PL219791B1 - Sposób wytwarzania epichlorohydryny - Google Patents
Sposób wytwarzania epichlorohydrynyInfo
- Publication number
- PL219791B1 PL219791B1 PL399212A PL39921212A PL219791B1 PL 219791 B1 PL219791 B1 PL 219791B1 PL 399212 A PL399212 A PL 399212A PL 39921212 A PL39921212 A PL 39921212A PL 219791 B1 PL219791 B1 PL 219791B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- dichloropropanols
- epichlorohydrin
- column
- reactor
- phase
- Prior art date
Links
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 70
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 36
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 17
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 77
- XEPXTKKIWBPAEG-UHFFFAOYSA-N 1,1-dichloropropan-1-ol Chemical class CCC(O)(Cl)Cl XEPXTKKIWBPAEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 58
- 238000007033 dehydrochlorination reaction Methods 0.000 claims description 24
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 21
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 claims description 16
- 239000012267 brine Substances 0.000 claims description 11
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 10
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims description 9
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 claims description 8
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 33
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 22
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 16
- IFDLXKQSUOWIBO-UHFFFAOYSA-N 1,3-dichloropropan-1-ol Chemical compound OC(Cl)CCCl IFDLXKQSUOWIBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- ZXCYIJGIGSDJQQ-UHFFFAOYSA-N 2,3-dichloropropan-1-ol Chemical compound OCC(Cl)CCl ZXCYIJGIGSDJQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 8
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 8
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 8
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 7
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 7
- 150000004045 organic chlorine compounds Chemical class 0.000 description 7
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 6
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 6
- CFXQEHVMCRXUSD-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-Trichloropropane Chemical compound ClCC(Cl)CCl CFXQEHVMCRXUSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- -1 ether compound Chemical class 0.000 description 4
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 4
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- BFYKQUXDJBYFQK-UHFFFAOYSA-N 1,3-dichloropropyl acetate Chemical compound CC(=O)OC(Cl)CCCl BFYKQUXDJBYFQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OSDWBNJEKMUWAV-UHFFFAOYSA-N Allyl chloride Chemical compound ClCC=C OSDWBNJEKMUWAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 3
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 3
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 3
- 150000002168 ethanoic acid esters Chemical class 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 3
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- AVGQTJUPLKNPQP-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trichloropropane Chemical compound CCC(Cl)(Cl)Cl AVGQTJUPLKNPQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LAMUXTNQCICZQX-UHFFFAOYSA-N 3-chloropropan-1-ol Chemical compound OCCCCl LAMUXTNQCICZQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SSZWWUDQMAHNAQ-UHFFFAOYSA-N 3-chloropropane-1,2-diol Chemical class OCC(O)CCl SSZWWUDQMAHNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- CTKINSOISVBQLD-UHFFFAOYSA-N Glycidol Chemical compound OCC1CO1 CTKINSOISVBQLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 2
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940087373 calcium oxide Drugs 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 2
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- SYSQUGFVNFXIIT-UHFFFAOYSA-N n-[4-(1,3-benzoxazol-2-yl)phenyl]-4-nitrobenzenesulfonamide Chemical class C1=CC([N+](=O)[O-])=CC=C1S(=O)(=O)NC1=CC=C(C=2OC3=CC=CC=C3N=2)C=C1 SYSQUGFVNFXIIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 1
- BRNYPFGJNSMNMK-UHFFFAOYSA-N acetic acid 1,3-dichloropropan-1-ol Chemical compound CC(O)=O.OC(Cl)CCCl BRNYPFGJNSMNMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- BULLHNJGPPOUOX-UHFFFAOYSA-N chloroacetone Chemical compound CC(=O)CCl BULLHNJGPPOUOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000001944 continuous distillation Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004508 fractional distillation Methods 0.000 description 1
- 238000007038 hydrochlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N hypochlorous acid Chemical compound ClO QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 150000002762 monocarboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- HZDIYQVGRXAYLN-UHFFFAOYSA-M sodium;propane-1,2,3-triol;acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O.OCC(O)CO HZDIYQVGRXAYLN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Epoxy Compounds (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania epichlorohydryny z połączonych strumieni dichloropropanoli stężonych i dichloropropanoli rozcieńczonych, wydzielanych jako półprodukty w instalacji przetwarzania gliceryny do epichlorohydryny, z masy po chlorowodorowaniu gliceryny kwasem solnym i gazowym chlorowodorem.
