文档介绍：第1章绪论
环氧丙烷废水概述
环氧丙烷生产机理及生产工艺概述
环氧丙烷,又名氧化丙烯,英文名称Propylene Oxide(PO)。它是一种无色、具有醚类气味的低沸易燃液体。工业产品为两种旋光异构体的外消旋混合物。凝固点-℃,℃,相对密度(d40)。与水部分混溶,与乙醇、***混溶,并与二***甲烷、戊烷、戊烯、环戊烷、环戊烯等形成二元共沸物。有毒,对人体有刺激性。
环氧丙烷(PO)是一种重要的有机化工产品,也是丙烯系列产品中仅次于聚丙烯和丙烯***的第三大衍生物,同时也是一种重要的基本有机化工原料。环氧丙烷具有广泛的用途,主要用于生产聚醚多元醇(PPG)、丙二醇(PG)、丙二醇醚、异丙醇***、羟丙基***纤维素醚、羟丙基纤维素醚等,也是非离子表面活性剂、油田破乳剂、农药乳化剂、溶剂、增塑剂、润滑剂、阻燃剂等的主要原料。广泛应用于化工、轻工、医药、食品和纺织等行业,特别是自1931年实现工业化以来,应用范围不断拓宽,需求量逐年增加,具有很好的应用前景,产量也逐年增加。 ·a-1,[1]。预计未来几年内全球PO需求年均增长率为4%~5%,,其中亚洲市场需求增长迅速,,约占全球的29%。
环氧丙烷的生产方法有***醇法、共氧化法、过酸法、双氧水法等,目前国内环氧丙烷生产工艺基本都采用***醇化工艺,***醇法以烯烃和***气为原料,其生产工艺分为三个部分,即***醇化、皂化及精制。***醇化是将烯烃与溶解于水中***气反应生成***醇的过程,同样的装置可适用于乙烯和丙烯两种不同原料;皂化是***醇与碱反应制取环氧化物的过程;精制是提纯环氧化物的过程。
***醇法生产环氧丙烷的主要原料为***气、丙稀、石灰乳,其生产的机理有如下几个过程:
(1)***醇化反应
Cl2 + H2O = HCl + HClO
(1)CH3-CH-CH2 (90%)
CH3-CH=CH2 + HClO OH Cl (α-***丙醇)
(2)CH3-CH-CH2 (10%)
Cl OH (β-***丙醇)
(2)***醇化副反应
Cl2 + CH3-CH=CH2 CH3-CH-CH2
Cl Cl
CH3 CH3
CH3-CH-CH2 + Cl2 +CH3-CH=CH2 CH3—O—CH2 (二***异丙醚)+HCl
OH Cl CH2Cl CH2Cl
O
CH3-CH-CH2 CH3—C—CH2Cl(******)+ H2
OH Cl
(3)皂化反应
2HCl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2H2O
CH3-CH-CH2 + Ca(OH)2 2CH3-CH-CH2 + CaCl2 + 2H2O
OH Cl O
CH3-CH-CH2 + Ca(OH)2 2CH3-CH-CH2 + CaCl2 + 2H2O
Cl OH O
(4)皂化副反应
CH3-CH-CH2 + Ca(OH)2 2CH3CH2CHO(丙醛)+ CaCl2 + 2H2O
OH Cl
2CH2-CH-CH2 + H2O CH3-CH-CH2 (丙二醇)
O OH OH
2CH3-CH-CH2 + O2 CH3—C—CH2Cl + 2H2O
OH Cl O
***醇法生产环氧丙烷的工艺流程[2]如图1所示:
首先将丙烯气体、***气和水按一定配比送入***醇化反应器中进行反应,未反应的丙烯与反应中产生的HCl及部分的二***丙烷等自反应器顶部排出,经冷凝除去******化物,丙烯循环回用。反应器底部得到***丙醇质量分数为4%-5%的盐酸溶液。将该溶液与过量约10%的石灰乳混合后送入皂化塔中皂化,再经精馏即可得到环氧丙烷。***醇法流程比较短,工艺成熟,操作负荷弹性大,产品选择性好;收率高,生产比较安全,对原料丙烯纯度的要求不高,投资少。最大缺点是对设备有腐蚀,生产中产生含有***化钙的废水,并且消耗大量的***气。这种含***化钙的废水严重污染环境,专家指出,污染现已成为制约环氧丙烷工业发展的首要因素。
根据上述生产机理和工艺流程,环氧丙烷废水中的主要有机污染物质为二***丙烷、二***异丙醚、******、丙醛、丙二醇、***丙醇、环氧丙烷等。
环氧丙烷废水的来源和特征
目前我国PO总生产能力约44万t/a,大的生产装置以引进技术为主,有日本旭硝子公司技术、日本三井东压公司技术、日本昭和电工公司技术和美国Dow化学公司技术,国产技术是以石化总公司组织的攻关技术为主。装置由初建时的能力1万~2万t/a,经过近几年的扩建,最大的已达到6万t/a,随着市场的需求,最终将扩建至8万t/a左右。
生产中,***醇化工段生产出的***丙醇水溶液***丙醇质量