[發(fā)明專利]一種多步法生產(chǎn)1,3-丙二醇的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011348348.1
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112266320B
• 公開（公告）日: 2023-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李通;尹宏峰;嚴(yán)波;李夢珠;張潔;勵斌
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
• 主分類號: C07C31/20
• 分類號: C07C31/20;C07C29/09
• 代理公司: 南京利豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

本發(fā)明公開了一種多步法生產(chǎn)1,3?丙二醇的方法及系統(tǒng)。所述方法包括：將1,3?二氯丙醇與脫水催化劑進(jìn)行脫水反應(yīng)，制得1,3?二氯丙烯；使包含所述1,3?二氯丙烯、第一水解劑和第一溶劑的第一混合反應(yīng)體系進(jìn)行第一水解反應(yīng)，制得3?氯?2?丙烯?1?醇；將所述3?氯?2?丙烯?1?醇與加氫催化劑進(jìn)行加氫反應(yīng)，制得3?氯丙醇；以及，使包含所述3?氯丙醇、第二水解劑和第二溶劑的第二混合反應(yīng)體系進(jìn)行第二水解反應(yīng)，制得1,3?丙二醇。本發(fā)明提供的方法以1,3?二氯丙醇為原料，通過脫水?水解?加氫?水解四步法制得重要的化工原料1,3?丙二醇，且該方法反應(yīng)條件溫和，成本低廉，具有環(huán)保與經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化學(xué)合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多步法生產(chǎn)1,3-丙二醇的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

1,3-丙二醇(1,3-Propandiol，簡稱1,3-PDO，化學(xué)式為：CH₂OHCH₂CH₂OH)是一種重要的有機化工原料，主要應(yīng)用于油墨、涂料、化妝品、制藥、防凍劑等行業(yè)，其最重要的用途是生產(chǎn)聚對苯二甲酸1,3-丙二醇酯纖維(簡稱PTT)的主要原料。所制備的PTT纖維，既具有聚對苯二甲酸乙二酯(PET)的性能，又具有尼龍良好的回彈性和抗污染性，在地毯、工程塑料、服裝面料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，成為目前國際上合成纖維開發(fā)的熱點。然而1,3-丙二醇的價格較高且產(chǎn)能不足，成為制約PTT纖維生產(chǎn)成本的關(guān)鍵。

目前，1,3-PDO的制備方法主要是以石油化工產(chǎn)品為原料的化學(xué)合成法和以生物質(zhì)甘油為原料的生物轉(zhuǎn)化法。化學(xué)合成法主要以殼牌公司的環(huán)氧乙烷法和德國的Degussa公司的丙烯醛路線為代表，處于技術(shù)壟斷狀態(tài)，且技術(shù)本身存在副產(chǎn)物多、條件苛刻、原料不可再生和生產(chǎn)成本較高等缺點。生物轉(zhuǎn)化法以美國DuPont公司為代表，采用可再生資源如玉米淀粉等為原料進(jìn)行微生物發(fā)酵生產(chǎn)。生物發(fā)酵法雖然條件溫和，操作簡單，但是存在產(chǎn)物成分復(fù)雜、1,3-PDO收率低且后續(xù)分離困難的缺陷。

國內(nèi)清華大學(xué)、大連理工大學(xué)和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位也開展了甘油生物轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)1,3-PDO技術(shù)的研發(fā)工作，并已取得了階段性的成果。由清華大學(xué)化工系承擔(dān)的國家“十五”科技攻關(guān)項目發(fā)酵法生產(chǎn)1,3-PDO，以葡萄糖或粗淀粉(如木薯粉)為原料，采用雙菌種兩步發(fā)酵法生產(chǎn)工藝，但該工藝存在菌種培育難度大，工業(yè)化產(chǎn)量低等問題。

綜上可見，現(xiàn)階段我國生產(chǎn)1,3-丙二醇大多處于研究開發(fā)階段，化學(xué)法的規(guī)模化生產(chǎn)工藝技術(shù)仍然處于空白狀態(tài)。近年來我國采用生物法生產(chǎn)1,3-丙二醇的技術(shù)雖取得了長足進(jìn)步，并且有部分研究成果正在進(jìn)行工業(yè)化示范生產(chǎn)，但仍然不能滿足我國高端聚酯行業(yè)對1,3-丙二醇的需求。因此我國在規(guī)模化生產(chǎn)1,3-丙二醇的工業(yè)化技術(shù)上仍然有極大的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種多步法生產(chǎn)1,3-丙二醇的方法及系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

為實現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括：

本發(fā)明實施例提供了一種多步法生產(chǎn)1,3-丙二醇的方法，其包括：

將1,3-二氯丙醇連續(xù)輸入設(shè)置有脫水催化劑的反應(yīng)裝置中，于溫度為200-500℃、液時空速為0.1-5.0h^-1的條件下進(jìn)行脫水反應(yīng)，制得1,3-二氯丙烯；

使包含所述1,3-二氯丙烯、第一水解劑和第一溶劑的第一混合反應(yīng)體系于50-150℃進(jìn)行第一水解反應(yīng)2-10h，制得3-氯-2-丙烯-1-醇；

將所述3-氯-2-丙烯-1-醇連續(xù)輸入設(shè)置有加氫催化劑的反應(yīng)裝置中，于氫氣壓力為1-10MPa、溫度為20-100℃、空速為0.1-5.0h^-1的條件下進(jìn)行加氫反應(yīng)，制得3-氯丙醇；

以及，使包含所述3-氯丙醇、第二水解劑和第二溶劑的第二混合反應(yīng)體系于50-150℃進(jìn)行第二水解反應(yīng)2-10h，制得1,3-丙二醇。