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《氯乙酸制备工艺研究及下游产品开发》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、氯乙酸制备工艺研究及其下游衍生品开发报告人:李福祥博导教授TAIYUANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY太原理工大学1902发言提纲氯乙酸生产技术发展趋势(原料、规模、技术路线等);我国氯乙酸生产现状及未来产能预测;氯乙酸下游衍生物以及未来主要的需求增长点;国内氯乙酸行业尚存在的问题及未来发展建议。前言氯乙酸是一种重要的有机化工中间体,它已不再是传统定义的精细化工产品,近年世界总消费量在80万吨以上,中国的总消费量也在30~40万吨,是合成农药、医药、染料、香料、油田化学品、造纸化学品、纺织
2、助剂、表面活性剂等的重要原料。氯乙酸生产技术发展趋势氯乙酸的生产方式:间歇式(国内)间歇式氯化、结晶、分离。间歇式氯化、结晶,连续分离。连续式(国外)连续氯化、催化加氢脱氯、精馏、结片。混合式间歇氯化,连续结晶、结片(国外);间歇氯化、结晶,连续离心分离(国内)。国外混合式代表工艺:1,2-氯化反应器(24M3),3,4,5-冷凝器,6-氯化液贮罐,7,8,9,10,11-物料贮罐,12-冷介质贮罐,13-热介质贮罐,14,15-泵,16,17-冷热介质源,18-立式结晶器(苏尔寿的动态熔融结晶法)图1
3、Niacit公司的氯乙酸工艺流程国内间歇式代表工艺:1,2-氯化反应釜(2~7M3),3-母液贮槽,4-结晶釜,5-吸滤器,6-母液罐,7-冷凝器,8-气液分离器图2国内硫磺法氯乙酸流程国外连续式代表工艺:图3德国赫斯特(HoechstA.G)公司的氯乙酸生产工艺流程国外工艺的特点:乙酸醋酐催化氯化法;单套生产能力大,一般超过万吨;催化加氢脱氯或动态熔融结晶法纯化,原料单耗低,产品质量高;无母液产生;投资大。国内工艺的特点:乙酸硫磺或醋酐催化氯化法;单套生产能力小,一般为500~2500吨;普通结晶法,吸
4、滤或离心纯化,单耗高,产品质量低;有母液产生;投资小。目前氯乙酸生产存在的问题:国外工艺:氯化反应速度慢,设备庞大,投资高(约8000万人民币/万吨);氯化反应物中副产物还较高(2.5~4%wt),加氢成本高;国内工艺:间歇操作,工艺稳定性差,劳动强度大;反应周期长,单套生产能力小;氯化反应物中副产物高(4~8%wt),生产中有母液产生(10~20%wt),原料单耗高;产品质量较低,生产高纯产品难度大。产生上述问题的原因:瓶颈之一:氯化反应速度慢,使间歇反应单套生产能力小;连续反应生产装置庞大。瓶颈之二:
5、氯化反应选择性差,产品需要纯化过程。如果反应的选择性大于99.5%,则氯乙酸生产工艺就可以去掉后续的纯化工艺,使氯乙酸生产过程大大简化。遗憾:目前国内外还没有人能突破这一关键瓶颈。不同催化剂体系的成本比较以醋酐为催化剂的氯化反应机理如下:在上述反应式中,HAi=HAC、MCA、HCl、H2SO4等。以硫磺为催化剂的氯化反应机理如下:在反应式中HAi=HAC、MCA、HCl、H2SO4等从以上机理可以看出:除启动阶段外反应过程中实质催化剂均为乙酰氯,再确切的说是乙酰氯的烯醇结构,醋酐均为乙酰氯的引发剂。在这
6、一反应过程中,酸催化下的烯醇互变为控制反应步骤,速度较慢,尽管有自催化作用,一般间歇生产反应周期都在20~40小时,要实现连续化生产反应器要求太大,国外用硫酸作助催化剂,在一定程度上提高了反应速度,且反应转化率控制在80%左右,但一般副产物二氯乙酸的生成量也在4%,给后序加氢脱氯增加了负担,而且反应设备仍然很大,三级塔式级连反应器的塔径都在5~6米(以一万吨计)。不同催化工艺的特点:醋酐催化工艺:产品质量好、副产盐酸质量好、容易连续化、对环境污染小。硫磺催化工艺:产品质量较差、副产盐酸质量差(含硫)、不易
7、连续化、对环境污染大(国内按50万吨计算每年排放SO2约12000~15000吨)。氯乙酸生产的总体发展趋势醋酐催化法生产工艺;以氯碱企业为龙头,大型化、连续化;生产过程中间化,不形成最终产品,只作为中间体。我国氯乙酸生产现状及未来产能预测世界主要的氯乙酸生产企业产能:AkzoNobel公司(荷兰6.0万吨/年;瑞典4.0万吨/年(2010年停产);中国(2+4(扩建))万吨/年)Atofina公司(法国,生产能力为4.0万吨/年)CABB公司(德国9.5万吨/年;印度1.5万吨/年)Nitriokem
8、ia公司(匈牙利0.6万吨/年)ZakladyChemiczneRokita公司(波兰0.5万吨/年)Dow化学公司(美国,5.0万吨/年)Hercules公司(美国,2.5万吨/年)Niacet公司(美国,2.0万吨/年)Daicel化学工业公司(日本,1.7万吨/年)Denak公司(日本,2.0万吨/年)中国(大于60万吨)合计:42.3+60≈102万吨/年国内氯乙酸产能分布(2009)区域现有产能(万吨/年)合计(万吨