CN108440453A - 一种双碱氯醇法环氧化物生产方法 - Google Patents

一种双碱氯醇法环氧化物生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明给出的一种双碱氯醇法环氧化物生产方法，采用碳酸钙脱除水与氯气反应生成次氯酸过程伴生的氯化氢；采用无氯化氢的高浓度次氯酸进行氯醇化反应；用氢氧化钠进行皂化反应，用氢氧化钙浆液回收脱除氯化氢过程伴生的二氧化碳。该方法氯醇化过程副产物生成少，待氯醇化原料转化成的目的产物多；皂化过程无废渣，皂化塔无堵塞；皂化反应过程残水少；皂化残水组成简单、易于环保处理和资源化利用；无氯化氢的物料对设备腐蚀轻；系统内生成的氢氧化钙、碳酸钙可循环使用；利用本发明给出的方法生产环氧化物经济效益和环境效益显著。

Description

一种双碱氯醇法环氧化物生产方法
技术领域
本发明涉及一类化工产品的生产方法，特别是涉及氯醇法制备环氧化物的生产方法。
背景技术
环氧化物是一类具有三元环醚结构的有机化合物，如环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、环氧氯乙烷、环氧氯丙烷。环氧化物用途广泛，如环氧乙烷可用于制造各种溶剂、稀释剂、非离子表面活性剂、合成洗涤剂、抗冻剂、消毒剂、乳化剂等，并广泛应用于制药、印染行业；环氧丙烷是仅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大丙烯类衍生物，用于生产聚醚多元醇、丙二醇和各类非离子表面活性剂；环氧乙烷和环氧丙烷均可用于生产新型溶剂碳酸二甲酯；环氧氯丙烷可用于生产甘油、硝化甘油、表面活性剂及医药、农药、染料、涂料等行业。环氧化物的生产方法多样，其中氯醇法环氧化物生产方法是国内及世界范围内使用最多的经典传统生产方法。虽然氯醇法生产环氧化物历史悠久、技术成熟，但传统氯醇法环氧化物生产方法技术落后，其中氯醇化反应器出口中间产物氯醇浓度受限，无法提高，提高则副产物增多，目的产物减少，故装置生产效率低，原料消耗与能量消耗高。另外氯醇法环氧化物生产过程物料对设备腐蚀严重；特别是氯醇法环氧化物生产过程产生大量的废水和废渣，难达国家环保排放要求。
环氧化物是我国氯碱行业氯气平衡的重要产品。目前，氯醇法环氧化物生产的环保问题已成为制约该法生产的瓶颈，现已处于两难境地，关掉不合格的环氧化物生产厂家，则短时间内无法保证氯碱行业的氯气平衡；保证皂化废水环保处理合格，则产品总成本升高，企业生存困难。
寻找一种改进的氯醇法环氧化物生产方法，提高我国环氧化物生产的技术水平，使企业有更大的利润空间，并利用获得的新增利润去进行环保达标治理，是解决我国氯醇法环氧化物生产的迫切需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新的氯醇法环氧化物的生产方法，使环氧化物生产中氯醇化反应器目的中间产物浓度显著提高，大大提高装置单位生产能力的同时却不生成副产物，以提高目的产物的收率，并有效减少皂化残液量和改善皂化残液组成，使其易于环保处理。
本发明是通过以下技术方案实现的：
1、一种双碱氯醇法环氧化物的生产方法，所述方法设置次氯酸反应单元、脱氯化氢反应单元、氯醇化反应单元、皂化反应单元、环氧化物分离单元、皂化残液沉降单元、二氧化碳回收单元。所述方法的工艺过程为：
a. 原料氯气和水进入次氯酸反应单元内反应生成次氯酸和氯化氢；
b. 出氯化氢反应单元的次氯酸和氯化氢混合液与碳酸钙进入脱氯化氢反应单元，在该单元内碳酸钙与氯化氢反应生成氯化钙、水和二氧化碳；
c. 出脱氯化氢反应单元的无氯化氢次氯酸水溶液与待氯醇化原料进氯醇化反应单元，在该单元内待氯醇化原料与次氯酸反应生成中间产物氯醇；
d. 出氯醇化反应器的含有中间产物及氯化钙的液相物料与皂化剂氢氧化钠进皂化反应单元，在该单元内中间产物与氢氧化钠反应生成环氧化物，氯化钙与氢氧化钠反应生成氯化钠和氢氧化钙；
e. 出皂化反应单元的液相物料进环氧化物分离单元，在该单元内使环氧化物与皂化残液分离；
f. 出环氧化物分离单元的皂化残液进皂化残液沉降单元，分离出的沉降物氢氧化钙去二氧化碳回收单元；
