打开绿色生产大门 ——记扬农集团双氧水法环氧氯丙烷生产工艺

传统氯醇法工艺每生产1吨环氧氯丙烷要产生几吨乃至几十吨含盐废水，江苏扬农化工集团有限公司自主开发的双氧水法环氧氯丙烷工艺却将这一数值降至0.55至0.65吨，且废水不含盐、易处理。由于从源头上实现了环氧氯丙烷生产绿色化，该工艺近日入选石油和化学工业联合会《石化绿色低碳工艺名录（2024年版）》。

据介绍，新工艺以氯丙烯和双氧水为原料，在催化剂作用下，仅需一步反应即可制备环氧氯丙烷，原子经济性高达83%，产品纯度稳定在99.9%以上。除废水产生量低外，该工艺还降低了原料消耗，每生产1吨产品只消耗0.6吨至0.65吨丙烯、1.1吨至1.15吨氯气；而传统的氯醇法环氧氯丙烷工艺的原料消耗为0.68吨丙烯、2.1吨氯气。2022年3月，应用该工艺的全球首套15万吨/年工业化生产装置在中国中化连云港循环经济产业园建成，迄今已稳定运行两年有余。

在中国中化化工事业部科创中心总经理、扬农集团原首席科学家丁克鸿看来，探索到这条绿色创新工艺的路其实并非一帆风顺。“在早期双氧水法环氧氯丙烷研发阶段，我们尝试的是磷钨酸催化体系。但在研发过程中发现该工艺分离工程化难度大、催化剂损失率高、双氧水利用率低，导致原料消耗及催化剂损失高。我们便转攻技术难度大、催化剂门槛高的TS-1体系。”他说，坐了十年的“冷板凳”，在历经三代催化剂革新后终于“热”起来，双氧水法环氧氯丙烷工艺这项“独门绝技”才得以问世。

据丁克鸿介绍，当前环氧氯丙烷的生产工艺主要有3种，分别是丙烯高温氯化法（简称氯醇法）、甘油法以及双氧水法。其中，氯醇法工艺会产生大量含盐类和有毒有机物的难处理废水，吨产品废水排放高达40吨至50吨，因而被逐渐弃用。甘油法虽然反应温和、工艺相对清洁，但也存在“卡点”——原料甘油依赖进口，价格不可控。

记者了解到，2022年国内95%甘油价格一路飙升，最高涨至12500元/吨，较2014年至2024年十年均价高出145%。而按照已披露信息推算，2024年至2028年国内预计新增环氧氯丙烷产能约178.3万吨，其中超过70%采用甘油法。2028年环氧氯丙烷生产对甘油的需求将达300万吨，远超可期的贸易量，生产企业恐将陷入“无米可炊”的境地。

传统工艺一个治污难，一个原料难，双氧水法则同时解决了二者的问题。与氯醇法相比，双氧水法废水减排率高达98%，从源头上避免了高含盐废水的产生。即使仍有少量废水产生，但该废水不含盐，经生化处理后即可进入园区管网。与甘油法相比，双氧水法采用易得的大宗化学品丙烯为原料，基本无“断炊”之忧。

而且，相较于甘油法和氯醇法的多步反应工艺，双氧水法为一步反应制备环氧氯丙烷，反应条件温和，无须经过中间产物，反应液经简单分离便可得到产品。工艺流程缩短，能耗就会相应减少。据测算，相较于氯醇法，双氧水法每生产1吨环氧氯丙烷可节约电20至40千瓦时，节约蒸汽1吨。由此计算，每吨环氧氯丙烷可节约能耗成本约270元。15万吨/年装置每年可节约能耗成本约4000万元。

不仅如此，双氧水法在产品纯度上还有明显优势，生产的环氧氯丙烷纯度在99.9%以上，产品收率以丙烯计在70%～76%；而氯醇法的产品纯度只在99.5%以上，产品收率以丙烯计仅为67%左右。

原料易得、能耗低、产品纯度高，让双氧水法获得了数家生产商的青睐。现在，国内在建和规划的年产能已达40万吨，镇海炼化、石家庄炼化、湖南石化、滨化集团和山东兴鲁等企业正在加快双氧水法环氧氯丙烷产业化进程，一个绿色的环氧氯丙烷产业正在兴起。