1,3-丙二醇技术
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1,3—丙二醇合成方法研究
1,3-丙二醇的合成方法有多种,主要有以下几种:
1. 环氧乙烷加一氧化碳和氢气法:通过环氧乙烷与一氧化碳和氢气在催化剂的作用下反应,生成1,3-丙二醇。
该方法原料易得,但反应条件较为苛刻,且存在安全隐患。
2. 生物发酵法:利用微生物发酵生产1,3-丙二醇,具有原料可再生、反应条件温和、产物纯度高等优点。
但该方法的发酵时间长,酶的活性低,导致最终产物收率低,限制了其广泛应用。
3. 甘油脱水三步法:以甘油为原料,经过三步反应得到1,3-丙二醇。
该方法原料易得,产物纯度高,但反应条件较为苛刻,且存在安全隐患。
4. 电化学法:利用电解技术将甘油转化为1,3-丙二醇,具有环保、节能等优点。
但该方法的电解效率较低,产物纯度不高。
5. 缩醛法:利用缩醛反应将甘油转化为1,3-丙二醇,具有反应条件温和、产物纯度高等优点。
但该方法的反应时间较长,且需要使用大量有机溶剂。
总之,1,3-丙二醇的合成方法各有优缺点,需要根据具体需求选择合适的方法。
同时,为了提高产物的收率和纯度,需要不断优化反应条件和改进生产工艺。
大连理工大学科技成果——微生物发酵法生产1,3-丙二醇一、产品和技术简介本技术针对当前1,3-丙二醇生产现存的问题,采用克雷伯氏杆菌将甘油转化为1,3-丙二醇,在实验室小试研究成果的基础上,开展了放大到1立方米和20立方米发酵罐的中试试验。
提出了葡萄糖好氧发酵生产甘油与甘油厌氧、微氧发酵生产1,3-丙二醇相结合的两步发酵工艺,并首次提出并采用了酒精沉淀预处理技术,解决了产品难以提取分离的瓶颈问题。
该技术在教育部组织的鉴定会上被评为国际先进技术,获辽宁省技术发明二等奖。
二、应用范围1,3-丙二醇是一种重要的化工原料,可用作溶剂、抗冻剂或保护剂、精细化工原料以及新型聚酯和聚氨酯的单体。
其与聚对苯二甲酸合成的新型聚酯材料聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)与聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)相比具有许多优良的特性。
如尼龙样的弹性恢复、抗紫外、臭氧及氮氧化物的着色性、低静电、低水吸附、全色范围内无需添加任何特殊化学品而呈现出的良好连续印染性及可生物降解性等。
PTT不仅可以作为新型合成纤维在地毯和纺织品方面有着广阔的应用前景,在工程热塑性塑料领域也有巨大的应用潜力。
目前,国外的一些大牌公司正加紧开发1,3-丙二醇及PTT 在纺织和地毯等行业中的应用,如壳牌(Shell)和杜邦(Dupont)公司已先后开发出性能优良的空气变形纱(BCF)、地毯、PTT织物(Corterra)以及玻璃纤维填充的PTT热塑性工程塑料等。
此外,1,3-丙二醇还可用作增塑剂、洗涤剂、防腐剂、乳化剂的合成,也可作为产品中的组分如化妆品、打印机墨水、清洁剂、稳定剂和燃料电池燃料等的添加剂来提高产品的性能。
作为医药和有机合成的中间体,1,3-丙二醇可用于食品、化妆品和制药等行业。
1,3-丙二醇可替代乙二醇、1,4-丁二醇和新戊二醇等中间体生产多醇聚酯及作为碳链延伸剂,还可用于制备其它不饱和聚酯,如聚萘二甲酸丙二醇酯(PTN)和共聚聚酯以及制备新型聚氨酯树脂等。
