沈阳化工学院毕业设计(论文)开题报告
丙烯高温氯化法的特点是生产过程灵活,工艺成熟,操作稳定,除了生产环氧氯丙烷外,还可生产甘油、氯丙烯等重要的有机合成中间体,副产D-D混剂(1,3-2氯丙烯和1,2-2氯丙烷)也是合成农药的重要中间体。缺点是原料氯气引起的设备腐蚀严重,对丙烯纯度和反应器的材质要求高,能耗大,氯耗量高,副产物多,产品收率低。生产过程产生的含氯化钙和有机氯化物污水量大,处理费用高,清焦周期短。
(2)乙酸丙烯酯法
前苏联科学院与日本昭和电工均开发了利用乙酸丙烯酯为原料生产环氧氯丙烷的生产工艺。前苏联是采用先氯化后水解工艺,昭和电工则采用先水解后氯化工艺。其工艺过程主要包括合成乙酸丙烯酯,乙酸丙烯酯水解制烯丙醇,合成2氯丙醇以及2氯丙醇皂化生成环氧氯丙烷4个反应单元。
(1)在钯和助催化剂作用下,丙烯与氧在温度160~180 ℃、压力0。5~1。0 MPa,乙酸存在下反应生成乙酸丙烯酯。
CH2=CHCH2+ 1/2O2 + CH3COOH→ CH2=CHCH2OCOCH3 +H2O
(2)在温度60~80 ℃、压力0。1~1。0 MPa下,以强酸性阳离子交换树脂为催化剂,乙酸丙烯酯经水解反应生成烯丙醇。
CH2=CHCH2OCOCH3 +H2O→ CH2=CHCH2OH +CH3COOH
(3)在温度0~10 ℃,压力0。1~0。3 MPa条件下,烯丙醇与氯通过加成反应生成2氯丙醇。
CH2=CHCH2OH + Cl2→ CH2ClCHClCH2OH
(4)2氯丙醇与氢氧化钙发生皂化反应生成环氧氯丙烷。
CH2ClCHClCH2OH+ 1/2Ca(OH)2→ CH2— CHCH2Cl + 1/2CaCl2 +H2O
与传统的丙烯高温氯化法相比较,乙酸丙烯酯法具有以下优点:(1)避免了高温氯化反应,反应条件温和,易于控制,不结焦、操作稳定,丙烯、氢氧化钙和氯气的用量大大减少,反应副产物和含氯化钙废水的排放量也大大减少。(2)开发了丙烯醇的氯化加成反应系统,成功地将氧引入环氧化物中,首次实现了由氧氧化代替氯氧化的技术,减少了醚化副反应,提高了系统的收率。(3)工艺过程无副产盐酸产生。(4)可以较容易获得目前技术还不能得到的高纯度烯丙醇。主要缺点是工艺流程长,催化剂寿命短,投资费用相对较高。
丙烯高温氯化法和乙酸丙烯酯法各有优缺点,其主要技术指标比较见表1。
表1 高温氯化法与乙酸丙烯酯法的主要技术指标比较
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名称
高温氯化法
乙酸丙烯酯法
原料消耗(以100%计)/t·t-1
丙烯
0。66
氯气
2。10
0。89
氢氧化钙
1。12
0。65
乙酸
0。03
氧气
0。316
能耗
高
较低
3废排放量
多
较少
ECH收率,%
70~75
90
开工率,%
70
85
产品成本,%
1。14
1
3废治理占总投资,%
15~20
<10
设备维修占总投资,%
5
1~2
表2 国外环氧氯丙烷的主要生产厂家情况 (kt/a)
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国家或地区
生产厂家
生产能力
工艺路线
美国
DOW化学公司
227
丙烯高温氯化法
壳牌公司
88
丙烯高温氯化法
德国
DOW公司
90
丙烯高温氯化法
Solvay德国分公司
44
丙烯高温氯化法
法国
Solvay公司
33
丙烯高温氯化法
荷兰
Shell化学荷兰分公司