Przeciętny skład strumienia dichloropropanoli stężonych jest następujący:
• •
| 1,3-dichloropropanol | 87,85%, |
| 2,3-dichloropropanol | 5,18%, |
| chlorowodór | 0,17%, |
| kwas octowy | 1,17%, |
| octan 1,3-dichloropropanolu | 2,59%, |
| octan beta-monochlorohydryny | 0,01%, |
| woda | 3,04%. |
Z kolei przeciętny skład dichloropropanoli rozcieńczonych jest następujący:
• •
• •
• •
| 1,3-dichloropropanol | 12,80%, |
| 2,3-dichloropropanol | 0,14%, |
| chlorowodór | 2,9%, |
| kwas octowy | 6,28%, |
| octan 1,3-dichloropropanolu | 0,01%, |
| woda | 77,87%. |
Epichlorohydrynę w skali przemysłowej wytwarza się obecnie dwiema metodami. Pierwsza to chlorohydroksylowanie chlorku allilu chlorem w środowisku wodnym. W wyniku reakcji chlorohydroksylowania powstaje mieszanina izomerów dichloropropanoli, w której izomer 1,3-dichloropropanolu występuje w ilości około 30% wagowych, a izomer 2,3-dichloropropanolu w ilości około 70% wagowych. Ubocznym produktem reakcji chlorohydroksylowania chlorku allilu jest 1,2,3-trichloropropan. Otrzymane izomery dichloropropanoli poddaje się reakcji odchlorowodorowania do epichlorohydryny przy pomocy wodorotlenku wapnia lub sodu. Reakcja odchlorowodorowania izomerów dichloropropanoli jest reakcją następczą. Powstająca epichlorohydryna przereagowuje dalej w środowisku alkalicznym do glicydolu i gliceryny. Innym ubocznym produktem reakcji jest związek o charakterze eteru powstały przez przyłączenie epichlorohydryny do 1,3-dichloropropanolu.
Druga metoda to chlorowodorowanie czystej gliceryny gazowym chlorowodorem do mieszaniny izomerów dichloropropanoli: 1,3- i 2,3-. W masie po reakcji stosunek wagowy powstałych izomerów
1,3-dichloropropanolu do 2,3-dichloropropanolu wynosi 9:1. Ubocznymi produktami reakcji są dieteromonochlorohydryny, estrowe pochodne dichloropropanoli z monokarboksylowym kwasem użytym jako katalizator, a także pośrednie produkty chlorowodorowania gliceryny: izomery monochlorohydryny.
Istnieje wiele rozwiązań procesu odchlorowodorowania izomerów dichloropropanoli do epichlorohydryny. Według opisów patentowych USA 2 117 419 i RFN 1 393 009, reakcję przeprowadza się wstępnie w reaktorze zbiornikowym, do którego doprowadza się mleko wapienne lub w kaskadzie reaktorów zbiornikowych, jak w rumuńskim opisie patentowym 56 369, a dokończenie reakcji i wydzielanie surowej epichlorohydryny zachodzi w kolumnie odpędowej ogrzewanej parą bezprzeponowo lub przeponowo z zastosowaniem wyparki. Kolumna pracuje pod zmniejszonym ciśnieniem 0,03 MPa.
Innym sposobem znanym z opisu patentowego USA 2 227 948 i Wielkiej Brytanii 974 164, reakcje przeprowadza się wyłącznie w kolumnie odpędowej, przy czym ciśnienie w kolumnie utrzymuje się na poziomie ciśnienia atmosferycznego lub wyższego. Temperatura oparów ze szczytu kolumny wynosi wówczas 96-100°C, a stosunek wagowy w destylacie oddestylowanej epichlorohydryny do wody 9. Destylat z szczytu kolumny tworzy dwie fazy, górną-wodną, zawracaną jako orosienie i dolną-surową epichlorohydrynę, kierowaną do oczyszczenia. Entalpię oparów ze szczytu kolumny można dodatkowo wykorzystać do podgrzewania mleka wapiennego kierowanego do procesu odchlorowodorowania, jak w sposobie według opisu patentowego USA 3 527 774. Wydajność przemiany dichloropropanoli do epichlorohydryny w scharakteryzowanych wyżej sposobach mieści się w granicach 90-92,1%, przy czym wyższe wartości osiąga się w rozwiązaniach stosujących wyłącznie kolumnę odpędową.
W sposobie przedstawionym w opisie patentowym Wielkiej Brytanii 960023 do procesu odchlorowodorowania dichloropropanoli wprowadza się składnik inertny-trichloropropan, poprawiający selektywność przemiany. Brak danych o konwersji dichloropropanoli nie pozwala jednak określić wydajnoPL 219 791 B1 ści przemiany dichloropropanoli do epichlorohydryny. Wadą tego sposobu jest konieczność zawracania składnika inertnego-trichloropropanu, co wymaga dodatkowo dwóch układów rektyfikacyjnych do wydzielania trichloropropanu z fazy organicznej i z fazy nieorganicznej.