1,3-丙二醇化学品安全技术说明书第一部分:化学品名称化学品中文名称:1,3-丙二醇化学品英文名称:1,3-propanediol英文名称2:1,3-dihydroxypropane技术说明书编码:1672CAS No.:504-63-2分子式:C3H8O2分子量:76.1第二部分:成分/组成信息有害物成分 含量 CAS No.:有害物成分含量CAS No.1,3-丙二醇 504-63-2第三部分:危险性概述健康危害:对眼和皮肤无刺激作用。
未见中毒报道。
燃爆危险:本品可燃。
第四部分:急救措施皮肤接触:脱去污染的衣着,用流动清水冲洗。
眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。
吸入:脱离现场至空气新鲜处。
就医。
食入:饮足量温水,催吐。
就医。
第五部分:消防措施危险特性:遇明火、高热可燃。
有害燃烧产物:一氧化碳、二氧化碳。
灭火方法:尽可能将容器从火场移至空旷处。
喷水保持火场容器冷却,直至灭火结束。
处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音,必须马上撤离。
用水喷射逸出液体,使其稀释成不燃性混合物,并用雾状水保护消防人员。
灭火剂:水、雾状水、抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。
第六部分:泄漏应急处理应急处理:迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入。
切断火源。
建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿一般作业工作服。
尽可能切断泄漏源。
防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。
小量泄漏:用砂土、蛭石或其它惰性材料吸收。
也可以用大量水冲洗,洗水稀释后放入废水系统。
大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。
用泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。
第七部分:操作处置与储存操作注意事项:密闭操作,全面通风。
操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。
远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。
使用防爆型的通风系统和设备。
防止蒸气泄漏到工作场所空气中。
避免与氧化剂、还原剂接触。
搬运时轻装轻卸,防止包装破损。
1,3 - 丙二醇合成生物学丙二醇是一种重要的有机化合物,广泛用于塑料、制药、化妆品、食品等行业。
传统的合成方法是通过化学合成,但这种方法对环境造成污染,且成本较高。
近年来,合成生物学的发展提供了一种新的制备丙二醇的方法,这种方法不仅对环境友好,还能够降低制备成本。
合成生物学是指通过基因编辑技术、代谢工程和系统生物学等手段,设计和构建具有新功能的生物体的一门学科。
利用这种方法,科学家们成功地从细菌和酵母中分离出了各种生物反应产物,其中就包括丙二醇。
合成生物学的方法不仅可以缩短合成时间,还可以大幅降低反应条件的要求,从而节省成本。
在利用合成生物学方法制备丙二醇的过程中,科学家们主要采用代谢工程技术。
代谢工程是指利用基因编辑技术调整生物代谢途径的一种方法。
通过对相关基因进行编辑或调控,科学家们可以促进或抑制代谢途径中的某些反应,进而实现有针对性地生产丙二醇的目的。
例如,科学家们利用基因编辑技术将大肠杆菌中的乙醇代谢途径改造成丙二醇代谢途径,使其能够生产丙二醇。
