环氧丙烷向环保新工艺发展
石油和化学工业规划院 蔡杰
环氧丙烷是重要的基本有机化工原料，广泛应用于汽车、建筑、食品等行业。环氧丙烷的生产工艺主要有氯醇
化法、共氧化法（也称间接氧化法）和直接氧化法。目前主要工业化方法为氯醇化法和共氧化法，其中共氧化法又
分为乙苯共氧化法和异丁烷共氧化法。近几年，异丙苯氧化法和过氧化氢直接氧化法已开发成功并先后实现工业化，
以氧气作为氧化剂的直接氧化法在开发中。
一、环保技术崭露头角
1． 氯醇法
氯醇法生产历史悠久，生产企业以美国陶氏化学为代表。氯醇法的主要工艺过程为丙烯氯醇化、石灰乳皂化和
产品精制，其特点是生产工艺成熟、操作负荷弹性大、选择性好，对原料丙烯的纯度要求不高从而可提高生产的安
全性，建设投资少。因此，其产品具有较强的成本竞争力，目前世界环氧丙烷约40%左右的产能为氯醇法，我国现
有80%的环氧丙烷产能使用氯醇法。
但氯醇法存在水资源消耗量大，废水和废渣产生量大的缺点，每生产1t环氧丙烷约产生40～50t含氯化物的皂
化废水和2t以上的废渣，且废水具有温度高、pH值高、氯根含量高、COD含量高和悬浮物含量高的“五高”特点，
难以处理。同时，氯醇法还消耗大量高能耗的氯气和石灰原料，而氯和钙在废水和废渣中排放掉，生产过程中产生
的次氯酸对设备的腐蚀也比较严重。
2．共氧化法
共氧化法又称哈康法，包括异丁烷共氧化法和乙苯共氧化法两种，分别由异丁烷或乙苯与丙烯进行共氧化反应，
生成叔丁醇或苯乙烯，同时联产环氧丙烷。
共氧化法由美国奥克兰公司开发，现为美国莱昂德尔（Lyondell）公司所有。共氧化法克服了氯醇法的腐蚀大、
污水多等缺点，具有产品成本低（联产品分摊成本）和环境污染较小等优点，自1969年工业化以来，在世界范围发
展迅速，目前共氧化法环氧丙烷产能已占世界总产能的55%左右。
共氧化法的缺点是工艺流程长，原料品种多，丙烯纯度要求高，工艺操作在较高的压力下进行，设备材质多采
用合金钢，设备造价高，建设投资大。同时，环氧丙烷在共氧化法生产中，只是一个较小的联产品，每吨环氧丙烷
联产2.2～2.5t苯乙烯或2.3t叔丁醇，原料来源和产品销售相互制约因素较大，只有环氧丙烷和联产品市场需求匹
配时才能显现出该工艺的优势。此外，共氧化法产生的污水含COD也比较高，处理费用约占总投资的10%左右。
我国中海壳牌25万t/a环氧丙烷装置（联产56万t/a苯乙烯）是国内首家采用环氧丙烷/苯乙烯共氧化联产法
工艺的企业；2010年6月，莱昂德尔与中国石化合资在镇海建成了国内第二套共氧化法生产装置，生产规模为28.5
万t/a（联产62万t/a苯乙烯）。
3． 异丙苯氧化法
异丙苯氧化法由日本住友化学公司开发，采用钛基催化剂的固定床反应器，以过氧化氢异丙苯（CHP）为氧化剂，
CHP使丙烯环氧化得到环氧丙烷和二甲基苄醇，后者脱水为α-甲基苯乙烯，然后再加氢生成异丙苯，异丙苯氧化成
CHP后循环使用。
异丙苯氧化法实际是共氧化法的一种改进，与共氧化法的主要区别在于使用异丙苯替代了乙苯，并且异丙苯循
环使用，不产生联产品。由于该工艺无需联产苯乙烯所需的辅加设备，装置投资费用比共氧化法约低1/3，也无需
使用氯气的氯醇法工艺所需的防腐设备。2003年5月，住友化学公司投资1亿多美元，在日本千叶建成20万t/a
异丙苯氧化法环氧丙烷装置。此外，住友与沙特阿拉伯-美国石油公司在沙特的合资企业也将采用该技术建设了20
万t/a的环氧丙烷装置。
4．过氧化氢直接氧化法（HPPO法）
HPPO法是由过氧化氢（双氧水）催化丙烯制环氧丙烷的新工艺，生产过程中只生成环氧丙烷和水，工艺流程简
单，产品收率高，没有其他联产品，基本无污染，属于环境友好的清洁生产系统。目前HPPO法工艺分别由赢创工业
集团与伍德公司、陶氏化学和巴斯夫联合开发和工业化推广。
2006年5月，韩国环氧丙烷和聚酯薄膜生产商SKC公司从赢创和伍德购买专利，开始在韩国蔚山建设世界第一
套HPPO法环氧丙烷装置，该装置生产规模为10万t/a，2008年7月建成投产。赢创工业集团还在与俄罗斯天然气