Z polskiego opisu patentowego 139 944 znany jest sposób wytwarzania epichlorohydryny przez odchlorowodorowanie rozcieńczonego wodnego roztworu dichloropropanoli za pomocą wodnej zawiesiny wodorotlenku wapnia przy pH 10-12 pod zmniejszonym ciśnieniem z równoczesnym oddestylowaniem powstającej epichlorohydryny przy pomocy pary wodnej. Proces prowadzi się w reaktorze kolumnowym, zaopatrzonym w co najmniej 19 półek, przy czym wodny roztwór dichloropropanoli zmieszany z mlekiem wapiennym podaje się na drugą lub trzecią półkę kolumny licząc od góry. Uzysk epichlorohydryny wynosi 94%.
Modyfikacją niniejszego opisu jest polski opis patentowy 154 680. Według niego do reakcji odchlorowodorowania dichloropropanoli wykorzystuje się górną część reaktora kolumnowego, znajdującą się powyżej miejsca zasilania wodnym roztworem dichloropropanoli poprzez zawrót części alkalicznego strumienia z jego dolnej części. Ten sposób prowadzenia reakcji odchlorowodorowania zabezpiecza górę reaktora kolumnowego przed korozyjnym działaniem chlorowodoru zawartego w surówce kolumny, a także podnosi uzysk epichlorohydryny do 95,5%.
Metoda produkcji epichlorohydryny według patentu japońskiego 031455481 charakteryzuje się tym, że mieszanina izomerów dichloropropanoli i wodna zawiesina mleka wapiennego podawane są do półkowej kolumny destylacyjnej współpracującej ze skraplaczami, w których ma miejsce częściowe i całkowite skraplanie oparów z kolumny i w której to kolumnie przebiega reakcja odchlorowodorowania mieszaniny izomerów dichloropropanoli do epichlorohydryny. Temperatura szczytu kolumny mieści się w zakresie 75-105°C, powstająca epichlorohydryna jest odpędzana w kolumnie parą wodną. Opary opuszczające kolumnę skraplane są kolejno w skraplaczu skraplającym częściowo, a następnie w skraplaczu skraplającym całkowicie. W skraplaczu skraplającym częściowo skraplane jest 20-65% wagowych oparów opuszczających szczyt kolumny i skropliny bogate w nieprzereagowane izomery 1,3- i 2,3-dichloropropanolu są orosieniem kolumny. Pozostała część oparów, które nie zostały skroplone w skraplaczu skraplającym częściowo zostaje skroplona w skraplaczu skraplającym całkowicie i skropliny kierowane są do rozdzielacza faz. Warstwa organiczna destylatu zawiera epichlorohydrynę. Stężenie sumy izomerów dichloropropanoli w strumieniu podawanym do kolumny półkowej, zawierającym w sobie strumień mleka wapiennego wynosi 6% wagowych i więcej.
Modyfikacją powyższego opisu jest japoński opis patentowy 0322367, według którego mieszaninę izomerów dichloropropanoli przereagowuje się wstępnie do epichlorohydryny w reaktorze zbiornikowym w temperaturze 10-40°C, traktując je roztworem alkalicznym o molowym równoważniku grupy wodorotlenowej mieszczącym się w przedziale 0,05-0,4. Strumień opuszczający reaktor zbiornikowy mieszany jest ponownie z roztworem alkalicznym o molowym równoważniku grupy wodorotlenowej mieszczącym się w zakresie 1,15-0,7 i kierowany do kolumny półkowej, w której wytwarzanie epichlorohydryny przebiega według patentu 031455481.
Na uwagę zasługuje sposób produkcji epichlorohydryny opisany w patencie belgijskim 9200259. Cechuje go wprowadzenie operacji oczyszczania wodnego roztworu dichloropropanoli od zanieczyszczeń chloroorganicznych przez ich ekstrakcję roztworem organicznym bogatym w 1,2,3-trichloropropan, którego stężenie zawiera się w zakresie 50-98% wagowych. Roztwór ten powstaje podczas wydzielania czystej epichlorohydryny z mieszaniny po reakcji i odprowadzany jest z instalacji pod nazwą frakcji ciężkiej. Oczyszczony od zanieczyszczeń organicznych wodny roztwór dichloropropanoli poddaje się reakcji odchlorowodorowania do epichlorohydryny w kolumnie, a wytworzoną epichlorohydrynę odpędza się parą wodną.
