50,000t/a 1,3-丙二醇工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)開(kāi)發(fā)
1.產(chǎn)品背景
1,3－丙二醇(1,3-PDO)主要用于增塑劑、洗滌劑、防腐蝕和乳化劑的合成，也可用于食品、化妝品和制藥等工業(yè)中，作為聚合物單體可以合成性能優(yōu)異的高分子材料，如用它制備的聚酯塑料具有非常可取的生物降解性能；而它更重要的是制備新型聚酯纖維聚對(duì)丙二甲酸丙二醇酯(PTT)重要單體。PTT較PET(聚對(duì)丙二甲酸乙二酯)、PBT(聚對(duì)丙二甲酸丁二酯)具有更優(yōu)良的性能，兼具PET的高功能性和PBT的易加工性，已成為當(dāng)前合成纖維品種中的開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)。
預(yù)計(jì)到2010年我國(guó)化纖地毯的需求量將達(dá)到5000－6000萬(wàn)平方米，需各種化纖原料290－350萬(wàn)噸，如10%的化纖地毯原料以PPT代替，約29－35萬(wàn)噸，相當(dāng)于1,3－丙二醇的需求量為10.4－12.6萬(wàn)噸。
世界PPT纖維需求量將超過(guò)100萬(wàn)噸。
國(guó)內(nèi)的1,3-PDO生產(chǎn)為空白，Degussa和SHELL的產(chǎn)能也遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)的需求，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品全部依賴來(lái)進(jìn)口。
1,3-PDO的生產(chǎn)方法有以下四種：
1．丙烯醛水合、氫化法
德國(guó)Degussa和Hoechst公司，使用以丙烯選擇性氧化獲得的丙烯醛為原料，丙烯醛水合制得3一羥基丙醛，然后加氫生產(chǎn)1,3-丙二醇(1,3-PDO)。
2. 環(huán)氧乙烷羰基化法
該法以環(huán)氧乙烷為原料在催化劑作用下、與合成反應(yīng)氣(CO、H2)反應(yīng)制備3－羥基丙醛，3-羥基丙醛經(jīng)催化加氫制得1,3-丙二醇，在反應(yīng)中添加具有加氫作用的催化劑二步生成1,3-PDO。
3．生物發(fā)酵法
微生物發(fā)酵法是以谷物類為原料，通過(guò)發(fā)酵得到葡萄糖或甘油，再經(jīng)過(guò)生物工程處理來(lái)生產(chǎn)1,3－PDO。該法主要有2條路線：美國(guó)DuPont和Genencor公司合作開(kāi)發(fā)的，利用基因工程菌將葡萄糖轉(zhuǎn)化為1,3-PDO。歐共體國(guó)家(如GBF、Henkel、Gottschalk等公司)開(kāi)展以腸道細(xì)菌和梭狀芽孢桿菌將甘油轉(zhuǎn)化為1,3-PDO。
國(guó)內(nèi)的1,3－PDO生產(chǎn)技術(shù)研究也大都局限在微生物發(fā)酵法上。
4．甲醛、乙醛法
以甲醛為原料制備1，3-PDO是將甲醛和乙酸用KOH作催化劑縮合成3－羥基丙醛，然后加氫還原制得1,3-PDO，1,3-PDO收率達(dá)90％，這種方法具有原料易得、價(jià)格不高的優(yōu)點(diǎn)，獲得的1，3－PDO成本不高。
日前已工業(yè)化的1，3－PDO生產(chǎn)工藝是環(huán)氧乙烷法(EO法)，丙烯醛水合加氫法(AC法)，這2種方法己實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，并有萬(wàn)噸級(jí)的生產(chǎn)裝置，技術(shù)成熟可行。
微生物發(fā)酵法(MF法)目前依然面臨技術(shù)、成本等方面的實(shí)際問(wèn)題。
2. 1,3－丙二醇產(chǎn)品性質(zhì)及指標(biāo)
2.1 產(chǎn)品性質(zhì)
中文名稱： 1,3-丙二醇
英文名稱： 1,3-propanediol，1,3-dihydroxypropane
外觀與性狀：純品無(wú)色、無(wú)臭，具咸味、吸濕性的粘稠液體。與水混溶，可混溶于乙醇、乙醚。
2.2 產(chǎn)品指標(biāo)
3 本項(xiàng)目采用的工藝和目前工作進(jìn)展?fàn)顟B(tài)
3.1 丙烯醛法
使用以丙烯選擇性氧化獲得的丙烯醛為原料，丙烯醛水合制得3－羥基丙醛，然后加氫生產(chǎn)1,3－丙二醇(1,3-PDO)，也就是Degussa工藝。
