如何提高回收环氧氯丙烷含量?
二步加碱法生产双酚A型环氧树脂过程中,随着配料批次增加,循环使用的环氧氯丙烷含量会逐渐降低;如果采用同样质量的配比,产品的软化点(或黏度)、环氧当量会逐渐升高。通过色谱分析发现:回收环氧氯丙烷(ECH)中甲苯含量在逐步升高,环氧树脂行业协会专家介绍说,改进相关操作可以阻止甲苯进入回收系统,提高回收环氧氯丙烷的纯度,从而达到优化生产运行、提高产品质量的目的。
目前很多厂家生产低分子环氧树脂仍采用传统的生产工艺,即二步加碱法。其生产过程如下:将精环氧氯丙烷(ECH)和一定量的回收ECH放入釜中,再加入称量过的双酚A(BPA),加热溶解后再加入少量的烧碱使之进行预反应,维持预反应一段时间后再滴加入大量烧碱反应,同样维持一段时间,使之充分进行主反应[1]然后在真空状态下加热反应物料,通过减压共沸蒸馏将没有反应过量的ECH进行回收;回收的ECH经卧式冷凝器和立式冷却器冷凝后进入回收ECH槽,然后用真空将回收出来的液体吸入回收罐,再经泵送入粗回收ECH贮槽,下层回收ECH继续使用、上层的水则排掉。回收ECH操作完后对物料进行冷却,加入少量甲苯稀释后再加入过量精制碱反应降低有机氯;然后加入甲苯萃取环氧树脂,加水水洗除去盐和碱,再分别通过常压和减压蒸馏除去溶剂甲苯及高沸物,得到成晶环氧树脂。
投料时每批料的ECH一般是由精ECH(质量分数在99%以上)和回收ECH组成,精ECH含量稳定,回收ECH就是通过减压共沸蒸馏出来的ECH。在蒸馏过程中压力般控制在20kPa左右,尽管ECH在常压下的沸点只有116.8℃,但为保证回收彻底,回收ECH操作过程中的终温度一般控制在120℃左右。回收ECH在循环利用的过程中,我们会发现其含量会越来越低。环氧树脂行业协会专家表示,这是在双酚A型环氧树脂(低分子质量环氧树脂)生产中普遍存在一种现象,采用相同质量的ECH与BPA反应配比,随着生产批次的增加软化点(或黏度)会越来越高、环氧当量会越来越大,不仅影响产品质量的稳定性而且收率也越来越低。
针对回收ECH含量逐渐降低这一现象,先要从反应机理上加以分析并找出解决办法。通过实验可以发现,回收ECH中氯丙醇质量分数基本保持不变,变化大的是物质是甲苯。一般认为在回收ECH操作时系统中不可能存在甲苯,因为ECH和甲苯足2个相对独立的系统,但在实际操作中不可避免使甲苯混入了ECH系统。据环氧树脂行业协会专家介绍,可能进入途径是:在回收ECH完成后必须向釜内加入一定量的甲苯才能加入精制碱,由于刚刚进行回收ECH操作的釜内温度较高(有时达到120℃左右),尽管加甲苯之前要对反应釜进行冷却,但甲苯加入釜内后仍有一部分汽化,甲苯蒸汽经过平衡管进入缓冲罐,冷却后就变成液态甲苯混在回收ECH之中。
由于回收ECH中的甲苯不与树脂系统中的其它物质反应,而甲苯的沸点比ECH还低,回收ECH操作时是真空、压力仅为20kPa左右,在此状态下甲苯的沸点在62℃左右。所以反应釜中的甲苯又被蒸馏到回收ECH当中,这就导致甲苯在回收ECH中的含量越来越高。如果同样质量的ECH配料,由于回收ECH的含量下降,导致配料中的ECH/BPA的比例逐渐减小。从而导致后生成的树脂环氧当量上升,也造成软化点(或黏度)上升。解决这一问题仅需对设备稍作改造即可,环氧氯丙烷含量可以提高到90%以上,这样除有益于产品质量外,还可以节约部分蒸汽、避免甲苯循环蒸馏。环氧树脂行业协会专家表示,改造的关键就是在平衡管上增加一个排空管,排空管连接新添的接收罐,接收罐排空进入甲苯排空系统。改造后的操作过程是:回收ECH操作过程和原来相同,只是回收操作完成后要打开排空管再加入甲苯,这样即使有甲苯蒸汽也只能进入新添的接收罐,或者通过甲苯排空系统冷却回收利用;待该批料离开反应釜后,才能关闭排空管恢复原来的操作。
