环氧丙烷的生产方法有两种请计算两种方法的原子利用率 环氧丙烷的生产方法

氯醇法生产历史悠久 , 工业化已有60多年 , 以美国陶氏化学(DowChemical)公司的氯醇法为代表 。氯醇法的主要工艺过程为丙烯氯醇化、石灰乳皂化和产品精制 , 其特点是生产工艺成熟、操作负荷弹性大、选择性好 , 对原料丙烯的纯度要求不高 , 从而可提高生产的安全性 , 建设投资少 。由于固定资产投入少 , 产品成本较低 , 其产品具有较强的成本竞争力 。如今世界环氧丙烷约40%的产能为氯醇法 。
氯醇法的缺点是水资源消耗大 , 产生大量废水和废渣 , 每生产1t环氧丙烷产生40~50t含氯化物的皂化废水和2t以上的废渣 , 该废水具有温度高、pH值高、氯根含量高、COD含量高和悬浮物含量高的“五高”特点 , 难以处理 。同时 , 氯醇法还消耗大量高能耗的氯气和石灰原料 , 而氯和钙在废水和废渣中排放掉 , 生产过程中产生的次氯酸对设备的腐蚀也比较严重 。
中国环氧丙烷生产始于20世纪60年代 , 采用自行开发的氯醇法工艺路线 。20世纪80年代末和90年代初 , 中国先后引进了日本旭硝子公司、三井东压公司、昭和电工公司和美国陶氏公司氯醇法技术 , 锦化化工、山东滨化、中石化上海高桥石化、天津大沽化工等企业环氧丙烷装置建成投产后取得了较好的经济效益 , 生产水平得到较大提高 。如今 , 除中海壳牌25万t/a环氧丙烷装置采用共氧化法外 , 国内现有80%的环氧丙烷产能使用氯醇法 。共氧化法又称哈康法 , 包括异丁烷共氧化法和乙苯共氧化法2种 , 分别由异丁烷或乙苯与丙烯进行共氧化反应 , 生成叔丁醇或苯乙烯 , 同时联产环氧丙烷 。
共氧化法由美国奥克兰公司开发 , 现为美国莱昂德尔(Lyondell , 也译为利安德)公司所有 。共氧化法克服了氯醇法的腐蚀大、污水多等缺点 , 具有产品成本低(联产品分摊成本)和环境污染较小等优点 。自1969年工业化以来 , 在世界范围发展迅速 , 如今 , 共氧化法环氧丙烷产能已占世界总产能的55%左右 。
共氧化法的缺点是工艺流程长 , 原料品种多 , 丙烯纯度要求高 , 工艺操作在较高的压力下进行 , 设备材质多采用合金钢 , 设备造价高 , 建设投资大 。同时 , 环氧丙烷在共氧化法生产中 , 只是1个产量较少的联产品 , 每吨环氧丙烷要联产2.2~2.5t苯乙烯或2.3t叔丁醇 , 原料来源和产品销售相互制约因素较大 , 必须加以妥善解决 , 只有环氧丙烷和联产品市场需求匹配时才能显现出该工艺的优势 。此外 , 共氧化法产生的污水含COD也比较高 , 处理费用约占总投资的10% 。
国内环氧丙烷生产一直采用氯醇法工艺 。2006年3月 , 随着中海壳牌年产25万t环氧丙烷装置投产 , 环氧丙烷生产格局发生一定变化 。中海壳牌项目是如今国内最大的1套环氧丙烷装置 , 也是唯一采用环氧丙烷/苯乙烯共氧化联产法工艺的环氧丙烷装置 。预计2009年底 , Lyondell与中石化合资在镇海建设的28万t/a共氧化法环氧丙烷生产装置将建成投产 。过氧化氢直接氧化法(HPPO法)是由过氧化氢(双氧水)催化环氧化丙烯制环氧丙烷的新工艺 , 生产过程中只生成环氧丙烷和水 , 工艺流程简单 , 产品收率高 , 没有其他联产品 , 基本无污染 , 属于环境友好的清洁生产系统 。
如今过氧化氢真接氧化法工艺分别由赢创工业集团(原德固萨 , Degussa)与伍德(Uhde)公司、陶氏化学和巴斯夫(BASF)公司联合开发和工业化推广 。
2001年 , 赢创工业集团和伍德公司在德国法兰克福建设了1套过氧化氢法试验性装置 , 测试最佳催化剂和测定临界参数 , 并开始对技术进行工业化设计 。2003年 , 赢创推出该技术的商业化工艺包 。
2006年5月 , 韩国环氧丙烷和聚酯薄膜生产商SKC公司从赢创和伍德购买专利 , 开始在韩国蔚山建设世界第1套过氧化氢法环氧丙烷装置 , 该装置生产规模为10万t/a , 2008年7月已建成投产 , 生产运行良好 。赢创工业集团正在与俄罗斯天然气寡头Gazprom的子公司Sibur谈判 , 计划在俄罗斯建设过氧化氢和环氧丙烷联合生产装置 。

推荐阅读