1,3丙二醇调研报告.doc

1,3-丙二醇项目调研报告 1 简介 1,3- 丙二醇(1, 3- PDO)是无色无味的液体，比重1.0537(25℃)熔点-32 ℃, 沸点210-211℃自燃温度400℃。可溶于水，醇和醚，是一种可燃、低毒性的化合物。稍溶于苯和氯仿，其化学性质体现了醇和二醇的典型性能，能与酸反应后生成酯。 2 用途 13-丙二醇（PDO）是一种重要的化工原料，可作为有机溶剂应用于油墨、涂料、润滑剂、抗冻剂等行业，还可用作药物合成中间体。其最主要的用途是作为聚合体单体合成性能优异的高分子材料。最主要的用途是作为单体与对苯二甲酸合成新型聚酯材料—聚对苯二甲酸丙二醇酯( PTT)。 13-丙二醇可以替代乙二醇，14-丁二醇和新戊二醇等中间体用于生产多醇聚酯及作为碳链延伸剂。其与苯二甲酸合成的聚对苯二甲酸丙二酯（PTT），显示了比乙二醇、丁二醇为单体合成的聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二酯（PBP）等更优良的性能，被认为是一种兼具PET的高性能和PBT的易加工性的新型聚酯材料。PTT是纺织工业中一种新型聚酯化学纤维，性能明显优于PET和PBT，克服了PET的刚性和PBT的柔性，特别是它有优异的回弹性（拉伸20%时弹性恢复可达100%）、易染性（能在无载体的情况下常压沸染）、抗污性、耐磨性、低吸水性以及良好的色牢度（抗紫外、臭氧、氮氧化合物），兼具涤纶、锦纶甚至氨纶的优点，可制作高度蓬松的BCF纱、复合纤维、地毯、弹力织物、非织造布，适合衣着及多种潜在用途。由1,3-PDO与对苯二甲酸（酯）合成的聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT），市场应用前景广阔。 3 1,3-丙二醇的生产技术及垄断概况 Degussa公司、美国壳牌公司和美国杜邦公司三家垄断。三个公司各自采用的是不同的技术路线。Degussa公司采用的是丙烯醛水合氢化法，壳牌公司采用的是环氧乙烷羰基化法，两个公司走的都是“石化路线”。另一家1,3-PDO生产商杜邦公司采用的是自己创新的生物工程法。 3.1 丙烯醛水合氢化法 丙烯醛水合氢化制备1,3-PDO工艺申请专利最多的是德国Degussa公司，其次是德国Hoechst公司。Degussa公司以丙烯醛为原料生产1,3-PDO的工业化路线主要的生产步骤是：（1）丙烯醛水合制3-羟基丙醛；（2）3-羟基丙醛催化加氢制得1,3-PDO。专家认为该生产工艺技术比较成熟，成本低，原料也比较广泛便宜。但存在催化剂选择性低、产物分离过程复杂，质量较差，污染厉害，且丙烯醛易燃易爆，难以贮运，生产危险性较大的缺陷，因此生产成本较高。该工艺的难度在于催化剂的选取，目前国内该工艺还处于中试阶段，技术有待完善。 3.2环氧乙烷羰基化法 由shell公司创造，该生产工艺优点是成本低、技术先进和产品质量好；但同时也存在前期投资大，反应困难的不足。该工艺存在复杂的加氢精制体系，且在工艺中多次使用低压蒸汽吹扫，因此投资成本和操作成本较高，若能开发出有效地加氢催化剂，减少反应中过量氢气使用量，并提高催化剂活性，则该工艺成本可进一步降低。该技术的关键环节是催化剂的选择，目前国内在该方面的处理还不成熟，影响国内该生产工艺发展的主要因素是缺乏科研经费和技术交流。 3.3 生物工程法 由Do Pont公司最早开发，主要通过菌种以甘油为底物发酵生产1,3-PDO，该工艺国内外均处于研究阶段。菌种的选择和培养是关键，当前研究较多的菌种是克雷伯氏菌、丁酸梭状芽孢杆菌、弗氏柠檬菌三种菌，它们具有较高的1,3-PDO转化率及生产强度。国外有些研究机构通过采用基因技术，对所选菌种进行DNA重组，来提高1,3-丙二醇的产量。由于目前世界上采用转基因工程菌发酵法生产1,3-丙二醇的只有杜邦一家，因此杜邦通过专利申请将相关的技术和工艺进行了严密的保护，形成了高度的技术垄断。 3.4 几种生产工艺比较 表1.1 1,3-PD生产方法比较 生产方法 优点 缺点 主要研发单位 化学法 丙烯醛水合加氢法 工艺简单， 催化剂体系简单， 对设备要求不高 高温高压， 剧毒, 储运困难 Degussa公司 环氧乙烷法 原料易得， 储运方便， 质量高， 成本低 高温高压， 技术难度大， 装置投资高， 催化剂制备及选用复杂 Shell公司 UCC公司 生物 转化法 肠道细菌歧化甘油生成1,3-PD 利用可再生资源， 操作简便， 反应条件温和， 副产物少， 环境污染小 易产生底物和产物抑制， 转化率及产物浓度低， 残留甘油浓度高 GBF公司 大连理工大学 清华大学 基因工程菌将葡萄糖发酵为1,3-PD 由于需要添加大量昂贵的维生素B12，增加了生产成本 DuPont公司 Genencor公司 3.5 国内技术进展 国内科研单位1996年开始关注1,3-丙二醇生产技术发展；19