Propylenoxidist ein wichtiges Propylenderivat, und etwa 7 % des Propylens werden jedes Jahr für die Propylenoxidproduktion verwendet. Die Herstellungsverfahren umfassen hauptsächlich Chlorhydrinierung, Co-Oxidation (auch indirekte Oxidation genannt) und direkte Oxidation. Heutzutage sind die wichtigsten industrialisierten Verfahren zur Herstellung von Propylenoxid in der Welt das Chlorhydrinisierungsverfahren und das Co-Oxidationsverfahren. Das Co-Oxidationsverfahren wird in das Ethylbenzol-Co-Oxidationsverfahren und das Isobutan-Co-Oxidationsverfahren unterteilt. In den letzten Jahren wurden das Cumol-Oxidationsverfahren und das Wasserstoffperoxid-Direktoxidationsverfahren erfolgreich entwickelt und sukzessive in der industriellen Produktion realisiert, und das Direktoxidationsverfahren unter Verwendung von Sauerstoff als Oxidationsmittel befindet sich ebenfalls in der Entwicklung. Im Folgenden wird beschrieben, wie Propylenoxid hergestellt wird.
Die Herstellungsverfahren sind in folgende unterteilt ·
Chlorhydrin-Methode··
Co-Oxidation
·
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Cumol-Oxidationsmethode
·
·
HPPO-Methode
·
Die Herstellung von Chlorhydrinen hat eine lange Geschichte und wird seit mehr als 60 Jahren industrialisiert. Der Hauptprozessfluss des Chlorhydrinverfahrens ist Propylenchlorhydrin, Verseifung von Kalkmilch und Produktraffination. Es zeichnet sich durch ausgereifte Produktionstechnologie, große Betriebslastflexibilität, gute Selektivität, geringe Anforderungen an die Rohstoffreinheit Propylen, verbesserte Produktionssicherheit und geringe Bauinvestitionen aus. Aufgrund der geringen Investitionen in das Anlagevermögen und der geringen Produktkosten sind Produkte aus Propylenoxid
sind sehr wettbewerbsfähig. Heute sind etwa 40 % der weltweiten Propylenoxid-Produktionskapazität von&das Chlorhydrin-Verfahren.
Der Nachteil derChlorhydrinMethode besteht darin, dass Wasserressourcen verbraucht werden und eine große Menge an Abwasser und Abfallresten anfällt. Für jede Chlorhydrin-Methode
Es entstehen 1 t Propylenoxid, 40~50 t chloridhaltiges Verseifungsabwasser und 2 t oder mehr Reststoffe. Das Abwasser hat eine hohe Temperatur, einen hohen pH-Wert und Chlor. Das"fünf hoch" Die Eigenschaften eines hohen Wurzelgehalts, eines hohen CSB-Gehalts und eines hohen Schwebstoffgehalts sind schwierig zu handhaben. Gleichzeitig verbraucht das Chlorhydrin-Verfahren auch große Mengen an energieintensiven Chlor- und Kalkrohstoffen, während Chlor und Calcium in Abwasser und Abfallreste ausgetragen werden und auch die im Produktionsprozess entstehende unterchlorige Säure starke Korrosion verursacht von der Ausrüstung.
Co-Oxidationsverfahren
Das Co-Oxidationsverfahren, auch als Hakon-Verfahren bekannt, umfasst das Isobutan-Co-Oxidationsverfahren und das Ethylbenzol-Co-Oxidationsverfahren. Die Co-Oxidationsreaktion von Isobutan oder Ethylbenzol und Propylen wird durchgeführt, um tert-Butanol oder Styrol zu erzeugen. Herstellung von Propylenoxid.
Das Co-Oxidationsverfahren überwindet die Unzulänglichkeiten des Chlorhydrin-Verfahrens, wie beispielsweise starke Korrosion und mehr Abwasser, und hat die Vorteile der geringen Produktkosten (Kostenteilung der Nebenprodukte) und einer geringeren Umweltverschmutzung. Seit seiner Industrialisierung im Jahr 1969 hat es sich weltweit rasant entwickelt. Heute macht die Produktionskapazität von Propylenoxid zur Co-Oxidation etwa 55 % der gesamten Produktionskapazität der Welt aus.
Die Nachteile des Co-Oxidationsverfahrens sind der lange Prozessfluss, die Vielfalt der Rohstoffe, die hohe Reinheit von Propylen, der Prozessvorgang wird unter höherem Druck durchgeführt, die Ausrüstungsmaterialien sind hauptsächlich legierter Stahl, die Ausrüstungskosten sind hoch, und die Bauinvestitionen sind groß.
Cumol-Oxidationsmethode
Das Cumol-Oxidationsverfahren verwendet einen Festbettreaktor mit Katalysatoren auf Titanbasis und verwendet Cumolhydroperoxid (CHP) als Oxidationsmittel. CHP epoxidiert Propylen, um Propylenoxid und zwei Methylbenzylalkohol zu erhalten, letzterer wird zu α-Methylstyrol dehydratisiert und dann zu Cumol hydriert, das zu CHP oxidiert und recycelt wird. Das Cumol-Oxidationsverfahren ist eine Verbesserung des Co-Oxidationsverfahrens.
Der Hauptunterschied zur Co-Oxidationsmethode besteht darin, dass Cumol anstelle von Ethylbenzol verwendet wird und das Cumol recycelt wird und keine Kuppelprodukte erzeugt. Da dieses Verfahren keine Hilfsausrüstung für die Co-Produktion von Styrol erfordert, sind die Investitionskosten für die Ausrüstung ungefähr 1/3 niedriger als die des Co-Oxidationsverfahrens, und für das Chlorhydrin-Verfahren mit Chlorgas ist eine Korrosionsschutzausrüstung erforderlich ist nicht nötig.
HPPO-Methode
Das Wasserstoffperoxid-Direktoxidationsverfahren (HPPO-Verfahren) ist ein neues Verfahren zur Epoxidierung von Propylen zu Propylenoxid durch Wasserstoffperoxid (Wasserstoffperoxid). NurPropylenoxidund Wasser entstehen im Produktionsprozess. Der Prozessablauf ist einfach und die Produktausbeute hoch. , Es gibt keine anderen Kuppelprodukte, im Grunde schadstofffrei, und es ist ein umweltfreundliches, saubereres Produktionssystem.
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