一种氯醇皂化生产环氧化合物的方法技术

本发明专利技术属于皂化法合成环氧化合物的方法，具体地说是涉及用粉状碱(生/熟石灰或烧碱)与氯醇(一氯丙醇或二氯丙醇)，在超声波作用下进行脱氯化氢反应，生成相应的环氧化合物的清洁皂化方法。本发明专利技术用粉状碱(生/熟石灰或烧碱)与氯醇(一氯丙醇或二氯丙醇)进行脱氯化氢反应，大大减少了氯醇皂化过程工艺水的用量，并且使生成的皂化液浓度得到了极大提高，使得在较低能耗下能够实现副产盐的回收和水的循环使用，达到了节能减排的目的。

Novel process for producing epoxy compound by saponification of chlorine alcohol

The invention relates to a method for the synthesis of Epoxide Saponification, particularly with alkali powder (raw / cooked lime or caustic soda) and epichlorohydrin (a chloropropanols or two chloropropanols), by dehydrochlorination reaction under ultrasonic cleaning soap method corresponding to the formation of epoxy compound. The invention of powder (alkali / lime or caustic soda) and epichlorohydrin (a chloropropanols or two chloropropanols) of dehydrochlorination, greatly reducing the epichlorohydrin saponification process of process water consumption, and the saponification liquid concentration generated has been greatly improved, which can realize the by-product salt in the lower the energy recovery and water recycling, to achieve the purpose of energy saving.

