環(huán)氧氯丙烷是一種重要的有機化工原料和精細化工產(chǎn)品,,用途十分廣泛。以它為原料制得的環(huán)氧樹脂具有粘結(jié)性強,,耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕,、收縮率低、化學(xué)穩(wěn)定性好,、抗沖擊強度高以及介電性能優(yōu)異等特點,,在涂料、膠粘劑,、增強材料,、澆鑄材料和電子層壓制品等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用。國內(nèi)環(huán)氧氯丙烷幾乎都用于制備環(huán)氧樹脂,,中國目前是全球環(huán)氧樹脂最大生產(chǎn)廠,、重要消費國,2006年生產(chǎn)量55萬噸,、消費量74萬噸,,需要越來越多的環(huán)氧氯丙烷平配套。面對進入環(huán)氧氯丙烷產(chǎn)業(yè)大發(fā)展的契機,,江蘇工業(yè)學(xué)院向業(yè)內(nèi)推出甘油直接生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷技術(shù),。
目前全球環(huán)氧氯丙烷大多是發(fā)達國家用丙烯高溫氯化法生產(chǎn)的。據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家介紹,,用該工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品每噸產(chǎn)生約40噸含甘油和二氯化鈉的廢水,。由于原油價格居高不下,各國大力發(fā)展生物柴油工業(yè),,隨之副產(chǎn)大量生物甘油(占生物柴油量的1/10),,造成甘油市場過剩、價格大跌,;而另一方面全球環(huán)氧氯丙烷十分緊缺,,在這種背景下甘油法制環(huán)氧氯丙烷獲得新生。甘油法誕生時間并不晚,,我國在40多年前就已成功應(yīng)用這一技術(shù)制造環(huán)氧氯丙烷,,但甘油的緊缺使國內(nèi)外放棄了這一技術(shù)。致使只有少數(shù)公司掌握甘油法技術(shù),,此前有消息稱目前國際上,,只有陶氏,、蘇威2家擁有新的甘油法技術(shù),,其中蘇威2006年2月初在法國 Tavaux建立甘油法環(huán)氧氯丙烷工廠,計劃2007上半年投產(chǎn),,生產(chǎn)能力1萬噸/年,;而陶氏準(zhǔn)備在中國建設(shè)的15萬噸/年環(huán)氧氯丙烷工廠,,可能采用甘油法技術(shù)。
近年國內(nèi)加緊開發(fā)甘油法技術(shù),,江蘇工業(yè)學(xué)院就是其中的佼佼者,。他們的甘油法技術(shù),相對丙烯高溫氯化法和乙酸丙烯酯法,,具有明顯的優(yōu)勢:資源寬松,,不消耗丙烯;安全可靠,,不需使用氯氣和次氯酸,;投資小,僅為丙烯法的四分之一,;成本低,,比丙烯法低3000元/噸;操作條件緩和,,污染大大降低,,廢水是丙烯法的十分之一;也不需昂貴的催化劑,。他們采用自己開發(fā)的技術(shù)經(jīng)過間歇式放大生產(chǎn),,在催化劑和反應(yīng)工藝上都較先進、反應(yīng)效率高,,已申請專利,。投資效益可觀:每噸環(huán)氧氯丙烷消耗1.35噸95%工業(yè)甘油(5000元/噸)、1.5噸氯化氫(1000元/噸),、1.75噸30%燒堿(750元/噸),、催化劑與助劑消耗1000元;副產(chǎn)物0.55噸25%鹽酸,,0.15噸甘油縮合物與焦油,,5噸廢水(其中約含2%甘油、15%氯化納),;人工,、水、汽,、電消耗約1200元,,副產(chǎn)鹽酸及甘油縮合物銷售大致可以抵消廢水處理的費用。