这种方法不仅可以生产出高纯度的丙二醇,而且还环保、低成本。
除了生产丙二醇之外,合成生物学方法还可以生产其他的生化产品,如乙醇、甘油等。
这些产品不仅可以应用于各种行业,而且可以用于生产生物燃料,从而降低对化石燃料的依赖。
因此,利用合成生物学技术生产生化产品已经成为一种趋势。
总之,合成生物学为生化产品制备提供了一种新的可持续发展的方法。
借助代谢工程技术和系统生物学方法,科学家们可以设计和构建具有新功能的生物体,实现高效生产生化产品的目的。
未来,随着这种技术的不断发展和完善,合成生物学必将成为化工行业中的一种重要生产方式。
1-3丙二醇生产工艺介绍如下:
1.原料准备:准备好丙烯和甘油等原料。
2.反应器设置:准备一个加热的反应器,通常是采用连续搅拌反
应器。
3.反应:将丙烯和甘油以适当的摩尔比例加入反应器中,加入催
化剂(如氢氧化钠或氢氧化钾)。
4.加热和搅拌:加热反应器,同时搅拌反应物,以促进反应的进
行。
5.反应控制:控制反应温度和反应时间,以确保反应的进行。
6.分离与提纯:反应结束后,通过蒸馏和分离等方法,将1,3-丙
二醇从反应混合物中分离出来。
7.产品处理:对分离得到的1,3-丙二醇进行进一步的处理,如脱
色、过滤、洗涤等,以获得高纯度的产品。
8.产品收集和包装:收集和包装处理好的1,3-丙二醇,以便储存
和运输。
1,3-丙二醇生产技术及市场1,3-丙二醇(1,3-PDO)主要用于生产聚酯,也可用作合成增塑剂、洗涤剂、防腐剂、乳化剂等精细化工产品的原料。
由1,3-PDO与对苯二甲酸(酯)合成的聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)既具有聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的化学稳定性,又具有尼龙6及尼龙66的良好回弹性和抗污染性,是应用前景非常广泛的新型聚酯纤维。
预计在不久的将来,PTT纤维有可能逐步替代涤纶和锦纶而成为21世纪大宗纤维,这也为1,3-PDO工业发展提供了良好机遇。
生产技术进展在1999年之前,Degussa公司是全球唯一的1,3-PDO生产商,采用工艺为丙烯醛水合加氢法。
20世纪90年代初Shell公司开发了环氧乙烷羰化、加氢制1,3-PDO工艺,1999年12月一套7.2万t/a生产装置建成投产。
与此同时,DuPont公司购入Degussa丙烯醛法工艺技术,也建成工业装置,之后便将开发力量集中在生物法工艺上。
生物法制1,3-PDO工艺以廉价的葡萄糖或粗淀粉(如木薯粉)为原料,采用原始菌株发酵或利用基因工程菌制得1,3-PDO。
目前DuPont在生物路线开发中已处于全球领先地位。
为进一步降低1,3-PDO生产成本,人们对现有工艺及催化剂进行了改进,并积极开发新的工艺路线。
其中韩国三星/Davy开发了经3-羟基丙酸甲酯制1,3-PDO工艺,而生物法作为低成本的绿色工艺,也非常引人关注。
1 丙烯醛水合/加氢法丙烯醛由丙烯与空气在含铋、钼等多组分复合催化剂作用下氧化制得。
丙烯醛在酸性催化剂存在下、50℃下水合生成3-羟基丙醛(3-HPA),然后再加氢为1,3-PDO。
该工艺投资成本低、反应条件缓和,但催化剂选择性低、产物分离过程复杂,且丙烯醛易燃易爆,难以贮运,因此生产成本较高。
在该法最终产品分离提纯工艺中,为提高1,3-PDO纯度,Shell公司开发了逆向精馏法,即先用反应精馏塔除去产物流中的重组分或低挥发性杂质(如3-HPA),使其含量由10wt%降低至100ppm以下,再进一步蒸馏制得高纯度1,3-PDO。
