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10 kt/a 乙醛缩合加氢生产1,3-丁二醇工业技术

发布时间:2017-04-19 作者:道特化工  来源:道特化工
50,000t/a 1,3-丙二醇工业生产技术开发

1.产品背景
1,3-丙二醇(1,3-PDO)主要用于增塑剂、洗涤剂、防腐蚀和乳化剂的合成,也可用于食品、化妆品和制药等工业中,作为聚合物单体可以合成性能优异的高分子材料,如用它制备的聚酯塑料具有非常可取的生物降解性能;而它更重要的是制备新型聚酯纤维聚对丙二甲酸丙二醇酯(PTT)重要单体。PTT较PET(聚对丙二甲酸乙二酯)、PBT(聚对丙二甲酸丁二酯)具有更优良的性能,兼具PET的高功能性和PBT的易加工性,已成为当前合成纤维品种中的开发热点。
    预计到2010年我国化纤地毯的需求量将达到5000-6000万平方米,需各种化纤原料290-350万吨,如10%的化纤地毯原料以PPT代替,约29-35万吨,相当于1,3-丙二醇的需求量为10.4-12.6万吨。
世界PPT纤维需求量将超过100万吨。
国内的1,3-PDO生产为空白,Degussa和SHELL的产能也远不能满足市场的需求,国内产品全部依赖来进口。
 
1,3-PDO的生产方法有以下四种:
1.丙烯醛水合、氢化法
德国Degussa和Hoechst公司,使用以丙烯选择性氧化获得的丙烯醛为原料,丙烯醛水合制得3一羟基丙醛,然后加氢生产1,3-丙二醇(1,3-PDO)。
2. 环氧乙烷羰基化法
该法以环氧乙烷为原料在催化剂作用下、与合成反应气(CO、H2)反应制备3-羟基丙醛,3-羟基丙醛经催化加氢制得1,3-丙二醇,在反应中添加具有加氢作用的催化剂二步生成1,3-PDO。
3.生物发酵法
微生物发酵法是以谷物类为原料,通过发酵得到葡萄糖或甘油,再经过生物工程处理来生产1,3-PDO。该法主要有2条路线:美国DuPont和Genencor公司合作开发的,利用基因工程菌将葡萄糖转化为1,3-PDO。欧共体国家(如GBF、Henkel、Gottschalk等公司)开展以肠道细菌和梭状芽孢杆菌将甘油转化为1,3-PDO。
国内的1,3-PDO生产技术研究也大都局限在微生物发酵法上。
4.甲醛、乙醛法
以甲醛为原料制备1,3-PDO是将甲醛和乙酸用KOH作催化剂缩合成3-羟基丙醛,然后加氢还原制得1,3-PDO,1,3-PDO收率达90%,这种方法具有原料易得、价格不高的优点,获得的1,3-PDO成本不高。
日前已工业化的1,3-PDO生产工艺是环氧乙烷法(EO法),丙烯醛水合加氢法(AC法),这2种方法己实现工业化,并有万吨级的生产装置,技术成熟可行。
微生物发酵法(MF法)目前依然面临技术、成本等方面的实际问题。
2.  1,3-丙二醇产品性质及指标
2.1 产品性质
     中文名称: 1,3-丙二醇
  英文名称: 1,3-propanediol,1,3-dihydroxypropane

  

    外观与性状:纯品无色、无臭,具咸味、吸湿性的粘稠液体。与水混溶,可混溶于乙醇、乙醚。

2.2 产品指标


3 本项目采用的工艺和目前工作进展状态
3.1 丙烯醛法
使用以丙烯选择性氧化获得的丙烯醛为原料,丙烯醛水合制得3-羟基丙醛,然后加氢生产1,3-丙二醇(1,3-PDO),也就是Degussa工艺。
丙烯醛由丙烯氧化制得,丙烯醛为商品化化工中间体。既可以外购,也可新上装置(我们拥有先进的年产2-6万吨丙烯部分氧化制丙烯醛、丙烯酸、丙烯酸酯的工艺软件技术、人才和工业化经验)。
采用特制分子筛催化剂,低压法催化水合合成3-羟基丙醛。
丙烯醛目标转化率:≥40%;
3-羟基丙醛选择性:≥85%。
 
3.2  羟基丙醛加氢工艺亦可以分为两步走:
几种方法的后续加氢工艺是一致的。,3-羟基丙醛加氢而成1,3-丙二醇。加氢目标收率≥99%。
加氢单元的反应压力:0.35-0.5MPa,温度:100-140℃。
1.使用加氢反应釜形式的反应器,改性raneyNi催化剂催化加氢。快速的将装置工业化,拿出产品,进入市场。
2.在已完成开发的羟基戊醛加氢合成新戊二醇的催化剂基础上,开发固定床反应器和配套催化剂。进一步降低综合生产成本。
 4.4 工艺装置“三废”排放
本项目生产过程中三废排放见表4-12。

表4-12   废气排放表


 5 投资估算
5.1丙烯醛法
如采用外购丙烯醛的办法,丙烯醛法的设备投资规模将显著降低。在2000t/a1,3-PDO的规模上不建议上丙烯醛装置,但如果最终采用了丙烯醛工艺,在万吨级规模生产,新上丙烯醛装置还是很必要的。
其主要的设备投资重点将是加氢单元和后处理单元。

项目建设投资包括各主要工艺单元等,不包括地面构筑物、公用工程等辅助设施、土地、拆迁等费用。

 7.经济性评价
 7.1销售收入
年生产1,3-丙二醇2,000吨(由技术角度来说,可以以此为基础,完善工艺,逐步将产能扩产至2-5万吨/年的生产能力,可以根据国内、国际市场开发情况扩大产能)
目前,1,3-丙二醇每吨售价3-3.2万元,2000t/a的装置年销售收入6000万元。

7.2产品成本

 

7.3利润与收益

利润收益表

 

7.4项目可行性判定
 
从利润收益、财务评价及前面的讨论可知,由此可见本项目经济效益相当可观,工艺三废少,有很好的经济效益,所以本项目可行。
8 技术合作
在开发研究1,3-PDO项目前,我们开发了成套的新戊二醇工艺技术、1,3-丁二醇工艺技术包等多元醇生产技术,在技术开发过程中大量借鉴了国外公司的工艺技术经验和现实工艺过程。
同时,我们具备国内最优秀的多元醇工业生产技术开发团队,能够开发万吨级有机化工生产工艺技术软件包。
我们对于此项技术愿意以合作开发、委托开发、以及其它合作开发形式的开发方式中的任意一种方式进行。
其具体方式可以在双方达成合作意愿过程中,商谈、切磋。
由于1,3-PDO这一品种的市场潜力巨大,具有客观的市场商品量预期和较高市场附加值,我们非常愿意和贵方在此品种上成为独家合作伙伴。

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