按環(huán)氧氯丙烷最新售價15000元/噸計,,該技術(shù)生產(chǎn)1噸環(huán)氧氯丙烷毛利為3238元左右,,年產(chǎn)1萬噸可實現(xiàn)產(chǎn)值2億元、凈利潤2000萬元左右,。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家介紹必:按1萬噸/年生產(chǎn)規(guī)模估算,,主要設(shè)備為:搪玻璃釜及貯罐若干(總體積60~80立方米),,反應(yīng)塔3只(總體積50立方米),精餾塔6只(直徑1~1.2米,、高10~20米的3只,,直徑0.6~0.8米、高8~15米的3只),,氯化氫尾氣吸收裝置1套,,耐酸泵25~30臺(輸出壓力5大氣壓、流量1~3立方米/時),,總換熱器面積750~800平方米(其中450平方米,,要求耐氯化氫腐蝕),水環(huán)式抽真空裝置4套,,自控與管道,、儀表、閥門等輔助設(shè)備若干,??傇O(shè)備投資650~750萬元,裝置占地60×100平方米,,總投資約1200~1300萬元,。
公用工程方面需0.6MPa的低壓水蒸汽、冷凍鹽水5℃,。安全與環(huán)保方面,,反應(yīng)操作在0~150℃、負壓~5大氣壓,,操作安全可靠,。按1萬噸/年的生產(chǎn)規(guī)模估算,每年約產(chǎn)生50000噸廢水,,其中含2%甘油,、15%氯化鈉,經(jīng)濃縮,、化學(xué)處理后循環(huán)入電解裝置,。產(chǎn)生的約1500噸甘油縮合物與焦油,可以銷售作燃料使用或通過焚燒處理,,副產(chǎn)的5500噸鹽酸可以外銷,。目前江蘇工業(yè)學(xué)院公開轉(zhuǎn)讓這一技術(shù),對該項目有興趣者,,可聯(lián)系江蘇工業(yè)學(xué)院化工系,。
ECH技術(shù)、原料多元化條件成熟
中國已經(jīng)進入環(huán)氧氯丙烷產(chǎn)業(yè)大發(fā)展時期,但大多數(shù)企業(yè)采用丙烯法工藝,,由于丙烯資源呈全球性緊張局面,,因此面臨日益沉重的原料壓力,。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家表示,,國內(nèi)環(huán)氧氯丙烷幾乎都用于制備環(huán)氧樹脂,中國目前是全球環(huán)氧樹脂最大生產(chǎn)廠,、重要消費國,,環(huán)氧氯丙烷業(yè)迎來了大好發(fā)展時機。然而國內(nèi)環(huán)氧氯丙烷業(yè)的進一步發(fā)展,,必須走原料多元化的道路,,日前江蘇工業(yè)學(xué)院公開轉(zhuǎn)讓最新研制的甘油法制環(huán)氧氯丙烷技術(shù),為該行業(yè)發(fā)展提供了技術(shù)支撐,。
環(huán)氧氯丙烷是一種重要的有機化工原料和精細化工產(chǎn)品,,用途十分廣泛。以它為原料制得的環(huán)氧樹脂具有粘結(jié)性強,,耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕,、收縮率低、化學(xué)穩(wěn)定性好,、抗沖擊強度高以及介電性能優(yōu)異等特點,,在涂料、膠粘劑,、增強材料,、澆鑄材料和電子層壓制品等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用。此外,,環(huán)氧氯丙烷還可用于合成硝化甘油炸藥,、玻璃鋼、電絕緣品,、表面活性劑,、醫(yī)藥、農(nóng)藥,、涂料,、膠料、離子交換樹脂,、增塑劑,、(縮)水甘油衍生物、氯醇橡膠等多種產(chǎn)品,,用作纖維素酯,、樹脂、纖維素醚的溶劑,用于生產(chǎn)化學(xué)穩(wěn)定劑,、化工染料和水處理劑等,。
2005年世界環(huán)氧氯丙烷的總生產(chǎn)能力約為135萬噸/年,產(chǎn)量約為110萬噸/年,,其中僅美國的環(huán)氧氯丙烷年消費量就在50萬噸,。我國環(huán)氧氯丙烷一直依賴進口,2005年年產(chǎn)能,、產(chǎn)量僅10萬噸左右,,2006年多家工廠裝置建成后,年末產(chǎn)能25達到萬噸/年左右,。2006年,,我國環(huán)氧氯丙烷的生產(chǎn)廠家,有博匯化工,、揚農(nóng)化工,、鑫岳化工、齊魯石化,、天津化工,、巴陵石化,總生產(chǎn)能力為25萬噸/年,,但半數(shù)以上為新增產(chǎn)能,,多于第4季度建成投產(chǎn)。目前國內(nèi)環(huán)氧氯丙烷供求形成平衡格局,,但鑒于國內(nèi)環(huán)氧樹脂繼續(xù)高速發(fā)展,,且國際市場環(huán)氧氯丙烷十分緊缺,因此環(huán)氧氯丙烷需求依然強勁,。