Uciążliwym odpadem w produkcji epichlorohydryny są ścieki. Na skalę przemysłową epichlorohydrynę otrzymuje się przez chlorohydroksylowanie chlorku allilu wodnym roztworem kwasu podchlorawego, a otrzymane w roztworze wodnym izomery dichloropropanoli 1,3- i 2,3-odchlorowodorowuje się do epichlorohydryny najczęściej wodnym roztworem wodorotlenku wapniowego. Zawartość związków organicznych w odprowadzanych ściekach ma kapitalne znaczenie, albowiem na 1 tonę produkowanej epichlorohydryny odprowadza się 60-80 ton ścieków. Głównymi zanieczyszczeniami ścieków odprowadzanych z układu reaktorowego odchlorowodorowania izomerów dichloropropanoli są: 1,3i 2,3-dichloropropanol, epichlorohydryna, gliceryna i związki eterowe powstałe w reakcji epichlorohydryny z izomerami dichloropropanoli. Zawartość tych związków powinna być możliwie najniższa, ponieważ przed odprowadzeniem ścieku do otoczenia rozkłada się zawarte w nim związki organiczne w oczyszczalni biologicznej, a związki chloroorganiczne, do których należą również izomery dichlo4
PL 219 791 B1 ropropanoli, epichlorohydryna i związki eterowe są silnymi truciznami złoża biologicznego. Według polskiego opisu patentowego 173477 ścieki z układu reaktorowego zawierające dające się adsorbo3 wać związki chloroorganiczne, w ilości powyżej 35 mg/dm3 wprowadza się do reaktora, w którym przebywają w temperaturze wyższej od 75°C pod ciśnieniem atmosferycznym lub wyższym w czasie dłuższym niż 30 minut. Następnie poddaje się je działaniu wodoru lub związku uwalniającego wodór w obecności katalizatora palladowego naniesionego na tlenek glinowy. Zmniejszenie związków chloroorganicznych w ściekach dochodzi do 91%.
Podobny sposób obniżenia zawartości związków chloroorganicznych przedstawiony jest w patencie niemieckim 4443884. Do ich katalitycznej redukcji wodorem stosuje się metale ósmej podgrupy układu okresowego pierwiastków naniesione na tlenku cyrkonu. Reakcję prowadzi się w zakresie temperatur 5-90°C, pod ciśnieniem 1-10 barów. Przytoczone w przykładzie obniżenie stężenia związków chloroorganicznych maleje z 1014 mg/dm3 do 50 mg/dm3.
O sposobie obniżenia zawartości związków chloroorganicznych w ściekach przez ich chlorowanie traktuje patent niemiecki 4244482, w którym na ścieki działa się gazowym chlorem lub związkiem uwalniającym chlor na przykład podchlorynem sodowym, w czasie dłuższym od 24 minut, przy pH wyższym od 6. Obniżenie stężenia związków chloroorganicznych sięga 80%.
Zastosowanie drugiej metody wytwarzania epichlorohydryny znacząco redukuje uciążliwy odpad jakim są ścieki, których zrzut na tonę epichlorohydryny surowej mieści się w zakresie 3-6 ton. Stosunkowo nowa technologia produkcji epichlorohydryny scharakteryzowana w metodzie drugiej, chroniona jest wieloma patentami, z których na uwagę zasługują patenty łączące sposoby syntezy i wydzielania czystej epichlorohydryny. Autorzy patentu WO 2009108419 opisują proces, aparaturę syntezy i oczyszczania epichlorohydryny wytwarzanej z wodnej mieszaniny dichloropropanoli o stężeniu co najmniej 10% i zawierającej dodatkowo nie więcej niż 5% innych związków o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia epichlorohydryny. Reakcję odchlorowodorowania dichloropropanoli do epichlorohydryny prowadzi się w jednym lub więcej reaktorach, po czym mieszaninę po reakcji kieruje się do układu destylacyjnego, w którym wydziela się epichlorohydrynę czystą w temperaturze nie wyższej niż 150°C. Część fazy wodnej odbierana podczas wydzielania epichlorohydryny jest zawracana do układu reaktorowego.
Według patentu WO 2009000773 epichlorohydrynę wytwarza się w sposób ciągły, w reaktorze przepływowym w temperaturze 45°C pod ciśnieniem 1 bar. Dwufazową masę po reakcji rozdziela się, po czym fazę cięższą zawierającą surową epichlorohydrynę poddaje się destylacji ciągłej pod próżnią w kolumnie z wypełnieniem. Ze szczytu kolumny w temperaturze 60,8°C i podciśnieniem 150 mbar odbiera się epichlorohydrynę i wodę oraz produkty uboczne, kierując je do kolejnej kolumny z wypełnieniem, w której pod normalnym ciśnieniem w temperaturze 115,2°C z kuba odbiera się oczyszczoną epichlorohydrynę. Produkt poddaje się dodatkowemu oczyszczeniu w kolumnie pracującej w sposób periodyczny pod ciśnieniem 790 mbar. Oczyszczona dodatkowa epichlorohydryna stanowi główną frakcję odbieraną ze szczytu kolumny w zakresie temperatur 107,4-107,6°C.
