环氧丙烷生产技术进展

环氧丙烷生产技术进展
目前环氧丙烷（PO）生产工艺主要有氯醇法和共氧化法（又称联产法、哈康法）二种。

传统的氯醇法工艺采用氯水与丙烯发生氯醇化反应，生成中间体氯丙醇，然后用石灰化皂化。

每产1吨PO需耗用氯气1.35~1.85吨，副产二氯丙烷50~150公斤，产生废渣CaCl2约2吨，含有机物废水40~80吨。

生产过程中氯水还会严重腐蚀设备，综合治理投资较大。

近年新建装置采用共氧化法（氢过氧化物氧化法）较多。

根据原料和联产品的不同，该法分为乙苯共氧化法和异丁烷共氧化法。

与先前的工艺相比，生成的联产品大大提高了PO的生产经济性。

乙苯氢过氧化物法以乙苯和丙烯为原料生产PO和苯乙烯（简称POSM法）。

在联产品苯乙烯有市场需求时，该工艺有较好的经济效益。

每生产1吨PO联产2.25~2.40吨苯乙烯单体。

最近，莱昂得尔化学公司和拜尔公司将在荷兰鹿特丹建设世界规模级POSM装置，拟生产28.5万吨/年环氧丙烷和64万吨/年苯乙烯，定于2003年投产。

陶氏化学公司也将在美国墨西哥湾建设POSM装置，拟生产25万吨/年环氧丙烷和57.5万吨/年苯乙烯。

为解决氯醇法的环境问题和共氧化法的联产副产品问题，近年来又开发了一些新工艺。

住友化学公司的新工艺采用钛基催化剂的固定床反应器，丙烯通过丙烯过氧化物中间体转化为PO，不产生副产物。

该工艺采用过氧化氢异丙苯（CHP）为氧化剂。

CHP使丙烯环氧化得到PO和二甲基苄醇，后者脱水为α-甲基苯乙烯，然后再加氢生成异丙苯，异丙苯氧化成CHP，循环使用。

该工艺具有技术和经济上的魅力，不产生副产物，因无需联产苯乙烯所需的辅加设备，装置投资费用比POSM联产法低1/3，也无需基于氯的氯醇法工艺所需的防腐设备。

住友化学公司己投资1亿多美元，在日本千叶建设20万吨/年环氧丙烷装置，可望于2002年投产。

德固萨公司和克虏伯-乌德公司以及我国大连化学物理研究所均在开发使用过氧化氢使丙烯催化环氧化生成环氧丙烷的新工艺。

该工艺的吸引力在于简化了装置设计，并且是环境友好的清洁生产系统，无副产品产生。

大连化物所开发的钨催化剂系统为生产环氧丙烷提供了既经济又环境友好的途径。

该工艺采用一种含钨的催化剂：［C5H5NC16H33］3［PO4（WO3）4］，它起初不溶于有机溶剂，但在现场发生的过氧化氢（H2O2）作用下，形成可溶性的活性物质，使丙烯催化环氧化。

当过氧化氢用完，催化剂又成为不可溶性，使其回收得以简化。

反应产品仅为环氧丙烷和水。

典型的运转条件为65℃、6个小时，环氧丙烷产率为85%。

催化剂回收率为90%。

经几次反应循环后，催化剂性能仍保持一致。

新系统便于放大，基于蒽醌利用空气中氧发生过氧化氢的方法在工业上己广泛应用。

该工艺可望在4~5年内推向工业化应用。

中国科学家找到了基础化工原料——环氧丙烷生产的新方法。

本月十一日，美国《科学》杂志发表了该小组奚祖威和三位博士生共同撰写的论文：《反应控制相转移催化用于丙烯氧化制环氧丙烷》，向世界首次公开报道了这项研究成果。

这项在基础研究和化工生产领域具有重大突破意义的成果，是由中国科学院大连化学物理研究所奚祖威研究员及其领导的研究小组，历时六年的艰苦攻关完成的，并得到国家和大连化物所的支持。

环氧丙烷是重要的基础化工原料，大量用于聚氨酯塑料、不饱和树脂和表面活性剂的生产，目前全世界的年生产能力达到四百五十万吨。

然而，现在生产环氧丙烷的两种主要方法——氯醇法和哈孔法，分别存在环境污染和生成大量联产品等问题。

因此，科学家和世界各大生产厂商，一直在寻找无污染、成本低的新方法。

据奚祖威研究员介绍，他所领导的研究
小组提出的新方法，使合成环氧丙烷的过程，避免了上述两种传统方法存在的缺陷。

它利用氧气、氢气体系，直接转化丙烯生成环氧丙烷。

其研制和使用的催化剂具有极好的催化性能，反应完成后催化剂的不溶性是新颖的。

该方法不仅在化学工业生产中有重要价值，而且在匀相催化领域也有很高学术价值，其意义深远重大。

在传统的化学概念中，催化分为多项催化和匀相催化两个领域。

多项催化剂易于回收和再利用，但由于表面性质的限制，其催化活性差于匀相催化剂；而匀相催化剂虽然具有反应活性高的优点，但分离回收和再利用不易解决，从而使其在大吨位石化产品生产中难以应用。

奚祖威研究小组用于环氧化的反应控制相转移催化剂，在反应过程中呈现匀相催化剂的性质，当反应完成后又自动析出，表现为多项催化剂，同时兼备多项和匀相催化剂的优点，克服了它们各自的缺点。

因此，这一研究成果对催化学科也是一个重要的丰富和发展。

目前，奚祖威及其所领导的研究小组，正在致力于该成果的工业化应用和推广。

他们有可能在不太长的时间内，使这项重大的科学发现用于生产实践，带来环氧丙烷生产方式的重大变革。