目前世界上70%的環(huán)氧氯丙烷是發(fā)達國家,,用丙烯高溫氯化法生產(chǎn)的,每噸產(chǎn)品產(chǎn)生約40噸含甘油和二氯化鈉的廢水,。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家表示,,由于原油價格飛漲并預(yù)期居高不下,各國大力發(fā)展生物柴油工業(yè),,隨之副產(chǎn)大量生物甘油(占生物柴油量的1/10),,造成甘油市場過剩、價格大跌,。因此,,國際甘油業(yè)面臨嚴(yán)重過剩,在這種背景下,,美國陶氏,、法國索爾維都推出并實施生物甘油制備環(huán)氧氯丙烷的計劃,。我國是能源消費大國,原油自給率只有約50%,,大力發(fā)展我國的生物質(zhì)能源是國家既定的長遠目標(biāo),,因此我國未來定有大量的生物甘油資源有待利用。利用生物甘油為原料生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷既能減少國家對石油的依賴,,又能促進生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的順利發(fā)展,,具有重大的經(jīng)濟和社會價值。
甘油法工藝很早就誕生,。我國在40多年前就已成功應(yīng)用這一技術(shù)制造環(huán)氧氯丙烷,,當(dāng)時無錫樹脂廠用使用這一工藝多年,,工藝流程短,、設(shè)備簡單,避免了運輸高度危害性的物質(zhì),,用水規(guī)模,、排放強度均低于高溫氯化法。其前道為甘油,、蠟酸,、氯化錫與干燥氯化氫,生成二氯丙醇,;后道為二氯丙醇與堿生成環(huán)氧氯丙烷,。由于甘油資源緊張,后來逐步而放棄了這一技術(shù)的改進,。但我國對這一技術(shù)的研究并沒有完全中斷,,目前上海和張家港的2家試劑廠就運行著試劑級甘油法裝置,質(zhì)量優(yōu)于目前的工業(yè)級裝置,,雖然放大到萬噸以上平臺還需做工作,,但總體上是掌握了這一技術(shù)。去年進軍環(huán)氧氯丙烷業(yè)的揚農(nóng)化工,,也采用了自主研發(fā)的甘油法技術(shù),,即由二氯異丙醇與氫氧化鈉反應(yīng)生成環(huán)氧氯丙烷。
江蘇工業(yè)學(xué)院的甘油直接制環(huán)氧氯丙烷技術(shù),,相對丙烯高溫氯化法和乙酸丙烯酯法,,不需使用氯氣和次氯酸,投資小(為丙烯法的1/4),、成本降低(比丙烯法低3000元/噸),、操作條件緩和、安全可靠,、污染大大降低(廢水是丙烯法的1/10),、也不需昂貴的催化劑。據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家介紹,該技術(shù)經(jīng)過間歇式放大生產(chǎn),,證明在催化劑和反應(yīng)工藝上都較先進,、反應(yīng)效率高,已申請專利,。據(jù)悉對甘油法環(huán)氧氯丙烷技術(shù),,國內(nèi)還有其它高校在進行研發(fā),重點在過去國內(nèi)技術(shù)的基礎(chǔ)上改進催化劑等技術(shù),,增加分餾,、精餾工藝。而此前有消息稱,,目前國際上只有陶氏,、蘇威2家擁有甘油法技術(shù)。其中蘇威2006年2月初在法國 Tavaux建立甘油法環(huán)氧氯丙烷工廠,,計劃2007上半年投產(chǎn),,生產(chǎn)能力1萬噸/年;而陶氏準(zhǔn)備在中國建設(shè)的15萬噸/年環(huán)氧氯丙烷工廠,,可能采用甘油法技術(shù),。