丙烯高溫氯化法生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷技術(shù)分析

丁寶棣　趙國(guó)良

摘 要：在我國(guó)快速發(fā)展的過(guò)程中，由于環(huán)氧樹(shù)脂、合成甘油等產(chǎn)品需求強(qiáng)勁，促使國(guó)內(nèi)環(huán)氛級(jí)丙烷需求量的快速增長(zhǎng)。但國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)能力和產(chǎn)量遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際需要，需大量進(jìn)口。丙烯合成環(huán)氧丙烷技術(shù)成熟、原料供應(yīng)充足、投資不算太大、利潤(rùn)率較高，能使投資者得到較滿意的回報(bào)。

關(guān)鍵詞：環(huán)氧氯丙烷；高溫氯化；分析

隨著各類工藝技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，各類領(lǐng)域也都取得了不凡的成就。而每個(gè)研究的成功，背后一定是無(wú)數(shù)次的實(shí)驗(yàn)與長(zhǎng)時(shí)間的研究發(fā)展。在甲醇制丙烯的這項(xiàng)發(fā)展中，甲醇作為制作丙烯的主要原料，甲醇制丙烯也經(jīng)過(guò)了漫長(zhǎng)的技術(shù)研究與發(fā)展。下面我便來(lái)簡(jiǎn)單的概述一下甲醇制丙烯的技術(shù)進(jìn)展以及經(jīng)濟(jì)分析。

1 生產(chǎn)工藝

1.1 丙烯高溫氯化法

丙烯高溫氯化法是工業(yè)上生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷的經(jīng)典方法，世界上90%以上的環(huán)氧氯丙烷采用此法進(jìn)行生產(chǎn)。其工藝過(guò)程主要包括丙烯高溫氯化制氯丙烯，氯丙烯次氯酸化合成二氯丙醇，二氯丙醇皂化合成環(huán)氧氯丙烷3個(gè)反應(yīng)單元。丙烯與氯氣經(jīng)干燥、預(yù)熱后以摩爾比4～5：1混合進(jìn)入高溫氯化反應(yīng)器，短時(shí)間（約3s）內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，生成氯丙烯和氯化氫氣體。精制后得氯丙烯產(chǎn)品，同時(shí)副產(chǎn)D-D混劑（1，2-二氯丙烷和1，3-二氯丙烯），氯化氫氣體經(jīng)水吸收后得到工業(yè)鹽酸；氯氣在水中生成次氯酸（或采用介質(zhì)叔丁醇和氯氣在溶液中反應(yīng)生成叔丁基次氯酸鹽，該鹽水解生成次氯酸，叔丁醇循環(huán)使用），次氯酸與氯丙烯反應(yīng)生成二氯丙醇（過(guò)程中二氯丙醇濃度一般控制在4%左右）；二氯丙醇水溶液與Ca（OH）2或反應(yīng)生成環(huán)氧氯丙烷。

1.2 醋酸丙烯酯法

醋酸丙烯酯法工藝過(guò)程主要包括合成醋酸丙烯酯，醋酸丙烯酯水解制烯丙醇，合成二氯丙醇以及二氯丙醇皂化生成環(huán)氧氯丙烷4個(gè)反應(yīng)單元。在鈀和助催化劑作用下，丙烯與氧在溫度160～180℃、壓力0.5～1.0MPa，醋酸存在下反應(yīng)生成醋酸丙烯酯；在溫度60～80℃、壓力0.1～1.0MPa下，以強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為催化劑，醋酸丙烯酯經(jīng)水解反應(yīng)生成烯丙醇；在溫度0～10℃，壓力0.1～0.3MPa條件下，烯丙醇與氯通過(guò)加成反應(yīng)生成二氯丙醇；二氯丙醇與氫氧化鈣發(fā)生皂化反應(yīng)生成環(huán)氧氯丙烷。

1.3 甘油法

甘油可以用環(huán)氧氯丙烷為原料來(lái)生產(chǎn)，然而隨著甘油價(jià)格的變化以及生產(chǎn)環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)環(huán)氧氯丙烷的需求量的大增，環(huán)氧氯丙烷的單價(jià)高于甘油。從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，環(huán)氧氯丙烷已經(jīng)不適合用來(lái)生產(chǎn)甘油。近年來(lái)，由于原油價(jià)格居高不下，各個(gè)國(guó)家大力發(fā)展生物柴油工業(yè)，用生物柴油副產(chǎn)的甘油生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷技術(shù)開(kāi)始重新引起人們的關(guān)注。甘油法生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷的主要原料為工業(yè)甘油、30%的燒堿和氣體氯化氫，工藝過(guò)程主要分為甘油、催化劑與干燥氯化氫反應(yīng)生成二氯丙醇；二氯丙醇在堿性溶液中環(huán)合皂化得到環(huán)氧氯丙烷產(chǎn)品兩個(gè)步驟。其中又可以分為連續(xù)法和間歇法。