甘油制备1.3-丙二醇l,3-丙二醇是一种重要的有机化工原料.广泛应用于增塑剂、洗涤剂、防腐剂、乳化剂、聚酯和聚氨酯的合。
也可用作防冻剂、溶剂、保护剂等,其中最重要的应用是制备聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)。
PTT是一种性能优异的聚酯材料,是目前国际上合成纤维开发的热点,被专家预测为2l世纪最主要的新纤维品种之一。
世界上已实现工业化生产1。
3一丙二醇的合成路线有两条:一种方法是Shell公司的环氧乙烷羰基化法;另一种方法是Degussa公司的丙烯醛水合氧化法。
其中环氧乙烷羰基化法设备投资大.技术难度高.其催化剂体系相当复杂.制备工艺苛刻且不稳定.配位体还有剧毒。
丙烯醛水合氢化法成本较高.特别是丙烯醛本身属剧毒、易燃和易爆物品,难于储存和运输。
由此可见.研究开发以生物柴油副产甘油为原料制备l,3一雨二醇的技术很具竞争性和发展潜力。
目前国内外做了大量的研究,主要形成催化氢解法和微生物发酵法两项技术。
(1)催化氢解法甘油催化氢解制备1.3一丙二醇是一个较复杂和困难的过程.目前人们刚刚在这方面开始研究。
在均相催化体系中加入钨酸和碱性物质如胺或酰胺等,在3lMPa的合成气压力和200℃的温度下反应24h,甘油催化氢解生成1.3丙二醇的产率为21%,选择性为45%。
Schiaf等选用Ru配合物为催化剂,在四氢噻吩砜、甲苯和1一甲基吡咯烷酮的混合溶剂中,在5.2MPa的氢压力和110℃的温度下反应19h,l,3丙二醇的选择性为44%,但转化率仅为5%。
Shell公司于2000年开发了一种均相体系合成1.3一丙二醇.该法以含铂系金属的配合物为催化剂.加入甲磺酸或i氟甲磺酸作添加物.在水或环丁砜的溶剂中甘油被氢解生成1.3一丙二醇.其选择性可达30.8%。
Chaminand等采用氧化锌、活性炭或三氧化二铝负载的cu、Pd或Rh作为催化剂.以钨酸作添加物.在水、环丁砜或二氧杂环已烷等溶剂中研究了甘油催化氢解反应。
当温度为180℃、氢压为8MF,a时,产物中1,3一丙二醇与1.2丙二醇的摩尔比最好时可达到2.并认为Fe和Cu等有利于提高1.3一丙二醇的选择性。
1,3-丙二醇生产工艺1,3-丙二醇是一种重要的工业原料,广泛应用于化工、医药、纺织等领域。
本文将介绍1,3-丙二醇的生产工艺,主要包括以下方面:丙烯合成法、环氧乙烷工艺、丁烷氧化法、甲醛合成法、甘油氢化法、乙炔合成法和丙烯直接氧化法。
1.丙烯合成法丙烯合成法是生产1,3-丙二醇的一种常用工艺。
该方法以丙烯为原料,通过催化剂的作用下进行反应,生成1,3-丙二醇。
丙烯合成法的优点在于原料易得、成本较低,同时催化剂的活性较高,反应速率快。
然而,该方法的缺点是选择性较差,副产物较多,导致分离和纯化过程较为复杂。
2.环氧乙烷工艺环氧乙烷工艺是一种通过环氧乙烷的氢化反应制备1,3-丙二醇的工艺。
在催化剂的作用下,环氧乙烷与氢气反应生成1,3-丙二醇。
该方法的优点在于选择性好、副产物少,同时反应条件温和,对设备的投资要求较低。
然而,环氧乙烷工艺的缺点在于环氧乙烷的价格较高,对原料的纯度要求较高,同时在生产过程中需要使用大量的氢气。
3.丁烷氧化法丁烷氧化法是通过丁烷的氧化反应制备1,3-丙二醇的工艺。
在催化剂的作用下,丁烷与氧气反应生成1,3-丙二醇。
该方法的优点在于原料丰富、成本较低,同时工艺流程简单,操作条件温和。
然而,丁烷氧化法的缺点在于选择性较差,副产物较多,同时对设备的耐氧化性要求较高。
4.甲醛合成法甲醛合成法是一种通过甲醛和乙醛的反应制备1,3-丙二醇的工艺。
在催化剂的作用下,甲醛和乙醛发生加成反应生成1,3-丙二醇。
