1,3-丙二醇作为聚合单体,是合成高性能聚酯材料聚对苯二甲酸丙二醇酯(PPT)的主要原料。此外,作为化工原料,可用于增塑剂、洗涤剂、防腐剂、乳化剂、的合成,特别是制造性能优异的PTT纤维,即具有聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的性能,又具有尼龙良好的回弹性和抗污染性。在食品、化妆品和制药等行业也有广泛应用,在地毯、工程塑料、服装面料等领域应用广泛,成为目前国际上合成纤维开发的热点。
1,3-丙二醇产能不足和技术落后成为我国发展PTT产业、拓展1,3-丙二醇的应用领域的“卡脖子”问题。但由于1,3-PDO的世界工业产量低价格高,阻碍了它的发展,到1991年的产量仅为100t,市场占有率远不及乙二醇等,长期未能成为大宗化工商品。直到1995年德国Degussa公司以丙烯醛为原料合成1,3-PDO新工艺开发成功,以及美国Shell公司用环氧乙烷为原料开发成功低成本的1,3-PDO,才使1,3-PDO有了很大的发展。据资料统计,2001年全世界1,3-PDO生产能力已达13.6万吨,据业内人士预测,到2010年的PTT纤维需求量达到1Mt,1,3-PDO市场前景看好。
目前,我国聚酯生产能力已接近4000kt/a,发展迅速,但技术水平、产品品种、产业规模与世界跨国公司相比仍有一定的差距,为了利用现有的部分聚酯生产装置生产新型聚酯弹性纤维PTT,满足市场需要,上海石化等公司都在积极开发PTT的合成工艺。据了解,国外对1,3-PDO的生产工艺技术不转让,美国Shell公司已申请一系列专利对该技术实施保护。目前,商品1,3-PDO售价很高,因此,必须自主开发1,3-PDO工业技术,形成具有自主知识主权的生产技术,参与国际竞争,以满足国内聚酯新材料不断发展的需要。
1,3-丙二醇的生产路径目前主要有3种工业生产方法:丙烯醛水合法、环氧乙烷氢甲酰化法和生物发酵法。考虑到现有工艺技术水平以及产品价值,本项目计划与鄂尔多斯市神龙建元新材料有限公司进行合作,新建5万吨/年1,3-丙二醇生产项目,以丙烯和丙烯醛为主要原料,通过催化加氢、催化氧化等工艺制取1,3-丙二醇,并将废弃物合理利用回收,符合原子经济性理念。丙烯醛水合氢化法的优点在于其生产工艺成熟,反应条件温和,对生产设备的要求不高。这种方法可以从工业化学品丙烯出发,通过氧化制得原料丙烯醛。然而,需要注意的是丙烯醛属于有毒、易燃、易爆物品,因此在储存和运输方面存在一定的挑战。
利用现有资源生产精丙烯醛、1,3-丙二醇高附加值产品,使现有资源发挥出应有的最大效益,同时可为公司增加企业经济产值、丰富产品类别,提高我国PTT行业的产量。在此基础上,该项目致力于提高工艺技术水平,尽可能减少废料排放,降低成本,节约能源,使之更加符合市场需求,取得经济、社会双获益的局面。
通过市场需求分析、技术方案和厂址论证、技术经济性分析,初步结论如下:
1.以丙烯和丙烯醛等为主要原料,通过催化加氢、催化氧化等工艺制取1,3-丙二醇,工艺绿色环保,在技术和经济上可行。
2.所选厂址山东省济宁新材料产业园区,地理交通和资源条件优越,原料来源地邻近,电力供应充裕,产业链整合方便,政策有利,得到山东省济宁新材料产业园区的大力支持。本报告研究结果表明,5万吨/年1,3-丙二醇项目采用成熟的工艺技术,能耗达到国内先进水平,项目具有投资省、建设速度快、效益好的特点。产品成本低、运输方便、市场前景好。本项目妥善考虑了1,3-丙二醇生产对环境的影响,减少三废排放量,又考虑了适当的三废治理办法,项目有较好的经济效益和社会效益,综上项目是可行的。