寡头Gazprom的子公司Sibur谈判，计划在俄罗斯建设过氧化氢和环氧丙烷联合生产装置。2006年，陶氏化学与巴
斯夫公司共同宣布在比利时安特卫普合资建设30万t/a HPPO法环氧丙烷装置；2008年6月，陶氏化学与泰国Siam
Cement集团（SCG）合资建立的SCG-DOW集团在泰国的环氧丙烷装置动工，使用陶氏与巴斯夫联合开发的HPPO工艺，
产能为39万t/a，该项目预计将于2011年投入运营。
我国大连化学物理研究所也在从事HPPO技术的研究，其“反应控制相转移催化丙烯氧化制环氧丙烷小试研究”
和“双氧水直接氧化丙烯制环氧丙烷技术”均通过专家鉴定。2010年8月，天津大沽化工公司与天津科技大学、华
东理工大学等合作，成功建成国内首套1500t/a的HPPO法环氧丙烷中试装置，目前开始筹备建设万吨级工业化装置。
5． 氧气直接氧化法
美国莱昂德尔公司正在开发将丙烯、氢气、氧气转化为环氧丙烷的直接氧化技术，使用一种由钯和钛的硅酸盐
组成的双功能催化剂，用氢和氧产生过氧化氢后立即将丙烯转化为环氧丙烷，整个工艺过程在一台反应器内完成。
该公司在美国建有一套实验装置，目前尚处于试验阶段。
从世界环氧丙烷生产发展趋势分析，与传统工艺相比，HPPO技术在经济、环境以及未来的发展机会等方面具有
独特的竞争优势，因此在今后一段时期该工艺将成为新建环氧丙烷项目采用的主要生产工艺；氧气直接氧化法也具
有很强的竞争力，但其实现工业化还需一段较长时间。
二、国内需求快速增长
1．生产情况
2009年，我国环氧丙烷产能达到126万t/a，主要生产企业包括中海壳牌石化有限公司、山东滨化集团有限公
司、天津大沽化工有限责任公司、锦化化工（集团）有限责任公司、山东金岭集团有限公司、中石化上海高桥石化
公司、南京金浦锦湖化工有限公司、山东蓝星东大化工有限公司、江苏钟山化工有限公司、福建湄洲湾氯碱工业有
限公司和沈阳金碧兰化工有限公司等。2010年6月，莱昂德尔与中石化合资在宁波镇海建设28万t/a共氧化法环
氧丙烷生产装置投产，成为国内最大的环氧丙烷生产企业。由于环氧丙烷化学性质活泼，不适于远距离运输，而且
其下游产品附加值较高，因此国内外多数环氧丙烷生产企业采用一体化经营模式，配套建设聚醚多元醇和丙二醇等
下游产品装置。
2．消费及需求预测
随着我国聚氨酯工业进入新一轮发展期，上游原料环氧丙烷需求增长进一步加快，2009年国内环氧丙烷产量和
表观消费量分别达到113.4万t和138.9万t。
国内环氧丙烷最大的用途是在碱金属氧化物和起始剂作用下开环聚合生成聚醚多元醇。2009年环氧丙烷用于聚
醚多元醇的消费量约105.6万t，占总消费量的76%，远高于世界65%的平均水平；其次是在丙二醇领域的应用，约
占总消费量的7.5%。另外，国内环氧丙烷在表面活性剂、碳酸丙烯酯、丙二醇醚、甲基纤维素、改性淀粉、丙烯酸
羟丙酯以及其他方面也有广泛的应用。
目前我国聚氨酯人均消费水平还远远落后于发达国家，国内市场聚氨酯材料还有巨大的发展空间。预计未来一
段时期国内市场对聚氨酯主要原料聚醚多元醇产品的需求仍将保持7%左右的增长速度，聚醚多元醇仍将是环氧丙烷
最大的消费领域。此外，随着国内新建丙二醇装置的投产，丙二醇将成为环氧丙烷需求增长最快的领域。预计到2015
年国内环氧丙烷需求量将达到200万t左右。
3．发展建议
目前我国大多数环氧丙烷产能仍采用以石灰为皂化剂的氯醇法工艺，随着节能环保法律法规的日益严格，氯醇
法生产企业的生存和发展空间将受到越来越大的限制，急需采用先进环保的工艺加以改造。因此，未来国内新建和
扩建氯醇法环氧丙烷项目应慎重。
建议国内环氧丙烷企业积极把握世界大宗有机原料产业转移的有利时机，在丙烯资源充足、市场条件较好的地
区争取与陶氏化学、赢创、住友、巴斯夫、莱昂德尔等跨国公司开展技术和生产合作；同时，加快新技术的开发和
工业化步伐，采用过氧化氢法等环境友好型新工艺建设大型环氧丙烷生产装置，并配套建设聚醚等下游装置，形成
上下游一体化生产，满足国家节能减排和产业结构优化调整的需要。