该方法的优点在于原料丰富、成本较低,同时反应条件温和,设备简单。
然而,甲醛合成法的缺点在于选择性较差,副产物较多,同时对原料的纯度要求较高。
5.甘油氢化法甘油氢化法是一种通过甘油的氢化反应制备1,3-丙二醇的工艺。
在催化剂的作用下,甘油与氢气反应生成1,3-丙二醇。
该方法的优点在于原料丰富、成本较低,同时反应条件温和,设备简单。
然而,甘油氢化法的缺点在于选择性和收率较低,同时需要使用大量的氢气。
13丙二醇合成医药中间体简介13丙二醇是一种重要的有机合成中间体,广泛应用于制药、化妆品和染料等领域。
它的化学式为C3H8O2,又称作1,3-丙二醇或甘油。
本文将介绍13丙二醇的合成方法和其在医药领域中的应用。
合成方法13丙二醇的常用合成方法主要有以下几种:1.丙烯氧化法:通过将丙烯与空气中的氧气在催化剂的存在下进行氧化反应,生成13丙二醛,然后再将13丙二醛还原为13丙二醇。
这种方法是目前最常用的合成方法。
2.羟丙酮还原法:将羟丙酮在还原剂的作用下还原生成13丙二醇。
这种方法的优点是反应简单,但需要高纯度的羟丙酮和还原剂。
3.乙烯环氧化法:将乙烯与过氧化氢在催化剂的存在下进行环氧化反应,生成13丙二醇。
这种方法具有高效、高产率和环境友好等优点,但催化剂选择和反应条件控制较为关键。
医药中间体应用13丙二醇作为一种重要的有机中间体,在医药领域中有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用:1.药物制剂:13丙二醇可以作为药物的溶剂和稀释剂,广泛用于制备口服液、注射剂等药物制剂。
2.制药工艺:在药物的合成过程中,13丙二醇可以作为催化剂或还原剂,参与反应过程,提高反应的产率和选择性。
3.载药体系:13丙二醇具有良好的溶解性和生物相容性,可用于制备药物的载体,如纳米粒子、聚合物微球等,用于药物的传递和释放。
4.新药研发:13丙二醇可以作为一种药物活性分子进行修饰,通过改变其结构和功能,设计和合成具有特定药理活性的新药物分子。
结论综上所述,13丙二醇是一种重要的合成中间体,在医药领域中具有广泛的应用。
通过不同的合成方法可以得到高纯度的13丙二醇,其在药物制剂、制药工艺、载药体系和新药研发等方面发挥着重要的作用。
随着药物研究和合成技术的不断发展,对13丙二醇的需求也将不断增加,将促进其合成方法的改进和应用领域的扩展。
1,3-丙二醇的制备1,3-丙二醇是一种重要的有机化学品,广泛应用于化工、医药和食品等领域。
本文将介绍一种常用的制备1,3-丙二醇的方法。
1,3-丙二醇的制备方法有多种,其中较为常用的方法是通过甘油的水解反应得到。
甘油是一种常见的三羟基醇,化学式为C3H8O3,通过与水反应,可以得到1,3-丙二醇和丙二醇。
在实际操作中,首先需要将甘油与水加入反应釜中,并加热至一定温度。
加热过程中,甘油与水发生水解反应,生成1,3-丙二醇和丙二醇。
水解反应的反应条件可以根据具体情况进行调整,一般选择适当的温度和反应时间,以提高反应效率和产率。
在反应结束后,需要对反应混合物进行分离和提纯。
一种常用的分离方法是通过蒸馏技术将1,3-丙二醇和丙二醇分离。
由于1,3-丙二醇和丙二醇的沸点不同,可以通过控制温度来分离得到纯净的1,3-丙二醇。
除了水解反应,还有其他方法可以制备1,3-丙二醇。
例如,可以通过氢化反应将丙烯醛还原为1,3-丙二醇。
在这个反应中,氢气作为还原剂,将丙烯醛中的醛基还原为烷基,生成1,3-丙二醇。
还可以通过二氧化碳的羰基化反应制备1,3-丙二醇。
在这个反应中,二氧化碳与氢气在催化剂的作用下反应,生成甲酸酯。