g. 出脱氯化氢反应单元的二氧化碳与氢氧化钙进二氧化碳回收单元，在该单元内二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙，生成的碳酸钙去脱氯化氢反应单元。
2、一种双碱氯醇法环氧化物生产方法，所述次氯酸反应单元和脱氯化氢反应单元或合并，水、氯气、碳酸钙加入同一反应单元。
3、一种双碱氯醇法环氧化物生产方法，所述待氯醇化原料为乙烯、丙烯、氯乙烯、氯丙烯，对应的目的产物为环氧乙烷，环氧丙烷，环氧氯乙烷，环氧氯丙烷。
本发明优点：
1、设置了次氯酸反应单元和脱氯化氢反应单元，可保证氯醇化反应单元内无氯气与待氯醇化原料接触和无氯化氢与氯醇化反应生成的中间产物接触，既氯醇化反应过程副产物生成少。
2、本发明克服了“氯醇化反应器出口有用中间产物氯醇提高导致副产物随之增多”这一长期未能解决的技术难题。
3氯醇化反应器出口氯醇浓度高，可显著提高装置的单位生产能力，并可有效减少皂化反应单元排出的残液量。
4、采用氢氧化钠（第一碱）进行皂化，除生成目的产物外，还可将脱氯化氢反应生成的氯化钙转化成氢氧化钙，再用氢氧化钙（第二碱）回收脱氯化氢反应过程生成的二氧化碳，回收二氧化碳过程生成的碳酸钙循环返回进行脱除氯化氢，原料利用合理。
5、采用氢氧化钠皂化，克服了氢氧化钙皂化存在的皂化塔堵塞现象，可保证皂化塔长周期稳定运行。
6、可有效减缓脱氯化氢后续装置的腐蚀。
7、采用该发明给出的方法生产环氧化物，副产物少，原料消耗低，目的产物收率高；皂化废水少，易于环保处理和资源化利用；经济效益与环保效益明显。
8、本发明可用于对传统氯醇法环氧化物生产装置进行改进，并能最大限度的利用原装置。
附图说明
图1是本发明给出的双碱氯醇法环氧化物生产方法工艺流程简图。
图2是次氯酸反应单元与脱氯化氢反应单元合并的双碱氯醇法环氧化物生产方法工艺流程简图。
具体实施例
实施例1
一种双碱氯醇法环氧化物的生产方法，所述方法设置次氯酸反应单元1、脱氯化氢反应单元2、氯醇化反应单元3、皂化反应单元4、环氧化物分离单元5、皂化残液分离单元6、二氧化碳回收单元7。工艺过程为：
a. 原料氯气和水进入次氯酸反应单元1内反应生成次氯酸和氯化氢；
b. 出氯化氢反应单元1的次氯酸和氯化氢混合液与碳酸钙进入脱氯化氢反应单元2，在该单元内碳酸钙和氯化氢反应生成氯化钙、水和二氧化碳；
c. 出脱氯化氢反应单元2的无氯化氢次氯酸水溶液与待氯醇化原料丙烯进氯醇化反应单元3，在该单元内待氯醇化原料丙烯与次氯酸反应生成中间产物氯丙醇；
d. 出氯醇化反应器3的含有中间产物氯丙醇及氯化钙的液相物料与皂化剂氢氧化钠进皂化反应单元4，在该单元内中间产物氯丙醇与氢氧化钠反应生成环氧丙烷，同时，脱氯化氢单元2内生成的氯化钙在该单元内与氢氧化钠反应生成氯化钠和氢氧化钙；
e. 出皂化反应单元4的液相物料进环氧化物分离单元5，在该单元内使环氧丙烷与皂化残液分离；
f. 出环氧化物分离单元5的皂化残液进皂化残液沉降单元6，分离出的沉降物氢氧化钙循环去二氧化碳回收单元7；出皂化残液沉降单元6的皂化残水为含氢氧化钠水溶液；
g. 出脱氯化氢反应单元2的二氧化碳与氢氧化钙进二氧化碳回收单元7，在该单元内二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙，生成的碳酸钙去脱氯化氢反应单元2。
实施例1给出的双碱氯醇法环氧化物生产方法工艺流程简图见图1。
实施例2
实施例2与实施例1基本相同，不同之处在于将次氯酸反应单元1和脱氯化氢反应单元合并，水、氯气、碳酸钙进入同一反应单元。该实施例工艺流程简图见图2。
实施例3
实施例3是实施例1基本相同，不同之处在于进入氯醇化反应单元3的待氯醇化原料为乙烯，环氧化物分离单元5所得目的产物为环氧乙烷。
实施例4
实施例4与实施例1基本相同，不同之处在于进入氯醇化反应单元3的待氯醇化原料为氯丙烯，环氧化物分离单元5所得目的产物为环氧氯丙烷。
实施例5
实施例5与实施例1基本相同，不同之处在于进入氯醇化反应单元3的待氯醇化原料为氯乙烯，环氧化物分离单元5所得的目的产物为环氧氯乙烷。

