生石灰在环氧氯丙烷(ECH)生产中的应用

日期:2026-06-04 14:15 来源:润丰矿业 作者:赵明 浏览量:6

日期:2026-06-04 14:15 作者:赵明 浏览量:6

环氧氯丙烷(ECH)是生产环氧树脂(双酚A型环氧树脂)的主要原料(占ECH消费量的80%以上),也用于合成甘油、氯醇橡胶、表面活性剂、纸张湿强树脂等。工业上环氧氯丙烷的生产以丙烯为原料,经氯醇化(丙烯与氯气、水反应生成丙烯氯醇)、皂化(丙烯氯醇与石灰乳反应生成环氧氯丙烷)两步完成。在皂化(环化)工序,生石灰(石灰乳)与二氯丙醇(DCP)反应,脱去氯化氢(HCl),生成环氧氯丙烷和氯化钙。没有石灰,丙烯氯醇无法闭环(环氧化),ECH的工业制备将无从谈起。生石灰是环氧氯丙烷生产中的“环化剂”和“氯载体”。

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环氧氯丙烷(ECH)的丙烯法生产工艺:丙烯(C₃H₆)与氯气(Cl₂)和水在管式反应器(或塔式反应器)中发生氯醇化反应(50-60℃),生成丙烯氯醇(一氯丙醇,C₃H₆ClOH)和副产物二氯丙烷。丙烯氯醇与过量的石灰乳(10%-20% Ca(OH)₂)在皂化釜(或环化塔)中混合,在50-80℃下反应1-2小时,发生脱氯化氢环化:ClCH₂-CHOH-CH₂Cl(二氯丙醇混合物) + Ca(OH)₂ → CH₂-CH-CH₂Cl(环氧氯丙烷) + CaCl₂ + 2H₂O。环氧氯丙烷(沸点117℃)随水蒸气蒸出(或直接蒸馏),经冷凝、分相(油水分离)、精馏(减压或常压),得到环氧氯丙烷成品(纯度≥99.5%)。皂化釜底液(含CaCl₂、过量Ca(OH)₂、未反应氯醇、高沸物)排入中和池,用盐酸(或硫酸)调pH至7-8,过滤(或沉降),滤液(CaCl₂溶液,10%-20%)送蒸发结晶器,生产二水氯化钙(CaCl₂·2H₂O,工业级,用于融雪剂、干燥剂、防尘剂)。石灰乳的用量(摩尔比Ca(OH)₂:二氯丙醇=1.05-1.2:1)需控制,确保二氯丙醇完全转化(收率85%-92%),同时避免过量石灰(增加CaCl₂中的残碱,影响氯化钙品质)。反应温度过高(>80℃)会导致环氧氯丙烷水解(生成甘油),副产物增加,收率下降;温度过低(<50℃)则反应速度慢,二氯丙醇残留。石灰的品质要求:有效CaO≥90%,MgO≤2%(Mg²⁺不参与反应,但会增加CaCl₂的杂质,影响氯化钙的纯度(MgCl₂吸水性强,使产品潮解)),细度-200目(<74μm)≥95%(提高反应速度),重金属(Pb、As、Cd)≤10ppm(避免催化剂中毒和产品污染)。石灰需新鲜、高活性(消解速度快),陈化过久或受潮的石灰(已部分碳酸化)活性低,反应不完全,影响ECH收率。

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环氧氯丙烷的另一种生产方法(甘油法,生物基ECH)近年来发展迅速(利用生物柴油副产甘油)。甘油(C₃H₈O₃)与氯化氢(HCl)在催化剂(己二酸、乙酸)作用下反应生成二氯丙醇(DCP),二氯丙醇与石灰乳环化生成环氧氯丙烷(与丙烯法皂化工序相同)。甘油法ECH对石灰的需求与丙烯法类似,但二氯丙醇的异构体比例不同(甘油法生成更多2,3-二氯-1-丙醇),环化条件略有差异(反应温度60-90℃)。生石灰仍然是环化剂。

在环氧氯丙烷的废液(皂化残液,含CaCl₂、Ca(OH)₂、NaOH、有机物)处理中,用盐酸(或硫酸)中和,回收CaCl₂,残渣(含CaSO₄、有机物)填埋。石灰乳还用于吸收氯醇化尾气(氯气、氯化氢),生成Ca(ClO)₂和CaCl₂,减少氯气排放。

生石灰在环氧氯丙烷生产中的应用,是“石灰-氯醇-环氧”产业链的纽带。环氧树脂行业有句名言:“丙烯氯醇靠石灰环化,环氧氯丙烷由此而生;氯化钙虽是副产,融雪干燥亦立功。”——生石灰为ECH工业提供“环化-成盐-环保”一体化解决方案。

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