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化工原料常见问题

1,3-丙二醇:国际上为何没扩产

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  1,3-丙二醇(PDO)是无色、无臭、吸湿性的黏稠液体,作为发展生物质纤维PTT的主要原料,可替代乙二醇、丁二醇生产多醇聚酯。

  生产流程.png

  1,3-丙二醇产品最初是由壳牌、德国赢创和杜邦三大化学工业巨头主导发展起来的,并且主要是为了生产PTT聚酯。但这三大企业分别采用不同方法生产1,3-丙二醇。其中,壳牌公司采用的是环氧乙烷羰基化法(EO法),德固赛公司采用的是丙烯醛水合氢化法(AC法),杜邦公司采用的是生物发酵法。


  其中丙烯醛合成法由德国赢创公司提出,1995年实现产业化,现已关停。丙烯醛法原料成本高、污染大、分离复杂、易残余羰基化合物,对聚合不利。环氧乙烷法由壳牌公司提出,1996年实现工业化,产能曾扩产至7.5万吨,而环氧乙烷法技术难度大、设备投资高,催化剂选择、改进存在问题,2009年关停。


  采用生物发酵法的杜邦通过基因操作,将不同物种来源的天然甘油合成途径与1,3丙二醇合成途径进行重组,在糖化生产PDO技术方面保持20年垄断。但天然重组路径存在缺陷:需要添加高成本的维生素B12(每吨成本占1500-2000元),原料仅能利用葡萄糖,原料利用范围窄。

  1,3丙二醇微生物发酵法.png

  微生物发酵生产1,3-丙二醇目前主要存在产物浓度较低、生产周期长、生产强度低和转化率低等问题,导致生产成本高。发酵法因为是用酶催化,PDO的纯度没有问题,杜邦没有扩大产能主要是因为成本。


  发酵法降低成本,提高竞争力,主要是提高产量和产率,优化菌种的性能。微生物发酵生产1,3-丙二醇目前主要存在产物浓度较低、生产周期长、生产强度低和转化率低等问题,为了获得较高的菌体量,提高1,3-丙二醇的产物浓度,必须筛选耐受高产物浓度的菌种,得到耐受高产物浓度的菌株,并做菌种的稳定性考察。


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