【技术实现步骤摘要】
一种氯醇皂化生产环氧化合物的新方法
本专利技术属于皂化法合成环氧化合物的方法，具体地说是涉及用粉状碱(生/熟石灰或烧碱)与氯醇(一氯丙醇或二氯丙醇)，在超声波作用下进行脱氯化氢反应，生成相应的环氧化合物的清洁皂化方法。
技术介绍
用氯醇与石灰水进行皂化反应是环氧丙烷、环氧氯丙烷等大宗化学品生产的主流生产方法。一方面是因为皂化法工艺往往成本最低，使产品具有竞争优势；另一方面是氯碱企业为了平衡氯气资源，而迫不得已大量采用皂化工艺组织生产以消耗氯气。皂化法具有工艺简单、成本低的优势，但传统的皂化法是用10～30％的烧碱溶液或10～20％石灰乳液作原料，这会副产大量难以处理的含盐废水。如:丙烯氯化法每生产一吨环氧氯丙烷产生30～40吨高含盐废水；氯醇皂化法生产一吨环氧丙烷产生约50吨含盐废水。这些废水中含盐2.5％左右，还含有氯丙醇、氯丙醚类、及氯丙烷等难降解有机含氯化合物，COD在2000-5000mg/L、B/C<0.5。传统的生化法不能处理这类高含盐、有机氯废水，因为当含盐高于1.5％时，就会使微生物失活。企业的一般处理方法是将高含盐废水絮凝澄清后，用其他废水或清水稀释，再生化处理、排放。这不是理想的处理方法。近几十年来人们一直在致力于研究耐高盐的菌株，但发现在盐浓度波动冲击下，菌胶团会发生解体，COD去除效率明显下降，甚至会出现出水COD高于进水COD,而且长时间难以恢复。所以对高含盐废水至今仍没有很好的生化处理方法。在环保要求越来越高、监管措施越来越严厉的情况下,企业开始采用一些更高效的方法来处理高含盐废水。如上海环科院利用深井曝气-活性污泥-生物膜法，处理山东滨化集团环氧丙烷废水。井深度近100米,投资大、处理效率低、成本高，而且易污染地下水。永大化工和海力化工都提出用络合萃取法，减少含盐废水的产量。但络合剂不能彻底循环也会产生新的污染。索尔维公司在CN200480034393中提出用反渗透法去除废水中的盐分。但有机物杂质存在的情况下,膜的通量会急剧下降。较有效的方法是采用多效蒸发(三效或五效蒸发),将高含盐废水浓缩结晶而脱盐。但是多效蒸发的方法存在的问题是能耗高，造成产品成本高，而影响企业整体的市场竞争力。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提供一种新的皂化方法，在超声波作用下，用粉状碱做原料进行皂化反应，大幅度减少皂化废水的产生，使副产盐(氯化钙或氯化钠)浓度高、易于回收，水易于循环利用，避免常规皂化法高含盐废水的排放，减少皂化过程的环境危害，达到节能减排的目的。本专利技术生产方法是通过下述技术方案实现的：将粉状碱与氯醇在搅拌釜混合后，用泵输送至预热器，预热后的物料进入超声辐射反应器，在超声波的作用下，粉状碱与氯醇发生皂化反应。皂化后的反应液进入共沸精馏塔，从塔顶得到环氧化合物。副产的盐及水从塔釜流出，进入盐水处理系统，分出的水可作为工艺用水回到操作系统循环使用，并得到副产品盐。所述的氯醇可以是一氯丙醇，也可以是二氯丙醇。进料氯醇的重量含量可以在70～98％，氯醇中的其他物质为水和氯化氢，其中氯化氢的重量含量为1～15％，其余为水。所述的粉状碱可以是生石灰、熟石灰、或烧碱。粉状碱的粒度越细越好，可以是150目～600目粉。所述的氯醇与粉状碱的搅拌混合过程，控制混合釜内物料平均停留时间为10～40秒、混合温度为15～40℃。所述的预热器预热过程中物料的预热时间为5～20秒，出预热器的物料温度为40～75℃。所述的超声波辐射反应器的超声频率是工业上常用频率28～80KHz，辐射功率为4～10W/L物料。物料在超声反应器中的反应温度为50～80℃，反应时间为30～80秒。所述的共沸精馏塔的顶部操作压力为-0.5～0.0大气压(表压)，相应的塔顶、塔釜操作温度取决于物料自身相平衡。所述的皂化废液从共沸精馏塔釜流出后，可以用离心或过滤的方法分离盐，并用多效蒸发浓缩，再用高温气流干燥进行水-盐分离。专利技术的有益效果：本专利技术选用粉状碱(生/熟石灰或烧碱)代替传统的碱液，与氯醇(一氯丙醇或二氯丙醇)在高频超声波辐射作用下，在反应物中产生微观“空化作用”，超声空化在固体和液体界面会产生高速的微射流，这种作用会极大削弱或消除固-液界面边界层(固-液界面边界层是反应传热、传质阻力的来源)，从而极大的提高了非均相反应的传递效率，明显加速化学反应，且避免局部过热。采用该方法进行脱氯化氢反应，避免了固态碱表面发生热量积聚，且大大减少了氯醇皂化过程工艺水的用量，并且使生成的皂化液浓度得到极大提高，甚至部分盐在皂化油中结晶析出，使得在较低能耗下即可实现盐的回收和水的循环使用，达到了节能减排的目的。相对于常规皂化反应依赖对流和传导机制提供分子间反应的能量，传热、传质速率都相对较低。若选用粉状固态碱，对于强放热的皂化反应来讲，会在固态碱表面发生热量积聚，而引起微观局部表面温度急剧上升而导致大量副反应的发生，使反应的选择性下降、收率降低。另外，本专利技术工艺中用螺杆泵输送固体料，并设置预混釜，克服了粉状固态碱大规模生产时物料输送与配比控制不便的问题。具体实施方式本专利技术下面结合实施例作进一步详述：实施例1：烧碱皂化一氯丙醇生成环氧丙烷一氯丙醇(来自甘油脱水所得丙二醇与氯化氢氯化，重量组成：一氯丙醇70％，氯化氢15％，水15％。)以100Kg/h进入搅拌釜与52.9Kg/h粉体烧碱(粒度为150目)混合。物料在混合釜中停留时间为10秒，混合温度为15℃。混合后的物料输送至管式预热器中。控制物料在预热器中的停留时间为5秒，出预热器的物料温度为40℃。预热后的物料进入超声辐反应器进行皂化反应。辐射频率为80KHz，辐射功率为4W/L物料。控制物料在超声辐射反应器中的停留时间为30秒，反应温度为50℃。从超声反应器流出的物料进入共沸精馏塔。塔顶操作压力为0.0大气压(表压)，塔顶温度34～36℃，从塔顶得到环氧丙烷产品41.0Kg/h(含量98.5％),产品收率94.1％。塔釜通入165℃流量为18.5kg/h的直接蒸汽，塔釜操作温度为68℃，塔釜物料130.4kg/h，为氯化钠的悬浊液，其中含固体氯化钠53kg/h。悬浊液经离心分离得湿固体盐55.5kg/h。离心出的盐溶液74.9kg/h(即为皂化液，固含量31.9％)，进入气流干燥塔得到固体盐与碱混合物23.9kg/h。产生的水汽51kg/h，可作热源使用，或冷凝后作工艺水回用。实施例2：生石灰皂化二氯丙醇生产环氧氯丙烷二氯丙醇(来自甘油与氯化氢氯化，重量组成：二氯丙醇85％，氯化氢5％，水10％)以200kg/h进入搅拌釜，与69kg/h生石灰(氧化钙重量含量81％，粒度为400目)混合。物料在混合釜中停留时间为30秒，混合温度为30℃。混合后的物料进入管式预热器中。控制物料在预热器中停留时间为15秒，物料出预热器的温度为55℃。预热后的物料进入超声辐射反应器。辐射频率为40KHz，辐射功率为7W/L物料。控制物料在超声辐射反应器中的停留时间为60秒，反应温度控制在65℃。从超声反应器中流出的物料进入共沸精馏塔。塔顶操作压力为-0.5大气压(表压)，操作温度为77～80℃。釜顶流出物经冷凝、分水后，水回流至塔釜，从塔顶得到环氧氯丙烷馏分121.7kg/h(其中含环氧氯丙烷96％，含水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氯醇皂化生产环氧化合物的新方法，其特征在于：所述生产环氧化合物的方法为：将粉状碱与氯醇在搅拌釜搅拌混合后，用进料泵输送至预热器，预热后的物料进入超声辐射反应器，在超声波的作用下，粉状碱与氯醇发生皂化反应，皂化后的反应液进入共沸精馏塔，从塔顶得到环氧化合物，副产的盐及水从塔釜流出，进入盐水处理系统，分出的水可作为工艺用水回到操作系统循环使用，并得到副产品盐。

