1,3-丙二醇调研报告

 一、产品简介

    1,3-丙二醇英文缩写1,3-PDO，是无色、无味的粘稠液体，可溶于水、醇、醚等多种有机溶剂，主要用于增塑剂、洗涤剂、防腐剂、乳化剂的合成，也用于食品、化妆品和制药等行业，其最主要的用途是作为聚合物单体合成性能优异的高分子材料，不但可以使聚酯塑料具有自然循环的可生物降解特性，而且是制造性能优异的新型聚酯纤维聚对苯二甲酸丙二酯（PTT）的重要单体原料，可替代乙二醇、丁二醇生产多醇聚酯。PTT较PET（聚对苯二甲酸乙二酯）、PBT（聚对苯二甲酸丁二酯）具有更优良的性能，兼具PET的高性能和PBT的易加工性，具有广阔的应用前景，是目前合成纤维新品种开发的热点，因此，开发低成本1,3-丙二醇已成为科研工作者关注的热点问题。此外 ， 1,3-丙二醇还可用于制备其他饱和聚酯，如聚萘二甲酸丙二醇酯（PTN）和共聚聚酯；还用于制备新型聚氨酯和精细化工产品（新型聚氨酯包括发泡产品、弹性作、粘接剂和涂料，精细化工产品有包括防冻液、粉末涂料、溶剂、道路融雪剂、药品等）。 

 二、 产品市场前景

           1,3-丙二醇是合成聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)的基本原料。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。作为一种新型聚酯纤维，PTT的研发生产引起了世界合成纤维行业的重视，如韩国政府正式提出了PTT纤维的开发计划。据《纤维新闻》称，韩国产业资源部计划在今后5年间投资199亿韩元，用于PTT纤维的制造和应用技术开发。以2003年世界市场的30%占有率为目标，据壳牌(Shell)公司预测，到2010年世界PTT纤维需求量将超过100万t。

        中国是纺织大国，2000年化纤产量约达7000kt，就产量而言，已连续四年雄居世界第一。另一方面，中国又是化纤生产原料的进口大国，目前中国合成纤维行业对进口原料的依赖程度高达45%以上，严重影响了化纤行业的经济效益和市场竞争力。

    加入WTO为中国合成纤维工业带来了前所未有的机遇，同时也面临着前所未有的挑战，其中最需要解决的问题：一是解决化纤原料依赖进口问题；二是调整产品结构，积极开发新型高性能合成纤维，PTT性能明显优于PET。PTT纤维的开发研究已被中国政府列为合成纤维工业应对入世的对策之一。PTT纤维的发展，预示着其基本合成原料1,3-丙二醇的需求量很大，如果PPT全部替代PET等合成纤维，每年仅中国就需求1,3-丙二醇80万t，因此中国已把1,3-丙二醇的生产技术开发列为国家“十五”科技攻关项目。 

三、1,3-丙二醇的制备方法 

1、 丙烯醛水合、氢化法

    德国Degussa公司开发了以丙烯醛为原料生产1,3-丙二醇的工业化路线，其化学反应式如下：

CH₂=CHCHO+H₂0—>HOCH₂CH₂CHO 

HOCH₂CH₂CHO+H₂0—>HOCH₂CH₂CH₂0H

      （1）丙烯醛水合制取3-羟基丙醛(HPA)

