环氧丙烷生产技术现状及研究进展

    胡金春

    (沧州大化集团TDI有限责任公司,河北沧州061000)环氧丙烷的生产现状

    目前,工业上生产PO的主要方法是氯醇法和共氧化法,这两种方法约占世界总产量的99%以上。另外日本住友化学采用自主开发的过氧化异丙苯法(CHP法)生产。2006年全球PO生产能力约为724万t左右,新增长生产能力约为43万t/a,主要有壳牌公司与中海油在中国惠州建设的25万t/a的环氧丙烷装置,日本住友化学公司和西班牙Repsol公司两个扩能5万t/a项目。另外亚洲地区还有一些扩建装置相继投产。预计未来几年,全球环氧丙烷年均增长速度约为6%左右[3]。就国内形势看,预计2007年将新增生产能力约26万t/a,至2009年我国PO产能将达到158.5万t/a左右。

    环氧丙烷合成技术研究进展目前PO生产技术开发的发展动向主要是传统PO生产技术的改进和丙烯氧化新工艺研究开发等两个方面。

    1.环氧丙烷合成技术现状

    ①氯醇法

    该工艺采用氯气、水与丙烯发生氯醇化反应,生成中间体氯丙醇,然后用石灰水皂化制得PO。每产1tPO需耗用氯气1.35～1.65t,副产二氯丙烷120～190kg,产生废渣约2t,含有机物废水40～80t。该法技术成熟,投资较低,但是需耗用大量氯气,生产过程中产生的次氯酸还严重腐蚀设备,产生大量石灰渣和含氯废水,综合治理投资较大。

    ②共氧化法

    该工艺利用不同有机氢过氧化物与丙烯环氧化生产环氧丙烷。根据原料和联产品的不同,该法分为乙苯共氧化法和异丁烷共氧化法。与氯醇法工艺相比,共氧化法大幅度提高了单套装置的生产规模,减少了污水的排放等。这在一定程度上克服了氯醇法三废污染严重、腐蚀大和需求氯资源的缺点,但也有其不利之处,如工艺流程长、防爆要求严、投资大、对原料规格要求高、操作条件严格、联产品比例大等,每生产1t环氧丙烷有2.5t叔丁醇或1.8t苯乙烯生成,这远超过主产品的产量,而且副产品的市场需求量波动大,所以PO生产受市场因素制约严重。因此,PO/SM间接氧化法装置必须考虑对联产品有需求,才能显出其优越性。

    由于以上两种工艺,尤其是氯醇法工艺的种种不足及其对环境的污染严重,因此开发流程简单、副产物少和无污染的绿色工艺越来越受到重视,丙烯直接氧化法因具有以上多种优点成为国内外许多公司研究热点。

    2.环氧丙烷合成技术研究进展

    ①钛硅沸石为催化剂的合成技术

    近年来世界各国都在积极开发环氧丙烷生产新工艺。日本住友公司开发了以钛硅分子筛(TS-1)为催化剂的新工艺,用异丙苯氢过氧化物与丙烯环氧化得环氧丙烷和对异丙基苯甲醇,异丙基苯甲醇在催化剂作用下加氢生成异丙基苯和水,异丙基苯返回循环使用。与前面两种方法相比不受副产品的约束,故在市场上有极强的竞争力。

    意大利的Emichem公司开发了以钛硅分子筛TS-1(用量为1%)为催化剂、反应温度50℃、反应压力为0.1~0.4MP,丙烯与过氧化氢直接催化氧化转化为环氧丙烷。

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