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環氧氯丙烷生產的方法

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環氧氯丙烷生產的方法

發布日期:2019-05-30 作者: 點擊:

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環氧氯丙烷最早于1854年由Berthelot用鹽酸處理粒甘油,然后用堿液水解時首先發現的。20世紀60年代前后,為適應環氧樹脂生產發展的需求,環氧氯丙烷開始以氯丙烯為原料作為主要產品進行生產。工業上環氧氯丙烷的生產方法主要有丙烯高溫氯化法和醋酸丙烯酯法兩種。前者由美國Shell公司于1948年首次開發成功并應用于工業化生產,當前世界上90%以上的環氧氯丙烷采用該方法進行生產。后者由前蘇聯科學院以及日本昭和電工公司于20世紀80年代分別開發成功。
1.丙烯高溫氯化法
丙烯高溫氯化法是工業上生產環氧氯丙烷的經典方法,其工藝過程主要包括丙烯高溫氯化制氯丙烯,氯丙烯與次氯酸化合成二氯丙醇,二氯丙醇環化合成環氧氯丙烷3 個反應單元。
丙烯高溫氯化法生產環氧氯丙烷工藝特點:
①工藝成熟,操作穩定;
②有中間產品氯丙烯,而氯丙烯可用于生產農藥、樹脂、黏合劑、涂料等的生產,在環氧氯丙烷市場過剩時可直接銷售,能很好平衡生產;
③反應副產品多,原材料轉化率低,消耗定額高;
④設備腐蝕嚴重,能耗定額高,污水排放量大。
2.醋酸丙烯酯-丙烯醇法
前蘇聯科學院與日本昭和電工均開發了利用乙酸丙烯酯為原料生產環氧氯丙烷的生產工藝。前蘇聯是采用先氯化后水解工藝,昭和電工則采用先水解后氯化工藝。其工藝過程主要包括合成乙酸丙烯酯,乙酸丙烯酯水解制烯丙醇,合成二氯丙醇以及二氯丙醇環化生成環氧氯丙烷4 個反應單元。
醋酸丙烯酯-丙烯醇法工藝特點:
①主要原料氯氣和石灰用量少;
②采用了乙酰氯化技術,收率較高;
③反應條件緩和,生產故障少且避免了副產物氯化烴類的生成;
④反應步驟多,為防止醋酸腐蝕需用不銹鋼設備材料,且裝置投資相對較高。
3.丙烯醛法
DOW 化學開發了丙烯醛制環氧氯丙烷的工藝,其工藝過程主要包括丙烯催化氧化制取丙烯醛,丙烯醛氯化生成2,3-二氯丙醛,2,3-二氯丙醛加氫生成2,3-二氯丙醇,2,3-二氯丙醇脫去氯化氫生成環氧氯丙烷4 個反應單元。
丙烯醛制環氧氯丙烷工藝特點:
①丙烯醛轉化成1,2-二氯丙醇的選擇性較高;
②丙烯醛的分離精制較為復雜,設備投資費用大。
4.甘油氯化法技術
生物柴油衍生副產甘油的大量產出,甘油路線生產環氧氯丙烷工藝成本上得以可行。該路線突出的優勢是綠色環保,三廢量較丙烯法得到極大減少。
甘油氯化法工藝過程主要包括甘油與氯化氫在催化劑作用玉反應生成二氯(異)丙醇,二氯(異)丙醇與熟石灰反應生成環氧氯丙烷2 個反應單元,其技術難點是在于選擇高效的催化劑。
以甘油為原料制備二氯(異)丙醇選擇催化劑:路易斯酸、質子酸、含氯無機鹽。

例:路易斯酸。選擇氯化鋅作為路易斯酸催化劑,反應為:

路易斯酸甘油氯化法生產環氧氯丙烷工藝特點:
①工藝流程短,投資少。
②甘油法無需要昂貴的催化劑,生產成本較低。
③甘油法副產物少,廢物處理成本低。
④整個生產過程中操作條件比較溫和,安全可靠。
⑤甘油法不消耗丙烯,原料資源豐富;
⑥生產時間短,技術來源少。
5.環氧丙烷法氧化制備環氧氯丙烷
采用環氧丙烷作為原料,在正磷酸三鋰催化下,有選擇地異構化成丙烯醇,丙烯醇與氯氣合成二氯丙醇,二氯丙醇被氫氧化鈣皂化成環氧氯丙烷,精餾得成品。該項生產工藝首先由法國Lepont 公司開發成功。
6.氯丙烯直接環氧化生產環氧氯丙烷
氯丙烯直接環氧化制環氧氯丙烷工藝可參考Interox 法和Pcuk 法。
Interox 法是以過羧酸為環氧化劑的兩步法:乙酸(或丙酸)先與過氧化氫在硫酸存在下形成過乙酸(或過丙酸),然后使氯丙烯環氧化。此法在相當程度上克服了叔丁基過氧化氫環氧化法的缺點。

法國Pcuk 法是以過氧化氫、氯丙烯和丙酸為原料的一步法,反應在常壓和70~80℃下進行。當前正在進行中間試驗。此法最大的優點是避開了氯醇化反應和加堿皂化工序,不產生皂化廢水、廢渣,污染小,也可稱為改良氯丙烯法。


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關鍵詞:氯化法

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