环氧氯丙烷别名表氯醇,是一种重要的有机化工原料和精细化工产品,用途十分广泛。以它为原料制得的环氧树脂具有粘结性强,耐化学介质腐蚀、收缩率低、化学稳定性好、抗冲击强度高以及介电性能优异等特点,在涂料、胶粘剂、增强材料、浇铸材料和电子层压制品等行业具有广泛的应用。目前,国内外环氧氯丙烷生产工艺主要有3种,即丙烯高温氯化法、醋酸丙烯酯法和甘油法。
>>>>丙烯高温氯化法
世界上90%以上的环氧氯丙烷采用该方法生产。其工艺过程主要包括丙烯高温氯化制氯丙烯、氯丙烯次氯酸化合成二氯丙醇、二氯丙醇皂化合成环氧氯丙烷3个反应单元。特点是生产过程灵活,工艺成熟,操作稳定。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,氯耗高,副产物多,产品收率低,生产过程产生大量的含氯化钙和有机氯化物的废水,处理费用高,清焦周期短。
>>>>醋酸丙烯酯法
工艺过程主要包括以下4个反应单元,即丙烯气相催化氧乙酰化制醋酸丙烯酯、醋酸丙烯酯水解制烯丙基醇、烯丙基醇与氯加成合成二氯丙醇、二氯丙醇用石灰皂化生成环氧氯丙烷。醋酸丙烯酯法的特点是反应条件温和,易于控制,避免了高温氯化反应,不结焦、操作稳定,减少了丙烯、氢氧化钙和氯气的用量以及反应副产物和含氯化钙废水的排放量;主要缺点是工艺流程长,催化剂寿命短,需用不锈钢材料防醋酸腐蚀,投资费用较高。
>>>>甘油法
甘油法生产环氧氯丙烷主要分为2个反应单元进行,即氢氯化反应和环化反应。
1、氢氯化反应
氢氯化反应是将甘油在催化剂无水乙酸(其他有机酸及其衍生物或有机腈)与助剂存在下,于90~120℃通入干燥过的氯化氢气体,使之生成二氯丙醇。副产物是一氯丙二醇、甘油的低聚物和有机酸甘油脂。
2、环化反应
环化反应是将二氯丙醇在碱液的作用下,脱去一分子氯化氢,环化生成环氧氯丙烷。一般用氢氧化钙配制成适宜浓度的碱液来环化,也可以用氢氧化钠。副反应主要是环氧氯丙烷在碱性条件下水解生成甘油。
甘油法具有以下优点:
①工艺流程短,反应器部分不需在高温状态下运行,也不需要使用特殊设备,与传统的丙烯高温氯化法相比,投资少。
②甘油法的甘油消耗约为1.2t/t,氯化氢的单耗为1.5t/t,无需昂贵的催化剂,与丙烯高温氯化法的丙烯单耗0.66t/t,氯气单耗2.1t/t相比,生产成本也比较低。
③甘油法副产物少,废物处理成本低,废水排放量仅为丙烯法的1/8,污染大大降低,对环境友好。
④整个生产过程中不需要消耗氯气和次氯酸,操作条件比较温和、安全可靠。
⑤甘油法不消耗丙烯,可摆脱丙烯紧缺的制约,原料资源丰富、价格便宜,还可以再生,易形成循环经济。缺点是受甘油价格影响大。
>>>>总结
甘油制环氧氯丙烷,与传统的丙烯高温氯化法相比,投资少,生产成本也比较低。污染大大降低,对环境友好。操作条件比较温和、安全可靠。原料资源丰富、价格便宜,还可以再生,易形成循环经济。
参考文献:王莹,环氧氯丙烷生产工艺现状对比,工业、生产;有删减。