目前很多厂家生产低分子环氧树脂仍采用传统的生产工艺,即二步加碱法。其生产过程如下:将精环氧氯丙烷(ECH)和一定量的回收ECH放入釜中,再加入称量过的双酚A(BPA),加热溶解后再加入少量的烧碱使之进行预反应,维持预反应一段时间后再滴加入大量烧碱反应,同样维持一段时间,使之充分进行主反应[1]然后在真空状态下加热反应物料,通过减压共沸蒸馏将没有反应过量的ECH进行回收;回收的ECH经卧式冷凝器和立式冷却器冷凝后进入回收ECH槽,然后用真空将回收出来的液体吸入回收罐,再经泵送入粗回收ECH贮槽,下层回收ECH继续使用、上层的水则排掉。回收ECH操作完后对物料进行冷却,加入少量甲苯稀释后再加入过量精制碱反应降低有机氯;然后加入甲苯萃取环氧树脂,加水水洗除去盐和碱,再分别通过常压和减压蒸馏除去溶剂甲苯及高沸物,得到成晶环氧树脂。
投料时每批料的ECH一般是由精ECH(质量分数在99%以上)和回收ECH组成,精ECH含量稳定,回收ECH就是通过减压共沸蒸馏出来的ECH。在蒸馏过程中压力般控制在20kPa左右,尽管ECH在常压下的沸点只有116.8℃,但为保证回收彻底,回收ECH操作过程中的终温度一般控制在120℃左右。回收ECH在循环利用的过程中,我们会发现其含量会越来越低。环氧树脂行业协会专家表示,这是在双酚A型环氧树脂(低分子质量环氧树脂)生产中普遍存在一种现象,采用相同质量的ECH与BPA反应配比,随着生产批次的增加软化点(或黏度)会越来越高、环氧当量会越来越大,不仅影响产品质量的稳定性而且收率也越来越低。
针对回收ECH含量逐渐降低这一现象,先要从反应机理上加以分析并找出解决办法。通过实验可以发现,回收ECH中氯丙醇质量分数基本保持不变,变化大的是物质是甲苯。一般认为在回收ECH操作时系统中不可能存在甲苯,因为ECH和甲苯足2个相对独立的系统,但在实际操作中不可避免使甲苯混入了ECH系统。据环氧树脂行业协会专家介绍,可能进入途径是:在回收ECH完成后必须向釜内加入一定量的甲苯才能加入精制碱,由于刚刚进行回收ECH操作的釜内温度较高(有时达到120℃左右),尽管加甲苯之前要对反应釜进行冷却,但甲苯加入釜内后仍有一部分汽化,甲苯蒸汽经过平衡管进入缓冲罐,冷却后就变成液态甲苯混在回收ECH之中。
由于回收ECH中的甲苯不与树脂系统中的其它物质反应,而甲苯的沸点比ECH还低,回收ECH操作时是真空、压力仅为20kPa左右,在此状态下甲苯的沸点在62℃左右。所以反应釜中的甲苯又被蒸馏到回收ECH当中,这就导致甲苯在回收ECH中的含量越来越高。如果同样质量的ECH配料,由于回收ECH的含量下降,导致配料中的ECH/BPA的比例逐渐减小。从而导致后生成的树脂环氧当量上升,也造成软化点(或黏度)上升。解决这一问题仅需对设备稍作改造即可,环氧氯丙烷含量可以提高到90%以上,这样除有益于产品质量外,还可以节约部分蒸汽、避免甲苯循环蒸馏。环氧树脂行业协会专家表示,改造的关键就是在平衡管上增加一个排空管,排空管连接新添的接收罐,接收罐排空进入甲苯排空系统。改造后的操作过程是:回收ECH操作过程和原来相同,只是回收操作完成后要打开排空管再加入甲苯,这样即使有甲苯蒸汽也只能进入新添的接收罐,或者通过甲苯排空系统冷却回收利用;待该批料离开反应釜后,才能关闭排空管恢复原来的操作。








