然后,甲酸酯与水反应生成1,3-丙二醇。
制备1,3-丙二醇的方法有多种,其中最常用的是通过甘油的水解反应得到。
这种方法简单易行,产率高,是工业生产中常用的方法之一。
此外,还可以通过其他反应方法制备1,3-丙二醇,具体方法可以根据实际需求和条件进行选择。
1,3-丙二醇作为一种重要的有机化学品,在各个领域具有广泛的应用前景。
生物产业技术382014.04(7月).1,3-丙二醇是无色、无臭、吸湿性的黏稠液体,作为重要的有机合成原料和中间体而得到广泛的应用,主要用于食品、化妆品和制药等行业。
1,3-丙二醇在聚酯方面的独特性能使其制备的聚酯塑料具有易于自然循环的生物可降解特性。
1,3-丙二醇是制备具有发展前景的新型聚酯纤维PTT (聚对苯二甲酸-1,3-丙二醇酯)的重要单体原料。
PTT 作为新型聚酯材料,具有优异的回弹性、染色性、抗污性等,较以乙二醇作为单体的聚酯(PET )具有更优良的特性。
由于1, 3-丙二醇价格昂贵,因此,1,3-丙二醇的工业化生产情况严重影响着PTT 的生产。
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;用于制备新型聚氨酯包括发生物基1,3-丙二醇技术开发及产业发展趋势随着生物工程技术的不断完善,全球生物基1,3-丙二醇的投产规模不断扩大,年产量不断增加。
文章就1,3-丙二醇的市场现状及发展趋势、生产企业现状以及产业化技术进行分析。
泡产品、黏接剂、涂料和精细化工产品(包括防冻液、粉末涂料、溶剂、道路融雪剂、药品等)。
随着生物基1,3-丙二醇产业化技术的不断完善以及应用领域的扩展,其发展前景将十分广阔。
1 1,3-丙二醇市场现状与趋势分析1,3-丙二醇是聚酯纤维PTT 的重要单体原料,其工业化进程由PTT 聚酯的市场需求所推动。
而PTT 是继20世纪50年代的PET (聚对苯二甲酸乙二醇酯)、70年代的PBT (聚对苯二甲酸丁二醇酯)之后一种新的、极有发展前途的新型聚酯高分子材料,1998年被美国评为六大石化新产品之一。
1,3-丙二醇生产方法可分为两类,分别是化学法和生物发酵法。
传沈瑶瑶 于建荣 毛开云(中国科学院上海生命科学信息中心,上海 200031)doi:10.3969/j.issn.1674-0319.2014.04.005沈瑶瑶,中国科学院研究生院、中国科学院上海生命科学信息中心在读研究生。
1,3-丙二醇的合成方法及技术进展目前具有工业应用前景的1,3-丙二醇(1,3-PDO)合成技术有环氧乙烷(EO)羰基化、丙烯醛水合路线和生物工程3种,其中前2种技术已经实现工业化,后1种技术正由杜邦进行工业化开发。
国外合成技术进展1.EO羰基化技术壳牌公司1995年开发出以EO为原料的低成本1,3-PDO合成工艺,突破了其生产瓶颈,1,3-PDO及相关产品才取得了长足的发展。
该方法以乙烯为原料,在280℃下用银催化剂将之氧化成EO,随后反应又可分为一步法或两步法,一步法是EO在90℃、10MPa、催化剂作用下生成1,3-PDO;二步法是EO在85℃、10MPa、催化剂作用下进行羰基化反应,制备过程采用EO、CO和H2为原料进行氢甲酰化反应生成3-羟基丙醛(3-HPA),再经固定床催化加氢制得1,3-PDO。
根据壳牌的专利,该技术包括许多重大的改进和创新。
如EO羰基化催化剂采用八碳二钴、不加价格昂贵的膦配体,催化剂用量仅为反应中混合物的0.05%~0.3%,使费用大幅度降低;以MTBE为反应溶剂,产物和催化剂容易分离,3-HPA的浓度提高到35%以上;用水萃取3-HPA,钴催化剂的循环使用率达99.6%,通过控制羰基化反应中的水含量和3-HPA的浓度,使高沸点副产物很少,选择性大于90%。
