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环氧丙烷清洁制备技术
简介
一、技术背景
环氧丙烷是一种非常重要的基础化工原料,此前的工业生产方法主要有氯醇法、共氧化法。氯醇法消耗大量氯气,设备腐蚀和环境污染严重。共氧化法以乙苯或异丁烷自动氧化生成的烷基过氧化氢为氧源,使丙烯催化环氧化,生成环氧丙烷及大量联产品,生产过程复杂且建厂投资巨大。因而,开发环境友好、无联产品的环氧丙烷制备新方法一直是科研人员努力的目标。
二、技术原理
环氧丙烷(PO) 是丙烯的重要衍生物之一,是生产聚氨酯的重要原材料,近年来环氧丙烷市场需求每年以4% 速率增长。2001 年中国科学院大连化学物理研究所开发了一类反应控制相转移催化剂,该催化剂受反应控制而发生固- 液- 固相的变化,兼有均相催化剂和多相催化剂的优点,解决了均相催化剂难以分离的问题,同时保持了良好的催化活性和选择性。该催化剂本身不溶于反应体系中,在H O 作用下催化剂转变为可溶的活性物种,均相催化烯烃环氧化,当H O 随着反应进行消耗完全时,催化剂又以沉淀的形式从反应体系中析出,可方便地回收并循环使用。该催化剂可以高选择性的催化多种烯烃环氧化制环氧化合物。随着双氧水生产在我国的大规模发展,双氧水的价格已有了大幅度降低,真正成为了一种廉价而清洁的氧源,用于大宗化学品环氧丙烷的生产已具有了一定的经济竞争力,2008 年8 月双氧水直接氧化丙烯制环氧丙烷新工艺通过了中科院沈阳分院组织的专家鉴定。
三、应用与影响
实验表明,双氧水直接氧化丙烯制环氧丙烷新技术与氯醇法的原料成本基本相当,但是传统的氯醇法生产1t产品会产生42t废水及大量废渣;而采用新方法生产1t产品只产生1t废水,是氯醇法的四十分之一,且基本没有废渣。两者相比,新方法的环保优势更适合可持续发展的国家战略需求。与此同时,新方法不仅可以解决传统工艺路线中的腐蚀、污染问题,而且整条工艺路线简单,适于产业化推广,具有很好的经济和社会效益。
技术优势
与现有的氯醇法技术相比,该工艺的优势在于:
1、解决了传统工艺路线中的腐蚀,污染问题。
2、整条工艺路线简单
3、适合产业化推广,具有很好的经济和社会效益
聚氨酯类原料生产厂家或者化工类企业
目前,该方案已通过中试,进入了生试阶段。通过实验结果我们得出结论如下:
大连化物所研究组开发的双氧水直接氧化丙烯制环氧丙烷新技术,与项目组前期开发的原位耦合法相比,简化了工艺流程,减少了催化剂的损失;与传统工业生产方法相比,工艺简单,环境友好,无联产品问题;在优化的工艺条件下,催化剂循环使用5次后,环氧丙烷相对双氧水的产率仍保持在87%以上,产物分布选择性大于99%。