丙烯醛由丙烯氧化制得，丙烯醛為商品化化工中間體。既可以外購(gòu)，也可新上裝置（我們擁有先進(jìn)的年產(chǎn)2-6萬(wàn)噸丙烯部分氧化制丙烯醛、丙烯酸、丙烯酸酯的工藝軟件技術(shù)、人才和工業(yè)化經(jīng)驗(yàn)）。
采用特制分子篩催化劑，低壓法催化水合合成3－羥基丙醛。
丙烯醛目標(biāo)轉(zhuǎn)化率：≥40％；
3-羥基丙醛選擇性：≥85％。
3.2 羥基丙醛加氫工藝亦可以分為兩步走：
幾種方法的后續(xù)加氫工藝是一致的。即，3-羥基丙醛加氫而成1,3-丙二醇。加氫目標(biāo)收率≥99%。
加氫單元的反應(yīng)壓力：0.35-0.5MPa，溫度：100-140℃。
1．使用加氫反應(yīng)釜形式的反應(yīng)器，改性raneyNi催化劑催化加氫�？焖俚膶⒀b置工業(yè)化，拿出產(chǎn)品，進(jìn)入市場(chǎng)。
2．在已完成開(kāi)發(fā)的羥基戊醛加氫合成新戊二醇的催化劑基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)固定床反應(yīng)器和配套催化劑。進(jìn)一步降低綜合生產(chǎn)成本。
4.4 工藝裝置“三廢”排放
本項(xiàng)目生產(chǎn)過(guò)程中三廢排放見(jiàn)表4-12。
表4-12 廢氣排放表
5 投資估算
5.1丙烯醛法
如采用外購(gòu)丙烯醛的辦法，丙烯醛法的設(shè)備投資規(guī)模將顯著降低。在2000t/a1,3-PDO的規(guī)模上不建議上丙烯醛裝置，但如果最終采用了丙烯醛工藝，在萬(wàn)噸級(jí)規(guī)模生產(chǎn)，新上丙烯醛裝置還是很必要的。
其主要的設(shè)備投資重點(diǎn)將是加氫單元和后處理單元。
項(xiàng)目建設(shè)投資包括各主要工藝單元等，不包括地面構(gòu)筑物、公用工程等輔助設(shè)施、土地、拆遷等費(fèi)用。
7.經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)
7.1銷售收入
年生產(chǎn)1,3-丙二醇2,000噸（由技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，可以以此為基礎(chǔ)，完善工藝，逐步將產(chǎn)能擴(kuò)產(chǎn)至2-5萬(wàn)噸/年的生產(chǎn)能力，可以根據(jù)國(guó)內(nèi)、國(guó)際市場(chǎng)開(kāi)發(fā)情況擴(kuò)大產(chǎn)能）。
目前，1,3-丙二醇每噸售價(jià)3－3.2萬(wàn)元，2000t/a的裝置年銷售收入6000萬(wàn)元。
7.2產(chǎn)品成本
7.3利潤(rùn)與收益
利潤(rùn)收益表
7.4項(xiàng)目可行性判定
從利潤(rùn)收益、財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)及前面的討論可知，由此可見(jiàn)本項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀，工藝三廢少，有很好的經(jīng)濟(jì)效益，所以本項(xiàng)目可行。
8 技術(shù)合作
在開(kāi)發(fā)研究1,3-PDO項(xiàng)目前，我們開(kāi)發(fā)了成套的新戊二醇工藝技術(shù)、1,3-丁二醇工藝技術(shù)包等多元醇生產(chǎn)技術(shù)，在技術(shù)開(kāi)發(fā)過(guò)程中大量借鑒了國(guó)外公司的工藝技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)實(shí)工藝過(guò)程。
同時(shí)，我們具備國(guó)內(nèi)最優(yōu)秀的多元醇工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)，能夠開(kāi)發(fā)萬(wàn)噸級(jí)有機(jī)化工生產(chǎn)工藝技術(shù)軟件包。
我們對(duì)于此項(xiàng)技術(shù)愿意以合作開(kāi)發(fā)、委托開(kāi)發(fā)、以及其它合作開(kāi)發(fā)形式的開(kāi)發(fā)方式中的任意一種方式進(jìn)行。
其具體方式可以在雙方達(dá)成合作意愿過(guò)程中，商談、切磋。
由于1,3-PDO這一品種的市場(chǎng)潛力巨大，具有客觀的市場(chǎng)商品量預(yù)期和較高市場(chǎng)附加值，我們非常愿意和貴方在此品種上成為獨(dú)家合作伙伴。