2.丙烯醛水合氢化技术①丙烯醛水合制3-HPA丙烯醛水合、氢化制备1,3-PDO工艺方法申请专利最多的是德国Degussa公司,是以丙烯醛为原料生产1,3-PDO的工业化路线,主要步骤为:丙烯醛水合制3-HPA,然后催化加氢制得1,3-PDO;其次是德国赫司特公司。
丙烯醛水合制备3-HPA,最早采用无机酸作催化剂,但产率低、选择性低以及伴随丙烯醛遇酸缩合或聚合等问题。
为解决这些问题,Degussa公司以弱酸性离子交换树脂作为催化剂,使得3-HPA选择性、丙烯醛水合转化率和选择性都得到大幅提高。
美国专利中也提出了1种以含磷酸基的酸性螯合型阳离子交换树脂作为催化剂的方法,反应温度为50~80℃,丙烯醛转化率可以保持在85%~90%,3-HPA选择性可达80%~85%。
1,3-丙二醇的合成方法
一种常见的合成方法是利用生物工程技术呢。
科学家们可聪明啦,他们找到一些微生物,让这些小家伙来帮忙合成1,3 - 丙二醇。
这些微生物就像一个个小小的工厂,在特定的环境里,吃着特定的“食物”,然后就生产出1,3 - 丙二醇啦。
这种方法特别环保,就像是大自然自己在做化学实验一样,感觉很神奇呢。
还有化学合成法哦。
其中环氧乙烷羰基化法是比较重要的一种。
简单来说呢,就是让环氧乙烷和一氧化碳发生反应,经过一系列复杂的化学变化,最后就得到1,3 - 丙二醇啦。
这个过程就像是一场化学舞会,各种分子在特定的条件下,你拉着我,我拉着你,然后组合成新的分子。
不过呢,这个过程可不容易,需要精确地控制温度、压力还有各种反应条件,就像厨师做菜,火候和调料都得恰到好处才行。
另外,丙烯醛水合氢化法也是一种合成途径。
先让丙烯醛和水结合,就像两个小伙伴手拉手,然后再经过氢化反应,就像给这个结合后的分子穿上一件新衣服,最后就变成1,3 - 丙二醇啦。
这个过程也很复杂,每个步骤都要小心翼翼的,不然就得不到想要的东西啦。
不过呢,每种合成方法都有它的优缺点。
生物工程法环保但是产量可能会受到微生物生长条件的限制。
化学合成法产量可能比较高,但是对设备和技术的要求也很高,就像一个高难度的杂技表演,得有专业的人来操作才行。
宝子,你看,化学世界是不是很有趣呀 。
13丙二醇技术说明书技术说明书:13丙二醇1.产品概述13丙二醇,又称丙二醇、1,3-丙二醇,是一种无色、无臭的液体化合物。
它是一种重要的有机化工原料,广泛应用于化妆品、食品、药品、塑料、纺织品等各个领域。
2.产品特性- 物性稳定:13丙二醇具有良好的物理和化学稳定性,能够在宽温度范围内保持液体状态。
- 溶解性强:13丙二醇可以与水和大多数有机溶剂混溶,在许多应用中可作为溶剂使用。
- 低挥发性:13丙二醇在室温下具有较低的挥发性,能够有效减少产品的蒸发损失。
- 不易燃性:13丙二醇为低毒、低挥发性物质,具有较高的安全性。
3.产品应用- 化妆品:13丙二醇在化妆品中常用作润肤剂、保湿剂、粘合剂等,能够改善产品的质感和保持润滑性。
- 食品:13丙二醇在食品中可用作甜味剂、防腐剂等,在一些果酱、饮料、糕点中得到广泛应用。
- 药品:13丙二醇在制药工业中常用作溶剂、稳定剂等,有助于改善药物的稳定性和可溶性。
- 塑料:13丙二醇可以被用作聚酯类树脂的原料,制造可塑性强、耐热性好的塑料制品。
- 纺织品:13丙二醇在纺织工业中常用作湿润剂和柔软剂,能够提高纤维的柔软性和光泽度。
4.使用注意事项- 13丙二醇应存放在阴凉、干燥的地方,避免阳光直射。
- 使用时应戴好防护手套、护目镜等个人防护装备,避免接触皮肤和眼睛。