Claims (3)

1.一种双碱氯醇法环氧化物的生产方法，其特征在于，所述方法设置次氯酸反应单元（1）、脱氯化氢反应单元（2）、氯醇化反应单元（3）、皂化反应单元（4）、环氧化物分离单元（5）、皂化残液沉降单元（6）、二氧化碳回收单元（7）；
所述方法的工艺过程为：
a. 原料氯气和水进入次氯酸反应单元（1）内反应生成次氯酸和氯化氢；
b. 出氯化氢反应单元（1）的次氯酸和氯化氢混合液与碳酸钙进入脱氯化氢反应单元（2），在该单元内碳酸钙与氯化氢反应生成氯化钙、水和二氧化碳；
c. 出脱氯化氢反应单元（2）的无氯化氢次氯酸水溶液与待氯醇化原料进氯醇化反应单元（3），在该单元内待氯醇化原料与次氯酸反应生成中间产物氯醇；
d. 出氯醇化反应器（3）的含有中间产物及氯化钙的液相物料与皂化剂氢氧化钠进皂化反应单元（4），在该单元内中间产物与氢氧化钠反应生成环氧化物，氯化钙与氢氧化钠反应生成氯化钠和氢氧化钙；
e. 出皂化反应单元（4）的液相物料进环氧化物分离单元（5），在该单元内使环氧化物与皂化残液分离；
f. 出环氧化物分离单元（5）的皂化残液进皂化残液沉降单元（6），分离出的沉降物氢氧化钙去二氧化碳回收单元（7）；
g. 出脱氯化氢反应单元（2）的二氧化碳与氢氧化钙进二氧化碳回收单元（7），在该单元内二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙，生成的碳酸钙去脱氯化氢反应单元（2）。
2.根据权利要求1所述的一种双碱氯醇法环氧化物生产方法，其特征在于，所述次氯酸反应单元（1）和脱氯化氢反应单元（2）或合并，水、氯气、碳酸钙加入同一反应单元。
3.根据权利要求1所述的一种双碱氯醇法环氧化物生产方法，其特征在于，所述待氯醇化原料为乙烯、丙烯、氯乙烯、氯丙烯，对应的目的产物为环氧乙烷，环氧丙烷，环氧氯乙烷，环氧氯丙烷。
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