        采用弱酸性离子交换树脂作催化剂以提高HPA的选择性，如果使用经少量钠、镁、铝改性的催化剂，丙烯醛水合的转化率和选择性都可以大幅度提高。

        Degussa公司使用……        

Hoechst公司采用……      

     （2）  HPA加氢制备1,3-丙二醇

        美国专利5093537提出了一种用于3-羟基丙醛加氢制1,3-丙二醇含Mo的Raney镍型催化剂，催化剂粒度为……。

         徐泽辉等提出在催化剂的存在下加氢，加氢温度为……。  

2、环氧乙烷羰基化、氢化法

        该法以环氧乙烷为原料在催化剂的作用下与合成气反应制3-羟基丙醛，3-羟基丙醛催化加氢制1,3-丙二醇。

         Shell公司对环氧乙烷羰基化、氢化制备1,3-丙二醇进行了较系统深入的研究，此法的关键在于……         

3、  生物法

         生物法较化学合成法具有条件温和、操作简便、副产物少、无环境污染等特点。目前1,3-丙二醇的微生物生产法可分为三类：

第一类：用肠道细菌将甘油歧化为1,3-丙二醇；

第二类：以葡萄糖为底物用基因工程菌生产1,3-丙二醇；

       第三类：将生产甘油和生产1,3-丙二醇的两株菌混合培养。 

     （1）甘油发酵生产技术

       甘油发酵生成1,3-丙二醇有两条途径：①……②……。   

     （2）重组生物体生产技术

        重组技术要用来修改或引入新的代谢途径，拓宽底物利用范围，提高产量，降低成本。提供一种重组生物体，它含有编码甘油-3-磷酸脱氢酶、甘油-3-磷酸酶、甘油脱水酶和1,3-丙二醇氧化还原酶活性的基因，把发酵碳源用脱水酶调节的生物转换直接转化成1,3-丙二醇。     

     （3）微生物发酵生产技术

        微生物连续发酵生产技术，避免了化学合成法技术难度大、设备投资大、中间产物或原料易产生严重环境污染等问题。XXX等利用微生物工程技术，以玉米为原料，……，将玉米转化为1,3-丙二醇，生产成本低（为化学合成法成本的1/5），……，是化工产业微生物工程化的一次飞跃。

        XXX等首先使用一种好氧微生物菌种发酵如葡萄糖、淀粉糖化液、纤维素酶解液等碳水化合物产生甘油，进而再通过另一种厌氧微生物菌种将甘油转化为1,3-丙二醇。首先用……，然后用……，将甘油进一步转化为1,3-丙二醇，……缩短了整个发酵时间，提高了生产效率，为微生物发酵生产1,3-丙二醇的工业化提供了经济可行的发酵工艺。

        Du Pont公司采用……，在合适的条件下，使……转化为1,3-丙二醇。

        XX等对以葡萄糖为辅助底物发酵生产1,3-丙二醇进行了研究，发现……。  

4、技术路线比较

      （1）、丙烯醛路线反应条件比较温和，工艺简单，加氢工艺成熟，催化剂体系简单，对设备要求不高；但丙烯醛本身也是一种重要的有机中间体，成本较高，而且属剧毒易燃易爆物品，难以储存和运输。

     （2）、环氧乙烷法设备投资大，技术难度高，催化剂体系复杂，制作工艺苛刻，配位体剧毒，若采用该工艺，需要有较高的综合技术水平。

  （3）随着生物技术在化学工业的渗透，生物法生产1,3-丙二醇工艺逐步完善，条件温和，操作简单，副产物少，无环境污染，研究也不断深入，以玉米为原料生产1,3-丙二醇技术有望得到进一步发展。 

四、国外供需概况

        随着1990年代中期工业上成功地开发出以1,3-丙二醇为原料的新型聚酯材料——聚对苯二甲酸丙二醇酯（简称PTT），……。

1998年在美国PTT被评为六大石化新产品之一，世界很多跨国化学工业公司如壳牌、杜邦等也都对它产生了浓厚的兴趣。

……。

据XX预计，到2010年全球PTT需求量将达到100万吨，成为一种新的大型聚合物，其中80%用做纤维，其余则主要用作薄膜。 

五、国内1，3-丙二醇研发、生产进展

1、主要研发单位

 2、主要生产企业

 3、主要在建拟建项目

五、国内1，3-丙二醇进出口情况

         目前国内市场丙二醇的(包括1 ,3-丙二醇和1，2-丙二醇)供应主要依赖进口，2004年上半年进口5万吨左右，比去年同期增长50%左右，主要从美国、韩国、日本等地进口。近年进出口总数量、总金额见表X；进口按产地、海关、收货地汇总等见表X、表X、表X。

……

六、国内1，3-丙二醇消费情况

1，消费总量、领域、构成；

2，部分用户和潜在用户名单（含其用途、年用量、需求规格、联系方式等）；

3，国内未来需求预测；

……

七、1，3-丙二醇市场价格

1，近年到岸价格（美元/吨）；

2，近年国内市场零售价格（元/吨）；

3，影响价格的主要因素；

4，后市价格预测

……

八、1，3-丙二醇项目发展建议

1，……

2，……

3，……

4，……