HPPO工艺技术及其生产工艺中涉及的关键问题.docx

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1、HPPO工艺技术及其生产工艺中涉及的关键问题HPPO （过氧化氢-环氧丙烷生产工艺）工艺属于一种新型的绿色工艺技术，其整 体的工艺流程较为简单，且不会产生过多的副产物，不会对周边环境造成污染, 所以这种工艺技术也成为了多方面关注的重点，通过双氧水直接氧化丙烯完成环 氧丙烷的制造,其中所应用的原料并不具备腐蚀性,且整体的反应条件较为温和, 十分符合当前绿色化学发展的相关要求。一、HPPO工艺技术概述HPPO这种工艺技术最早源自于意大利，应用在HPPO工艺技术中的钛硅分子筛催 化剂于20世纪末期研制成功,并将其应用在环氧丙烷的生产工艺当中。目前HPPO 生产工艺主要有Basf/Dow化学HPPO工

2、艺和赢创/伍德HPPO工艺。前者已经投入 生产的HPPO装置包括了比利时的安特卫普和泰国的马塔堡，在这2套HPPO装置 当中，都是通过管式反应器来实现丙烯对双氧水的环氧化反应，并利用甲醇作为 溶剂，有着较为温和的反应条件。巴斯夫公司研制出的环氧丙烷的连续制造方式, 通过钛硅沸石分子筛作为催化剂，使得丙烯与过氧化氢之间进行反应，最终形成 环氧丙烷。后来韩国SKC公司在本世纪初采用赢创/伍德HPPO工艺建立了第一套 HPPO工业化生产装置，到了 2017年该装置已经具备了 15万t/a的产能。当前 我国企业存在的问题在于催化剂的性能、双氧水的生产、后续的P0提纯问题， 本文将对这些关键问题进行分析

3、和探究，为HPPO工艺技术在我国的发展提供一 些建议和意见。二、HPPO生产工艺中的关键问题分析1、双氧水制造在HPPO生产工艺中所使用的双氧水大多是由葱醍法生产制造的，双氧水的浓度 和质量直接影响环氧化反应的进行。为获得最佳的HPPO生产工艺转化率，赢创 工艺选择的是70%浓度的双氧水，并且双氧水应该满足以下几方面要求：首先, 其中的碱金属质量比应该达到相应的要求。其次，阴离子质量含量应该达到相应 的标准。最后，PKb小于4. 5的胺的质量比小于lOPPMo在HPP0生产工艺当中, 确保双氧水的质量是其中的重要关键内容，以催化剂性能为前提来进行双氧水的 选择是十分重要的环节。2、反应器组合在

4、HPP0的生产工艺当中，所选择的反应器多为固定床管壳式，且需要对其进行 冷却单元的配置，以实现对反应温度的合理调控。其中巴斯夫工艺并采用2台反 应装置相互串联的方式，并在反应器中设置提纯设备，以达到将环氧丙烷分离出 来的目的，剩余双氧水可与第二反应器进行串联，并能够消耗掉全部的双氧水。 而赢创工艺的反应器选择的是并联操作，但是此种反应器的出料中的混合物停留 时间过长，未反应的双氧水到后面的加氢单元才能去除，导致副产物的增多。陶 氏公司是在反应器中加入双氧水、甲醇、丙烯和邻氯二笨，因为P0与溶剂之间 的沸点不同，所以可以将生产处的环氧丙烷分配到其中，在混合物中的占比能够 达到70%左右。在现有的

5、技术当中，高温精微塔中的环氧丙烷与水之间进行反应 而形成副产物，反应器在进行出料的过程中会及时将水分离出去，从而降低了分 离过程所需要消耗的成本，并降低了副产物发生的概率，这也是未来这项工艺技 术的主要发展方向。3、助剂和溶剂要求在HPPO生产工艺当中，所选择的溶剂为甲醇，在反应器中是应用的是循环甲醇， 还有一部分新鲜的甲醇。如果在甲醇溶剂当中含有过多的水，那么就会出现环氧 丙烷选择性降低的情况，同时双氧水的分解率也会得到增加，所以需要通过高效 精微的方式来减少甲醇溶剂中的水。通过采用双塔精微的方式来减少能源的消耗, 并有效提升甲醇的含量，在工业装置当中应该尤其重视循环甲醇中的含水量，对 于环

6、氧丙烷和生产效率和精镭过程消耗的能源之间进行有效的平衡，从而获得最 佳的含水量。在HPPO生产工艺当中，一般会将液氨作为助剂，通过对液氨进料 量的调节来对催化剂的选择性进行控制，但是如果加入的数量过多反而会导致催 化剂失活，所以在进行工业生产的过程中，应该在反应活性和选择性之间做好平 衡，从而保持最优的液氨加入量。4、P0提纯HPPO生产工艺的主要目的在于对P0合格成本的生产，对于成品中的副产物进行 分离的方式较为类似，在进料之前加入碱以及在提纯塔中加入脱盐水来去除掉副 产物，并促进了环氧丙烷和甲醇之间的分离。我国当前采用的是双塔精储和单塔 提纯的方式，分别包括了提储、萃取和精镭等阶段。对于P

7、0进行提纯有着多种 不同的工艺，我国在进行P0提纯时会充分考虑到DMM的影响，在巴斯夫技术当 中，运用了甲醇环路来实现脱除DMM的目的，在这个过程中要注意P0成品受到 的碱度影响，合理选择合理的加入液氮和水合腓来实现碱度的有效控制。5、催化剂活性的控制HPPO技术的一个关键问题就是催化剂的选择和催化剂活性的控制，影响催化剂 活性的因素主要由以下几个方面：(1)甲醇中的水含量会影响环氧化反应的活性，因此必须严格控制循环甲醇中 的水含量。(2)研究证明少量液氨的加入可以提高催化剂对产品的选择性，但是过度添加 反而会使选择型下降，因此液氨的加入量要严格控制。(3)磷酸盐等的存在会对反应器列管内的催化

8、剂间隙造成阻塞而影响物料分布, 因此去除原料中的磷酸盐至关重要。(4)溶剂中的有机胺类物质会对催化剂造成不可逆转的失活，也要严加监控。 总而言之，在HPPO工程生产过程中，需要注意的点主要集中在工艺机理、反应 条件、生产过程等环节中，在这些环节与过程中，催化剂是必不可缺的、催化器 溶剂的选择直接关系到HPPO生产工艺的最终呈现效果。另外，HPPO生产工艺中，原料进料的选择、反应器的速率、混合物的分离、产品 的提纯等等宫颈一也至关重要。这些因素都对HPPO工艺产生了不可忽视的影响。 在目前所有的生产环氧丙烷方法中，HPPO生产工艺在节能、环保、高效等各个方 面表现得都较为突出，在未来也将会有较大的发展，并将要往更加成熟、安全、 环保的方向发展。