提高氯醇化温度,降低环氧丙烷生产成本

提高氯醇化温度，降低环氧丙烷生产成本

摘要：通过提高回收氯醇化法废水的热量，提高氯醇化反应温度，提高皂化塔

反应温度，降低废水COD，降低蒸汽消耗，降低环氧丙烷生产的运行成本。

关键词：氯醇化法工艺；环氧丙烷；温度；蒸汽；成本

引言：我国目前有环氧丙烷总产能约为3300kt/a,其中氯醇法产能约为1800kt/a,约占总产能55%，其它工艺方法约为45%。氯醇法历史悠久，工艺成熟，流程短，操作弹性大，选择

性好，效率高，生产比较安全，但是环保问题突出。氯醇法是合成PO的经典工业生产方法，主要包括氯醇化、皂化和精馏三个工序。其中氯醇化、皂化是关键工序，在氯醇化工序生成

中间产品氯丙醇，在皂化工序将氯丙醇转化成最终产品环氧丙烷（PO）。在保证产量和消耗

的前提下，降低运行成本是生产管理的重要工作。本文中通过调整生产运行数据，分析并找

到了降低运行成的工艺控制参数。

1 工艺流程简介

公司目前使用的氯醇化法工艺流程简图如下：

工业水经HE-2403废水换热器后回收皂化废水热量，经过工业水热水槽缓冲罐（VE-2401），进入管式反应器RE-2401。由氯气通过氯气分布器分散溶解形成溶氯液，然后进入

RE-2401上部。丙烯气经丙烯分布器被其下部涌入的溶氯液带入、分散、溶解、随后进行逐

步反应，生成约4Wt%的PCH水溶液，然后流至气液分离器VE-2402。液相PCH跟氢氧化钙

经混合器后进入皂化塔反应。皂化塔气相PO经过冷却后进入预馏塔、精制塔，最终产出合

格产品PO。皂化塔液相为废水，经过预馏塔回收热量后，再经过HE-2403回收热量后去污水处理中心。

其中控制关键在氯醇化反应，参照同行经验，影响氯丙醇收率的因素[1]较多，公司的工

艺流程跟与同行稍有不同的地方在于氯醇化反应，本工艺更加简单，方便，安全。根据工艺

说明，在60~90℃范围内，氯气溶解于水生成次氯酸，和次氯酸与丙烯的加成反应生成氯丙

醇的主反应速度对温度较为敏感，而丙烯与氯气接触生成二氯丙烷和氯丙醇脱水生成二氯二

异丙醚的副反应速度相比之下对温度不太敏感。因此，从反应速率来说，提高反应温度对主

反应有利。本文结合公司生产实际操作，只调整工业水温度一个指标。

2 提高氯醇化温度对各项指标的影响

氯醇化法工艺的工业用水量较大，在保证氯丙醇质量分数控制在3.8~4.5%[2]的前提下，

各项指标保持不变，提高工业水温度，进反应器前控制在59-62度，氯醇化反应后温度控制

在89-91度，实现尽可能大的回收了废水热量，降低废水温度，反应后的氯丙醇溶液温度升

高后，进入皂化塔的温度也高，皂化塔可以少加蒸汽，较好的降低蒸汽用量。提高温度后对

各主要指标影响情况跟踪如下：

2.1 对氯丙醇含量的影响

提温前后氯丙醇（PCH）含量数据如下：

提温前蒸汽单耗平均为2.50t/t，提温后的蒸汽单耗平均为2.34t/t,蒸汽消耗明显下降

0.16t/t。

2.4 对产品醛值的影响

在保证PO产品的质量为优等品指标的前提，重点跟踪对聚氨酯影响比较大醛值指标。

提温前后醛值每天数据如下：

氯醇化提温前皂化塔COD平均值为967ppm，氯醇化提温后COD平均值为948ppm，氯

醇化提温，有利于氯丙醇跟氢氧化钙乳液在混合器反应，在进入皂化塔前已经大部分生产PO，进入皂化塔后更好的进行分离，气相PO更有利回收，有利降低皂化塔底部COD。

2.6、提温后经济成本估算

通过生产实际操作和数据跟踪，提高氯醇化温度，在保持各项质量指标稳定的前提下，

可以降低蒸汽消耗约0.16t/t，但丙烯耗会提高约0.001t/t。按照丙烯7000元/t，蒸汽160元

/t计算，可节约成本约18.6元/t，按公司年产5万吨测算，年可节约93万元。

3 结论

在氯醇化法生产环氧丙烷工艺中，为更好的降低运行成本，提高企业竞争力，可以将工

艺参数控制如下：

（1）在确保将废水热量全回收的前提下，提高氯醇化反应工业水温度到60-62度，管式氯醇化反应温度控制在90-92度；在确保皂化塔负压稳定前提下，将皂化塔底部温度控制在

86-87度。

（2）提高氯醇化温度可在确保各项指标稳定的前提下，获得良好的经济效果同时降低

了污水温度和COD，降低污水处理压力。

参考文献:

[1]于红梅，何秀梅.影响氯丙醇收率的因素与优化控制 [J].氯碱工业，2005(11):31-33

[2]金萌，黄小东，古耀恒，满鑫，刘鹏.氯醇化法环氧丙烷生产工艺控制要点 [J].氯碱工业，2013(06):31-32,39