Autorzy patentu WO 2008101866 opisują proces produkcji epichlorohydryny z 1,3-dichloropropanolu w obecności wodorotlenku sodowego, a także tlenku wapnia. Stosując wodorotlenek sodowy utrzymywano stosunki molowe 1,3-dichloropropanolu do NaOH równe 1,06 i 1,25. W pierwszej serii badań wykorzystano roztwór ługu o stężeniu 19,1% NaOH i proces prowadzono w temperaturze 25°C. W drugiej serii wykorzystano roztwór ługu o stężeniu 30% NaOH i proces prowadzono w temperaturze 5°C. Natomiast w trzeciej serii wykorzystano roztwór ługu 30% NaOH i proces prowadzono w temperaturze 45°C. Dla wszystkich trzech serii utrzymywano ten sam czas reakcji równy 35 minut. Mieszaninę po reakcji rozdzielono w rozdzielaczu. Selektywność reakcji odniesiona do epichlorohydryny dla każdej z prób wynosiła odpowiednio: 94%, 99,5% oraz 94,7%. Badania z użyciem tlenku wapnia przeprowadzono dla jednego stosunku molowego 1,3-dichloropropanolu do CaO równego 1,13. Reakcję poprowadzono w temperaturze 45°C w czasie 120 minut energicznie mieszając reagującą masę. Selektywność reakcji odniesiona do epichlorohydryny wyniosła 90,8%.
Podobna idea otrzymywania epichlorohydryny z dichloropropanoli przy użyciu wodorotlenku sodowego została zaproponowana przez autorów w patencie WO 2008152045. Reakcje prowadzono w stałej temperaturze 25°C, energicznie mieszając reagującą masę. Otrzymaną mieszaninę poreakcyjną rozdzielono, po czym fazę organiczną poddano destylacji frakcyjnej pod ciśnieniem 193 mbar. Pierwszą frakcję destylatu odebrano w zakresie temperatur 49-67°C, rozdzielono od wody zawracając fazę organiczną z powrotem do kuba kolumny. Zmieszaną masę w kubie poddano powtórnej destylacji w temperaturze 187°C. Otrzymaną w ten sposób drugą frakcję odbierano w zakresie temperatur
PL 219 791 B1
66-67°C i podobnie rozdzielono ją na fazę wodną i organiczną zawracając fazę organiczną z powrotem do kuba kolumny. Trzecią frakcję destylatu odebrano w temperaturze 67°C oznaczając w niej zawartość epichlorohydryny. Otrzymano epichlorohydrynę o czystości 99,95%.
Lektura stanu techniki i przede wszystkim wyniki przeprowadzonych badań narzucają na reakcję odchlorowodorowania dichloropropanoli liczne ograniczenia, szczególnie dla strumienia dichloropropanoli stężonych. Stosowanie ługu sodowego o stężeniu wodorotlenku sodu wyższym od 30% powoduje pojawienie się w fazie wodnej po rozdziale strumienia z reaktora zbiornikowego przepływowego z mieszaniem trzeciej fazy: stałego chlorku sodu. Nie wyklucza to przebiegu reakcji, lecz znacznie utrudnia jej prowadzenie w warunkach przemysłowych, albowiem wymaga wydzielenia ciała stałego przed dalszym przerobem strumieni.
Celem wynalazku było opracowanie skutecznego i ekonomicznego sposobu odchlorowodorowania mieszaniny izomerów dichloropropanoli, w masie z połączonych strumieni dichloropropanoli stężonych i rozcieńczonych do epichlorohydryny.
Nieoczekiwanie okazało się, że stosowanie do reakcji odchlorowodorowania strumienia dichloropropanoli stężonych ługu sodowego o stężeniu wodorotlenku sodowego niższym od 20 powoduje zanik ostrej granicy rozdziału faz strumienia po reaktorze zbiornikowym przepływowym z mieszaniem z powodu zaniku różnicy gęstości pomiędzy rozdzielanymi fazami, w następstwie czego obserwuje się „wędrówkę” rozdzielanych faz w rozdzielaczu, co uniemożliwia dalsze prowadzenie procesu wytwarzania epichlorohydryny w skali przemysłowej. Obecność octanów 1,3-dichloropropanolu i beta-monochlorohydryny w połączonych strumieniach dichloropropanoli stężonych i rozcieńczonych jest powodem pojawienia się w masie po reakcji, podczas jej rozdziału na fazę organiczną i wodną, trzeciej fazy tak zwanej „międzyfazy” umiejscawiającej się na granicy rozdziału faz. Nieoczekiwanie okazało się, że odpowiedni dobór parametrów reakcji odchlorowodorowania umożliwia hydrolizę 85% estrów kwasu octowego z 1,3-dichloropropanolem i beta-monochlorohydryną w środowisku reakcji.
