环氧氯丙烷是一种重要的有机化工原料和精细化工产品,用途十分广泛。以它为原料制得的环氧树脂具有粘结性强,耐化学介质腐蚀、收缩率低、化学稳定性好、抗冲击强度高以及介电性能优异等特点,在涂料、胶粘剂、增强材料、浇铸材料和电子层压制品等行业具有广泛的应用。国内环氧氯丙烷几乎都用于制备环氧树脂,中国目前是全球环氧树脂最大生产厂、重要消费国,2006年生产量55万吨、消费量74万吨,需要越来越多的环氧氯丙烷平配套。面对进入环氧氯丙烷产业大发展的契机,江苏工业学院向业内推出甘油直接生产环氧氯丙烷技术。
目前全球环氧氯丙烷大多是发达国家用丙烯高温氯化法生产的。用该工艺生产的产品每吨产生约40吨含甘油和二氯化钠的废水。由于原油价格居高不下,各国大力发展生物柴油工业,随之副产大量生物甘油(占生物柴油量的1/10),造成甘油市场过剩、价格大跌;而另一方面全球环氧氯丙烷十分紧缺,在这种背景下甘油法制环氧氯丙烷获得新生。甘油法诞生时间并不晚,我国在40多年前就已成功应用这一技术制造环氧氯丙烷,但甘油的紧缺使国内外放弃了这一技术。致使只有少数公司掌握甘油法技术,此前有消息称目前国际上,只有陶氏、苏威2家拥有新的甘油法技术,其中苏威2006年2月初在法国Tavaux建立甘油法环氧氯丙烷工厂,计划2007上半年投产,生产能力1万吨/年;而陶氏准备在中国建设的15万吨/年环氧氯丙烷工厂,可能采用甘油法技术。
近年国内加紧开发甘油法技术,江苏工业学院就是其中的佼佼者。他们的甘油法技术,相对丙烯高温氯化法和乙酸丙烯酯法,具有明显的优势:资源宽松,不消耗丙烯;安全可靠,不需使用氯气和次氯酸;投资小,仅为丙烯法的四分之一;成本低,比丙烯法低3000元/吨;操作条件缓和,污染大大降低,废水是丙烯法的十分之一;也不需昂贵的催化剂。他们采用自己开发的技术经过间歇式放大生产,在催化剂和反应工艺上都较先进、反应效率高,已申请专利。投资效益可观:每吨环氧氯丙烷消耗1.35吨95%工业甘油(5000元/吨)、1.5吨氯化氢(1000元/吨)、1.75吨30%烧碱(750元/吨)、催化剂与助剂消耗1000元;副产物0.55吨25%盐酸,0.15吨甘油缩合物与焦油,5吨废水(其中约含2%甘油、15%氯化纳);人工、水、汽、电消耗约1200元,副产盐酸及甘油缩合物销售大致可以抵消废水处理的费用。
按环氧氯丙烷最新售价15000元/吨计,该技术生产1吨环氧氯丙烷毛利为3238元左右,年产1万吨可实现产值2亿元、净利润2000万元左右。专家介绍:按1万吨/年生产规模估算,主要设备为:搪玻璃釜及贮罐若干(总体积60~80立方米),反应塔3只(总体积50立方米),精馏塔6只(直径1~1.2米、高10~20米的3只,直径0.6~0.8米、高8~15米的3只),氯化氢尾气吸收装置1套,耐酸泵25~30台(输出压力5大气压、流量1~3立方米/时),总换热器面积750~800平方米(其中450平方米,要求耐氯化氢腐蚀),水环式抽真空装置4套,自控与管道、仪表、阀门等辅助设备若干。总设备投资650~750万元,装置占地60×100平方米,总投资约1200~1300万元。
公用工程方面需0.6MPa的低压水蒸汽、冷冻盐水5℃。安全与环保方面,反应操作在0~150℃、负压~5大气压,操作安全可靠。按1万吨/年的生产规模估算,每年约产生50000吨废水,其中含2%甘油、15%氯化钠,经浓缩、化学处理后循环入电解装置。