【技术特征摘要】
1.一种氯醇皂化生产环氧化合物的新方法，其特征在于：所述生产环氧化合物的方法为：将粉状碱与氯醇在搅拌釜搅拌混合后，用进料泵输送至预热器，预热后的物料进入超声辐射反应器，在超声波的作用下，粉状碱与氯醇发生皂化反应，皂化后的反应液进入共沸精馏塔，从塔顶得到环氧化合物，副产的盐及水从塔釜流出，进入盐水处理系统，分出的水可作为工艺用水回到操作系统循环使用，并得到副产品盐。2.如权利要求1所述的氯醇皂化生产环氧化合物的新方法，其特征在于：所述的氯醇为一氯丙醇、二氯丙醇；进料氯醇的重量含量为70～98％，氯醇中的其他物质为水和氯化氢，其中氯化氢的重量含量为1～15％，其余为水。3.如权利要求1所述的氯醇皂化生产环氧化合物的新方法，其特征在于：所述的粉状碱为生石灰、熟石灰、或烧碱；粉状碱的粒度为150目～600目。4.如权利要求1所述的氯醇皂化生产环氧化合物的新方法，其特征在于：所述氯醇与粉状碱的搅...

【专利技术属性】
技术研发人员：单玉华，储海霞，毛翠霞，王超，郑一天，冯洋洋，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32