Również istotne znaczenie dla procesu ma czas dynamicznego rozdziału faz strumienia po odchlorowodorowaniu zmieszanych strumieni dichloropropanoli stężonych i rozcieńczonych. Jeżeli jest on krótszy od 45 minut może wystąpić częściowe zawieszenie jednej fazy w drugiej, co niekorzystnie wpływa na dalszy ich przerób, przy czasie dłuższym od 60 minut obserwuje się wyraźną przemianę rozpuszczonej w fazie wodnej epichlorohydryny do glicydolu i dalej do gliceryny, ponieważ faza wodna posiada odczyn alkaliczny.
Istota sposobu według wynalazku polega na tym, że odchlorowodorowanie izomerów dichloropropanoli zawartych w strumieniach dichloropropanoli stężonych i dichloropropanoli rozcieńczonych prowadzi się w przepływowym reaktorze zbiornikowym z mieszaniem 1 w zakresie temperatur 40-70°C, strumień opuszczający reaktor 1 kieruje się do rozdzielacza 2, w którym rozdziela się go na fazę organiczną i wodną tak zwaną solankę, z solanki wydziela się rozpuszczoną w niej epichlorohydrynę przez jej rektyfikacyjny odpęd w kolumnie rektyfikacyjnej 3 pod obniżonym ciśnieniem w zakresie temperatur 75-100°C, dwufazowy destylat kolumny schładza się w skraplaczu 4, rozdziela się w rozdzielaczu 5 na fazę wodną zawracaną jako orosienie kolumny 3 i fazę organiczną którą łączy się z fazą organiczną z rozdzielacza 2, przy czym średni czas przebywania regentów w przepływowym reaktorze 1 utrzymuje się w zakresie 9-20 minut, stężenie wodorotlenku sodowego w ługu sodowym utrzymuje się w przedziale 20-50%, a czas dynamicznego rozdziału faz strumienia po reaktorze zbiornikowym przepływowym w przedziale 45-60 minut, z kuba kolumny 3 odprowadza się ścieki solankowe, a fazę organiczną z rozdzielacza 2 i 5 kieruje się do wydzielenia czystej epichlorohydryny.
Korzystnie jest, jeżeli odchlorowodorowanie izomerów dichloropropanoli zawartych w strumieniach dichloropropanoli stężonych i dichloropropanoli rozcieńczonych prowadzi się w reaktorze 1 w zakresie temperatur 50-60°C.
Korzystnie jest, jeżeli stężenie wodorotlenku sodowego w ługu sodowym utrzymuje się w przedziale 20-30%.
Dzięki prowadzeniu reakcji odchlorowodorowania mieszaniny izomerów dichloropropanoli, w masie z połączonych strumieni dichloropropanoli stężonych i rozcieńczonych, w zakresie temperatur 50-60°C i średnim czasie przebywania reagującej masy w przepływowym reaktorze zbiornikowym 9-20 minut, 85% estrów kwasu octowego z 1,3-dichloropropanolem i beta-monochlorohydryną ulega w środowisku reakcji hydrolizie. Powstający w wyniku hydrolizy 1,3-dichloropropanol jest reagentem w syntezie epichlorohydryny, kwas octowy w alkalicznym dwufazowym środowisku reakcji tworzy sól sodową rozpuszczalną w fazie wodnej, a beta-monochlorohydryna hydrolizuje do gliceryny, odprowa6
PL 219 791 B1 dzanej z fazą wodną. Proces hydrolizy estrów kwasu octowego z 1,3-dichloropropanolem i beta-monochlorohydryną ma kapitalne znaczenie w operacji rozdziału faz masy z przepływowego reaktora zbiornikowego z mieszaniem, albowiem pojawiająca się międzyfaza występuje w śladowych ilościach, niezaburzających rozdział faz lub nie ma jej wcale.
P r z y k ł a d y
Układ ciągłego odchlorowodorowania 1,3-dichloropropanolu i 2,3-dichloropropanolu zawartych w strumieniach dichloropropanoli stężonych i dichloropropanoli rozcieńczonych do epichlorohydryny przedstawia rysunek.