2 甲醇制丙烯的經(jīng)濟(jì)分析

2.1 甲醇制丙烯路線是以石油化工原料制備

制作丙烯還存在其他的替代方式，例如我們可以以煤和天然氣為主要原料，然后經(jīng)整合由氣體轉(zhuǎn)換為甲醇，最后再轉(zhuǎn)換為丙烯。不僅如此，化學(xué)家們正在積極探索其他的替代方式，力求減少成本，提高其轉(zhuǎn)化效率，甲醇制丙烯的技術(shù)也會(huì)日漸趨于成熟，甲醇制丙烯的經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)愈發(fā)顯著。

2.2 水資源的獲得性

由于環(huán)境污染的不斷加重，近年來(lái)，我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始實(shí)行了提高廢水回收利用率、節(jié)能減排及增產(chǎn)不增污等一系列環(huán)保政策，這在一定程度上制約了甲醇制丙烯的發(fā)展，所以，節(jié)能減排、減少生產(chǎn)過(guò)程中的污染便是十分需要解決的問(wèn)題。而在此過(guò)程中水資源的獲得性便成為我們現(xiàn)在的前提。

2.3 學(xué)會(huì)轉(zhuǎn)換資源

眾所周知，我國(guó)有較豐富的煤炭資源，但這些資源分布的地區(qū)十分不均衡，且很多分布在交通十分不便、地理位置十分偏僻、運(yùn)輸條件極差的偏遠(yuǎn)地區(qū)。

2.4 以煤或天然氣為原料的甲醇制丙烯技術(shù)

上面我們也曾提過(guò)，為了更好的提高甲醇制丙烯的經(jīng)濟(jì)效益，我們可以拓寬生產(chǎn)丙烯的原料來(lái)源，從而降低對(duì)與甲醇資源的緊張，同時(shí)也要不斷改進(jìn)生產(chǎn)的技術(shù)，提高轉(zhuǎn)換效率。所以說(shuō)，對(duì)于當(dāng)前我國(guó)節(jié)約資源的角度來(lái)看，MTP技術(shù)具有重要的戰(zhàn)略意義和經(jīng)濟(jì)意義。

3 我國(guó)環(huán)氧氯丙烷的供需現(xiàn)狀及發(fā)展前景

1995年我國(guó)環(huán)氧氯丙烷的表觀消費(fèi)量只有2.59萬(wàn)t，2000年達(dá)到6.55萬(wàn)t，1995-2000年表觀消費(fèi)量的年均增長(zhǎng)率為20.4%。2002年表觀消費(fèi)量達(dá)到10.35萬(wàn)t，2007年進(jìn)一步增加到約35.26萬(wàn)t，同比增長(zhǎng)約34.2%，2002-2007年表觀消費(fèi)量的年均增長(zhǎng)率達(dá)到約27.8%。

4 結(jié)語(yǔ)

以上，就是我綜合網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、書(shū)籍查詢、報(bào)刊等等對(duì)于甲醇制丙烯這項(xiàng)工藝的技術(shù)進(jìn)展以及它的經(jīng)濟(jì)分析的一些自己的看法與思考，盡管在甲醇制丙烯方面的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境保護(hù)方面都還沒(méi)有那么完善，但任何事都不可能一蹴而就。我堅(jiān)信隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，甲醇制丙烯這項(xiàng)技術(shù)將會(huì)取得巨大的成就。

參考文獻(xiàn)：

[1]雍曉靜，張堃.Lurgi甲醇制丙烯技術(shù)工藝特點(diǎn)及應(yīng)用進(jìn)展[J].化工技術(shù)與開(kāi)發(fā)，2012（10）.

[2]姚本鎮(zhèn)，徐澤輝.甲醇制丙烯的技術(shù)進(jìn)展及經(jīng)濟(jì)分析[J].石油化工技術(shù)與經(jīng)濟(jì)，2010（02）.