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丙烯法合成1,3-丙二醇成套技术

发布时间:2022-08-15

一、技术名称

丙烯法合成1,3-丙二醇成套技术

1,3-丙二醇(1,3-PDO)是合成新型聚酯纤维聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)的重要单体。PTT纤维兼有涤纶和锦纶的特性,防污性能好,易于染色,手感柔软,伸长性同氨纶纤维一样好,且更易于加工,非常适合用于服装面料、地毯、时装、泳衣和防护材料等领域。PTT纤维被业内认为将逐步替代涤纶和锦纶而成为21世纪新型纤维。1,3-PDO长期依赖进口,价格居高不下,这成为制约国内PTT产业发展的最大障碍。目前,1,3-PDO合成技术主要有生物法、丙烯法和环氧乙烷法。国内生物法1,3-PDO生产成本高昂,而丙烯法和环氧乙烷法尚未有自主技术产业化的报道。开发具有自主知识产权的低成本丙烯法合成1,3-PDO技术,对打破国外垄断、促进我国高端聚酯产业健康快速发展具有重要意义。

中海油天津化工研究设计院有限公司(简称天津院)基于多年的催化材料及工艺技术积淀,将自主知识产权的丙烯氧化、丙烯醛高效水合和低温加氢技术集成,开发出水平领先的丙烯法合成1,3-PDO成套技术,具有反应条件温和、反应过程绿色环保、经济性良好等特点。

二、工艺流程及特征阐述

2.1 工艺流程

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图1 丙烯法合成1,3-丙二醇工艺示意图

2.2 工艺特点

(1)自主开发了系列定向转化催化剂及配套工艺,1,3-PDO总收率>90%,优于国内外报道的同类技术水平。

(2)水合单元采用全新的非均相催化剂,有效避免传统催化剂活性基团易脱落、反应物缩聚堵孔、低选择性等本质缺陷,3-羟基丙醛的选择性>94%,寿命>2年。

(3)加氢单元采用低温型高性能催化剂及液相加氢工艺,反应条件缓和,有效避免了3-羟基丙醛高温副反应,提高了加氢选择性。在反应温度<60℃,反应压力2.0~4.0MPa下,3-羟基丙醛转化率>99.5%,1,3-PDO选择性大于99%,低温加氢活性和稳定性良好。

(4)集成微催化强化反应工艺及多种节能技术,反应过程连续高效,多点安全联锁保护,确保工艺过程的本质安全。水作为溶剂循环使用,几乎不产生废水,整体工艺绿色环保。

三、技术经济指标分析(以3万吨/年计算)

丙烯原料按8000元/吨计算,丙烯法1,3-PDO的生产成本在13600元以内。目前1,3-PDO市场售价24000~30000元/吨,3万吨/年规模装置年利润在3亿元左右,经济效益良好。该技术已经完成中试验证试验及工艺包编制工作。

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四、关于中海油天津化工研究设计院有限公司

中海油天津化工研究设计院有限公司(简称天津院)始建于1958年,占地面积42万平方米,是原化学工业部直属重点科研院所之一,是国内最早、最大的专业从事工业水处理、无机盐和催化剂载体研究的中央级综合性研究院。2000年根据国家深化科技体制改革的要求,转制为国有科技型企业,2006年加入中国海洋石油总公司,是一家集研究开发、行业服务、工程设计和高新技术产业化为一体的综合型科研单位。天津院现有正式员工860人,其中本科学历以上员工有450人,占比71%,博士25人,硕士152人,本科273人。具有高级及以上技术职称190人,工程技术人员占72%,其中享受国务院政府特贴7人,天津市授衔专家1人,总公司专家 2 名,海油发展专家 7 名,教授级高工 44 名。近年人员结构不断优化,2004年国家批准建博士后工作站,博、硕士占研发70%以上。

天津院拥有先进的科研设备和装备,近年来科技平台建设累计投资超过2亿元。拥有扫描电镜、透射电镜、原子吸收光谱、热分析仪、化学吸附仪、X射线光电子能谱等数大型分析表征仪器;同时还拥有多功能循环冷却水动态模拟实验装置、工业废水处理联合实验装置等完善的评价装置。天津院建院60多年来,累计开展了近 2000 项科技课题研究,取得科研成果1200余项,获省部级以上科技奖励164件,其中国家级奖励15件。申请专利274件,获专利授权135件,近五年专利申请数量以25%/年的速度递增。共制修订国家和行业标准1069件,其中国家标准509件。天津院历来高度重视创新能力建设和高科技成果的产业化,在推动经济结构调整升级、促进行业科技进步的同时,实现自身发展。目前,已拥有国家工业水处理工程技术研究中心、国家工业水处理工程技术推广中心、石化工业水处理国家工程实验室、面向工业催化领域新成果产业化公共服务平台、石油和化工行业绿色催化材料工程中心等10多个国家级中心和实验室。

五、技术咨询热线

张景成,022-26689207/15222828682

郭春垒,022-26689103/18649002060