Zasadnicze parametry i wielkości charakteryzujące wydajność procesu przedstawionego w przykładach 1-4 przedstawia tabela.
| Przy- kład | Stosunek molowy NaOH do sumy izomerów dichloropropanoli | Stężenie NaOH [%] | Temperatura reakcji [°C] | Czas reakcji [minut] | Konwersja dichloropropanoli [%] | Selektywność reakcji do epichlorohydryny [%] |
| 1 | 1,07 | 20 | 45 | 9,5 | 96,2 | 93,8 |
| 2 | 1,07 | 20 | 80 | 9,5 | 97,7 | 92,0 |
| 3 | 1,05 | 25 | 55 | 15 | 97,5 | 93,4 |
| 4 | 1,27 | 25 | 55 | 15,5 | 97,9 | 82,0 |
Do przepływowego reaktora zbiornikowego z mieszaniem 1 wprowadza się strumień dichloropropanoli stężonych o składzie:
| • | chlorowodór | 0,17%, |
| • | kwas octowy | 1,17%, |
| • | 1,3-dichloropropanol | 87,84%, |
| • | 2,3-dichloropropanol | 5,18%, |
| • | octan 1,3-dichloropropanoplu | 2,59%, |
| • | octan beta-monochlorohydryny | 0,01%, |
| • | woda | 3,04%, |
strumień dichloropropanoli rozcieńczonych o składzie:
• chlorowodór 2,90%, • kwas octowy 6,28%, • 1,3-dichloropropanol 12,80%, • 2,3-dichloropropanol 0,14%, • octan 1,3-dichloropropanolu 0,01%, • woda 77,87%, oraz strumień ługu sodowego o składzie:
| • | NaOH | 25,27% |
| • | Na2CO3: | 0,23% |
| • | NaCl: | 0,98% |
| • | H2O: | 73,52% |
Ciepło reakcji odbiera się w reaktorze przepływem wody chłodzącej. Dwufazową masę po reakcji kieruje się do rozdzielacza faz 2, w którym prowadzi się rozdział faz na fazę organiczną (faza górna) i wodną nazywaną solanką. Fazę organiczną po rozdziale kieruje się do strumienia epichlorohydryny surowej, natomiast solankę podaje się do kolumny 3, w której prowadzi się rektyfikacyjny odpęd parą wodną epichlorohydryny zawartej w solance. Opary ze szczytu kolumny skrapla się w skraplaczu 4, rozdziela się w rozdzielaczu 5 na fazę wodną którą zawraca się na szczyt kolumny 3 jako orosienie i na fazę organiczną, którą łączy się z fazą organiczną z rozdzielacza 4 jako strumień epichlorohydryny surowej, będący produktem odchlorowodorowania izomerów dichloropropanoli zawartych w strumieniu dichloropropanoli stężonych i strumieniu dichloropropanoli rozcieńczonych.
PL 219 791 B1
Z kuba kolumny 3 odprowadza się ścieki solankowe i kieruje się je do utylizacji. Skład strumienia epichlorohydryny surowej:
| Przy- kład | Stężenie składników, % | ||||||
| Woda | Chloro- aceton | Epichloro- hydryna | 1,3-dichloro- propanol | 2,3-dichloro- propanol | Monochloro- hydryna | Octan 1,3-dichloro- propanolu | |
| 1 | 2,00 | 0,01 | 91,92 | 2,21 | 1,75 | 0,01 | 2,10 |
| 2 | 2,00 | 0,01 | 92,24 | 1,96 | 1,60 | 0,01 | 2,18 |
| 3 | 1,99 | 0,01 | 92,15 | 2,04 | 1,62 | 0,01 | 2,18 |
| 4 | 2,02 | 0,01 | 91,33 | 1,90 | 1,52 | 0,02 | 3,20 |
Skład strumienia ścieków solankowych:
| Przykład | Stężenie składników, % | ||||
| Gliceryna | Octan sodu | NaOH | NaCl | Na2CO3 | |
| 1 | 1,90 | 2,20 | 0,24 | 21,55 | 0,14 |
| 2 | 2,10 | 2,10 | 0,24 | 21,60 | 0,14 |
| 3 | 2,03 | 2,12 | 0,24 | 21,49 | 0,14 |
| 4 | 4,35 | 2,10 | 0,30 | 21,80 | 0,15 |
Zastrzeżenia patentowe
Claims (3)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób wytwarzania epichlorohydryny z połączonych strumieni dichloropropanoli stężonych i dichloropropanoli rozcieńczonych, znamienny tym, że odchlorowodorowanie izomerów dichloropropanoli zawartych w strumieniach dichloropropanoli stężonych i dichloropropanoli rozcieńczonych prowadzi się w przepływowym reaktorze zbiornikowym z mieszaniem (1) w zakresie temperatur 40-70°C, strumień opuszczający reaktor (1) kieruje się do rozdzielacza (2), w którym rozdziela się go na fazę organiczną i wodną, tak zwaną solankę, z solanki wydziela się rozpuszczoną w niej epichlorohydrynę przez jej rektyfikacyjny odpęd w kolumnie rektyfikacyjnej (3) pod obniżonym ciśnieniem w zakresie temperatur 75-100°C, dwufazowy destylat kolumny schładza się w skraplaczu (4), rozdziela się w rozdzielaczu (5) na fazę wodną zawracaną jako orosienie kolumny (3) i fazę organiczną, którą łączy się z fazą organiczną z rozdzielacza (2), przy czym średni czas przebywania regentów w przepływowym reaktorze (1) utrzymuje się w zakresie 9-20 minut, stężenie wodorotlenku sodowego w ługu sodowym utrzymuje się w przedziale 20-50%, a czas dynamicznego rozdziału faz strumienia po reaktorze zbiornikowym przepływowym w przedziale 45-60 minut, z kuba kolumny (3) odprowadza się ścieki solankowe, a fazę organiczną z rozdzielacza (2) i (5) kieruje się do wydzielenia czystej epichlorohydryny.
