氯醇法生产环氧丙烷副产物高值化再利用研究

摘要

环氧丙烷(PO)作为丙烯除聚丙烯和丙烯腈外的第三大衍生物，是重要的石油化工中间体之一。国外生产环氧丙烷的工艺方法主要为共氧化法和直接氧化法，这两种方法不存在废水、废渣的处理以及设备管线的腐蚀等问题，但对生产技术、装置成本和原料规格要求较高。国内环氧丙烷的生产工艺基本上全部采用氯醇法生产。该方法的特点是操作便利、工艺简单、投资低，对原料的质量要求不高。但是利用氯醇法生产环氧丙烷会附带产生两种含1，2-二氯丙烷的副产物。这两种副产物由于二氯丙烷含量低，质量较差，只能做为低端溶剂销售。由于氯丙醇与二氯丙烷形成共沸物，该共沸物与二氯丙烷沸点相近，增加了二氯丙烷的分离提纯的难度。因此，目前国内各环氧丙烷生产厂家都还没有找到这两种副产物有效的利用途径。从含有二氯异丙醚、环氧丙烷和氯丙醇等有机物的副产物中有效地分离出高纯度1，2-二氯丙烷，是副产物高值化回收再利用的关键和极具开发前景研究课题。
　　本文的主要研究内容是氯醇法生产环氧丙烷的副产物高值化利用，分离提纯副产物中的二氯丙烷，采用实验与计算机模拟相结合的方法开发了副产物高值化回收利用工艺，首先通过不同的实验方案对副产物进行分离，通过实验初步提出了副产物二氯丙烷的分离工艺。然后使用NRTL方程建立该体系的活度系数模型，通过PRO/Ⅱ软件对副产物中二氯丙烷分离提纯工艺进行模拟计算。考察了理论塔板数、进料位置、回流比和塔顶（塔底）采出量等参数对分离效果的影响，得到初步的操作参数，通过经济效益对比选取白料水洗后分离工艺和黄料双塔回收二氯丙烷工艺对副产物进行高值化回收利用，并对所选取的工艺进行优化模拟计算，得到较适宜的操作条件。其中白料水洗后分离工艺模拟结果为:脱轻塔板数为30，第20块板进料，塔顶采出量为40kg·h-1，回流比为6，脱重塔板数为20，第10块板进料，塔底采出量为25kg·h-1，回流比为1/5，在此条件下可得到二氯丙烷产品的浓度为99.85％，回收率为96.58％，经济效益为3403.86元/(h·t)。黄料双塔回收二氯丙烷工艺的模拟结果为:脱轻塔板数为15，第5块板进料，塔顶采出量为35kg·h-1，回流比为0.8，脱重塔板数为25，第12块板进料，塔底采出量为50kg·h-1，回流比为1.5，在此条件下可得到二氯丙烷的浓度为95.89％，回收率97.88，此产品再经白料分离工艺进一步分离提纯，经济效益为3662.25元/(h·t)。
　　利用以上两种工艺，可以高效、经济的提高二氯丙烷的质量，提高副产物的价值，实现环氧丙烷副产物高值化再利用，不仅对环氧丙烷生产装置具有非常重要的现实意义，为实现氯醇法副产物高值化回收再利用工艺的工业化提供理论依据，也为国内氯醇法生产环氧丙烷厂家对副产物中二氯丙烷的回收高值化利用提供了一条行之有效的技术路线。

目录

摘要

前言

1 文献综述

1．1 环氧丙烷概述及国内外现状

1．1．1 环氧丙烷性质

1．1．2 国内外环氧丙烷生产现状

1．1．3 氯醇法生产工艺流程

1．2 副产物二氯丙烷利用研究现状

1．2．1 二氯丙烷的性质简介

1．2．2 二氯丙烷的利用途径

1．2．3 二氯丙烷的直接利用方法

1．2．4 二氯丙烷高值化利用方法

1．3 研究内容和意义

2 副产物高值化回收的实验研究

2．1 实验部分

2．1．1 实验试剂与仪器

2．1．2 白料精馏实验

2．1．3 黄料精馏实验

2．2 分析方法

2．2．1 含量分析

2．2．2 组成分析

2．3 结果与讨论

2．3．1 副产物分析

2．3．2 白料精馏实验

2．3．3 黄料精馏实验

2．4 副产物高值化利用工艺

2．4．1 白料分离工艺流程

2．4．2 黄料工艺流程

2．5 本章小结

3 模拟与优化

3．1 热力学模型选取

3．2 白料模拟计算

3．2．1 初步模拟

3．2．2 优化模拟

3．3 黄料模拟计算

3．3．1 初步模拟计算

3．3．2 方案选取

3．3．3 优化模拟计算

3．4 本章小结

4 结论

参考文献

致谢

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