етап: Суміш від реакції надходить у колону рекуперації HCl, де невіднований газ хлориду водню розділяється та повертається назад у реактор, що підвищує використання сировини.

● Потік продукту: Отримують азеотропну суміш дихлорпропанолу/води, яку направляють до наступного відділення.

Етап 2: Відділення омилення/циклізації – одержання продукту

● Вхідні матеріали: Дихлорпропанол із першого відділення, луговий розчин.

● Основний блок: Ректифікаційна колона для реакції омилення. Це ключовий блок, у якому одночасно відбуваються реакція та розділення. Дихлорпропанол реагує з лугом, а утворений епіхлоргідрин безперервно випаровується завдяки його низькій температурі кипіння.

● Потоки продуктів:

Верхній продукт колони: отримують суміш неочищеного епіхлоргідрину та води.

Днище колони: стічні води, що містять сіль, виводяться та направляються на очищення.

Етап 3: Відділення очищення продукту – рафінування
Це серія ректифікаційних колон, призначених для видалення води та домішок із неочищеного продукту, що забезпечує отримання кінцевого продукту високої чистоти.

● Азеотропна ректифікаційна колона: розділяє воду та неочищений продукт, утворюючи неочищений епіхлоргідрин із дуже низьким вмістом води.

● Колона легких фракцій: видаляє легкі домішки з температурою кипіння нижчою, ніж у епіхлоргідрину.

● Продуктова колона: працює в умовах високого вакууму для видалення важких домішок із високою температурою кипіння.

● Кінцевий продукт: високочистий готовий епіхлоргідрин отримують як бічний або верхній продукт із продуктової колони.

Технічні характеристики

● Каталітичне хлорування: основою цього процесу є газорідинна реакція між гліцеролом та хлоридом водню за наявності спеціального каталізатора (наприклад, карбонових кислот або їхніх естерів), що безпосередньо призводить до утворення дихлорпропанолу. Вибір каталізатора має ключове значення для досягнення високої селективності та ступеня перетворення.

● Технологія реактивної ректифікації: На етапі омилення реакція (циклізація дихлорпропанолу) та розділення продукту (епіхлоргідрин) відбуваються одночасно в одному апараті — колоні реактивної ректифікації. Цей підхід долає обмеження хімічної рівноваги, підвищує ефективність реакції та зменшує енергоспоживання.

● Рециклування HCl: Надлишковий газоподібний хлористий водень із реакції хлорування захоплюється спеціалізованою системою відновлення та повторно подається в реактор. Це значно покращує атомну економічність, зменшує споживання сировини та утворення кислотних відходів.

● Азеотропна ректифікація для очищення: У процесі необхідно розділити кілька азеотропних сумішей (наприклад, дихлорпропанол-вода, епіхлоргідрин-вода). Для цього потрібна ретельно продумана послідовність операцій азеотропної ректифікації, щоб видалити воду з потоків і отримати продукти високої чистоти.

● Гнучкість щодо сировини: Процес може використовувати технічний гліцерин, отриманий із виробництва біодизелю, який зазвичай потребує попередньої обробки, але зменшує залежність від більш дорогого очищеного гліцерину, що покращує економічні показники процесу.

Основні переваги

● Виняткові екологічні характеристики: Це його найважливіша перевага. У порівнянні з традиційним хлоргідринним процесом, він не використовує хлорний газ, скорочує утворення стічних вод приблизно на 90% і утворює стічні води, вільні від стійких органічних хлоридів, що полегшує їх очищення. Також уникнуто утворення великої кількості шламу хлориду кальцію.

● Висока атомна ефективність: Всі три атоми вуглецю молекули гліцерину входять до складу кінцевого продукту, а використання HCl є дуже високим, що відповідає принципам зеленої хімії.

● Відносно короткий технологічний процес: безпосереднє отримання дихлорпропанолу з гліцерину передбачає менше стадій, ніж процес хлоргідрину, що починається з пропілену. Технологічна схема більш компактна, а капіталовкладення відносно нижчі.

● Використання відновлюваних ресурсів: застосування гліцерину, отриманого з біомаси, як сировини зменшує залежність від нафтових матеріалів (пропілену) і забезпечує переваги щодо сталості.

● М’якші умови реакції: основні реакції проходять за помірних температур і тиску, що забезпечує вищу безпеку експлуатації.

Специфікація продукту

Епіхлоргідрин (ECH)

Специфікація продукту Епіхлоргідрин (ECH)