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że odchlorowodorowanie izomerów dichloropropanoli zawartych w strumieniach dichloropropanoli stężonych i dichloropropanoli rozcieńczonych prowadzi się w reaktorze (1) w zakresie temperatur 50-60°C,
- 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stężenie wodorotlenku sodowego w ługu sodowym utrzymuje się w przedziale 20-30%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL399212A PL219791B1 (pl) | 2012-05-17 | 2012-05-17 | Sposób wytwarzania epichlorohydryny |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL399212A PL219791B1 (pl) | 2012-05-17 | 2012-05-17 | Sposób wytwarzania epichlorohydryny |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL399212A1 PL399212A1 (pl) | 2013-11-25 |
| PL219791B1 true PL219791B1 (pl) | 2015-07-31 |
Family
ID=49626454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL399212A PL219791B1 (pl) | 2012-05-17 | 2012-05-17 | Sposób wytwarzania epichlorohydryny |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL219791B1 (pl) |
-
2012
- 2012-05-17 PL PL399212A patent/PL219791B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL399212A1 (pl) | 2013-11-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7985867B2 (en) | Process for producing epoxides | |
| JP5752342B2 (ja) | グリセリンからジクロロプロパノールを調製する方法 | |
| WO2008087657A2 (en) | A process for preparing epichlorohydrin | |
| CN101712661A (zh) | 一种环氧氯丙烷的生产方法 | |
| KR20110047260A (ko) | 글리세롤로부터 에피클로로히드린을 제조하는 방법 | |
| TWI644904B (zh) | 用於製造環氧單體及環氧化物之方法 | |
| EP2093221A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Epichlorhydrin aus Glyzerin | |
| US7982061B2 (en) | Process for producing epoxides | |
| JP2017109993A (ja) | ジクロロプロパノールの製造方法 | |
| PL219791B1 (pl) | Sposób wytwarzania epichlorohydryny | |
| PL216845B1 (pl) | Sposób wytwarzania epichlorohydryny | |
| PL214067B1 (pl) | Sposób oczyszczania 1,2-dichloropropanu | |
| PL215730B1 (pl) | Sposób wytwarzania dichloropropanoli z gliceryny | |
| RU2788109C1 (ru) | Способ получения хлоргидринного соединения | |
| PL176853B1 (pl) | Sposób wytwarzania epichlorohydryny | |
| RU2788008C1 (ru) | Способ получения эпоксидных соединений из алкенов хлоргидринным методом | |
| TWI772980B (zh) | 二氯丙醇及環氧氯丙烷的製造方法 | |
| PL137377B2 (en) | Process for manufacturing glyceryl epichlorohydrin | |
| PL219387B1 (pl) | Sposób odchlorowodorowania 1,3-dichloro-2-propanolu | |
| PL222178B1 (pl) | Sposób wytwarzania epichlorohydryny | |
| PL154680B1 (pl) | Sposób wytwarzania epichlorohydryny | |
| PL174464B1 (pl) | Sposób wydzielania epichlorohydryny o wysokiej czystości | |
| WO1999048848A1 (en) | Method to reduce the amount of phosphorus oxyhalides and dihalogenated pentenes in 1,1-dihalo-1-cyclopropylethanes | |
| PL212803B1 (pl) | Sposób wytwarzania żywic epoksydowych | |
| PL211727B1 (pl) | Sposób wytwarzania mieszaniny 1,3- i 2,3-dichloropropanoli |