[发明专利]一种二氯丙醇气相皂化生产环氧氯丙烷的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工生产工艺技术领域，具体地涉及一种二氯丙醇气相皂化生产环氧氯丙烷的方法。

背景技术

二氯丙醇是一种无色液体，微有氯仿气味，具有1，3-二氯丙醇和2，3-二氯丙醇两种同分异构体。沸点为174℃，闪点为73.9℃，相对密度(水＝1)为1.37。它是工业上生产环氧氯丙烷的重要中间产物。二氯丙醇作为中间体与NaOH、KOH、Ca(OH)₂或Ba(OH)₂等碱性溶液发生反应脱去氯化氢后，生成最终产物环氧氯丙烷，反应方程式详见下式。

环氧氯丙烷是一种无色液体，有似氯仿气味，易挥发，不稳定。沸点为117.9℃，闪点为34℃，相对密度(水＝1)为1.18。它是一种重要的有机化工原料和精细化工产品，主要用于生产环氧树脂、硝化甘油炸药、玻璃钢、电绝缘品、缩水甘油衍生物、氯醇橡胶等多种产品，同时它还可以用于合成表面活性剂、医药、农药、涂料、橡胶、离子交换树脂等多种产品，广泛应用于化学稳定剂、化工染料和水处理的生产，此外，它还可以直接用作纤维素酯、树脂、纤维素醚的溶剂。

环氧氯丙烷是Berthelot于1854年首次发现的。1948年美国Shell公司成功开发了丙烯高温氯化法并应用于工业化生产，该方法仍是现在生产环氧氯丙烷的主要方法。20世纪80年代，日本公司成功开发的醋酸丙烯酯法具有条件温和、产率高、副产品少、污水量小等优点，成为生产环氧氯丙烷的另一种重要方法。新时期作为可再生能源之一的生物柴油迅速发展，生产过程中大量的副产品甘油产生，使得甘油产能过剩，价格持续下跌，因此全球兴起利用甘油法生产环氧氯丙烷的新技术。

目前利用二氯丙醇作为中间体进一步生产环氧氯丙烷的传统工艺还存在着一些问题。反应的溶剂通常是水，而环氧氯丙烷在强碱条件下会发生水解反应，抑制反应的正向进行，减少了反应物的产率。为了提高产量，传统方法通常是对反应介质进行蒸汽气提以除去产物环氧氯丙烷，推动反应的进行。但此法会产生大量污水。此外碱性溶液经过皂化反应后本身也会产生水和无机盐。大量含盐工业废水不仅处理成本高，处理不当将会给环境带来严重污染。

专利CN103351363A中公布了一种二氯丙醇生产环氧丙烷的方法。通过采用转盘逆流萃取塔实现了二氯丙醇环化反应-环氧氯丙烷分离的连续耦合过程。使得反应产物及时地从体系中移除，提高了二氯丙醇的转化率，减少了环氧氯丙烷的水解，实现了连续生产。但专利未公布此法产生的大量含盐工业废水的处理。

专利CN104059031A中公布了一种二氯丙醇脱除气相氯化氢生产环氧氯丙烷的方法。将原子混合的碱性催化剂固定在固定床反应器或列管式反应器或流化床反应器上，直接脱除反应中产生的气相氯化氢，获得粗环氧氯丙烷。气相氯化氢经过净化处理后循环至前工程甘油氯化生产二氯丙醇的工序进行循环利用。此法生产的环氧氯丙烷容易分离，取消了废水的处理工艺，降低了能耗。由前述的皂化反应机理可以知道，此反应中需要碱作为反应物而非催化剂存在，而该专利使用原子混合的碱性催化剂，认为其不参与反应，因此可以获得气态氯化氢，这是很难实现的。碱性催化剂实质上必然会以反应物形式参与反应的，因此其肯定要被大量消耗，而当反应过程中二氯丙醇处理量增大时，反应器中的碱性催化剂无法及时补充，反应必然无法连续进行。

发明内容

本发明为了解决上述技术存在的缺陷，提供了一种二氯丙醇气相皂化生产环氧氯丙烷的方法，采用具体的技术方案如下：

一种二氯丙醇气相皂化生产环氧氯丙烷的方法，包括如下反应操作步骤：

步骤1：二氯丙醇液体经预蒸发器气化后携带来自载体储罐的负载碱的载体颗粒进入气升式反应器；

步骤2：气升式反应器中载体颗粒中的部分负载碱与二氯丙醇气体发生皂化反应生成环氧氯丙烷、氯化物和水，氯化物以固态形式负载在载体颗粒上，而环氧氯丙烷、水和未反应的二氯丙醇等以气体形式携带载体颗粒离开气升式反应器；

步骤3：离开气升式反应器的环氧氯丙烷、水和未反应的二氯丙醇等气体携带载体颗粒进入旋风分离器进行气固分离，气体混合物进入环氧氯丙烷分离单元，载体颗粒返回到载体储罐中，并重新被二氯丙醇气体携带进入气升式反应器；

步骤4：由于返回到载体储罐的载体中部分负载碱已经在气升式反应器内转化为氯化物，因此载体储罐中需要连续进行新鲜的负载碱的载体颗粒的置换，以保持气升式反应器进口处载体颗粒中的负载碱与二氯丙醇进料的物质的量比恒定。