- 若不慎接触皮肤或眼睛,应立即用大量清水冲洗,并寻求医疗帮助。
- 在使用和储存过程中应遵守相关的安全操作规范和法律法规。
以上为13丙二醇的技术说明书,仅供参考。
具体使用方法和条件请根据实际情况和相关法规进行操作。
13丙二醇技术说明书
13丙二醇(1,3-propanediol)是一种有机化合物,化学式为
CH3CH(OH)CH2OH,属于二元醇类化合物。
以下是13丙二
醇的技术说明书:
1. 化学性质:
- 分子量:76.10 g/mol
- 外观:无色液体
- 熔点:-24 °C
- 沸点:214 °C
- 密度:1.04 g/cm³
- 溶解性:可溶于水、乙醇和醚类溶剂
- 稳定性:稳定,但在高温、火花或明火下易引起爆炸
2. 生产方法:
目前,工业上主要通过糖类发酵或由石油导出得到13丙二醇。
糖类发酵法主要是将葡萄糖、木糖或甘露糖等糖类经过微生物发酵,生成13丙二醇。
从石油提取得到的13丙二醇则是通过氢气导出法得到。
3. 应用领域:
- 塑料工业:13丙二醇可用作聚酯类塑料(如聚对苯二甲酸丙
二醇酯)的原料,广泛应用于塑料制品、包装材料等领域。
- 化妆品工业:13丙二醇可用作皮肤保湿剂和柔软剂,广泛应
用于护肤品、化妆品等产品中。
- 医药工业:13丙二醇具有一定的药理活性,可用于制备医药
中间体和药物配方中。
- 冷冻液工业:13丙二醇具有较低的冰点抑制性能,可用作冷
冻液添加剂,防止冷冻液的冰点下降。
4. 注意事项:
- 13丙二醇是一种易燃物质,请避免接触明火、高温和火花。
- 使用过程中应佩戴防护手套、安全眼镜等个人防护装备,避
免接触皮肤和眼睛。
- 在通风良好的环境下使用,并远离火源和热源。
- 使用后的13丙二醇应妥善保存,避免与氧化剂等物质接触,防止发生危险反应。
1,3-丙二醇的生产技术
1,3-丙二醇,也被称为丙二醇或者PD,是一种重要的化工原料,广泛应用于医药、食品、化妆品和工业领域。
它通常通过甘油的氢
解反应生产。
甘油是一种常见的生物质原料,可以从动植物油脂中
提取。
甘油首先经过脱水反应制备环氧丙烷,然后经过水解反应生
成1,3-丙二醇。
另一种生产1,3-丙二醇的方法是利用丙烯的氧化反应。
丙烯经
过氧化反应生成丙醛,然后丙醛再经过加氢反应生成1,3-丙二醇。
这种方法的优势在于可以利用丰富的石油资源作为原料,但同时也
存在着对环境的影响和能源消耗较大的缺点。
除了以上两种方法,还有一些其他的生产技术,如生物法和微
生物发酵法。
生物法是利用特定的微生物通过生物转化过程来生产1,3-丙二醇,这种方法具有较高的选择性和环境友好性。
微生物发
酵法则是利用微生物在适宜的条件下进行发酵,产生1,3-丙二醇。
这种方法对原料的要求相对较低,但生产周期较长。
总的来说,生产1,3-丙二醇的技术多样,每种方法都有其适用
的场合和特点。
在实际生产中,需要根据原料的供应情况、成本考
虑、环境影响等因素综合考虑选择合适的生产技术。
同时,随着科技的发展和环保意识的提高,未来可能会出现更多更高效的生产技术。
1,3-丙二醇生产技术及进展1,3-丙二醇(1,3-PDO)是一种重要的有机化工原料,广泛应用于增塑剂、洗涤剂、防腐剂、乳化剂、聚酯和聚氨酯的合成,也可用作防冻剂、溶剂、保护剂等。
其中最重要的应用是制备聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)聚酯纤维。
PTT是一种性能优异的聚酯材料,兼具聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的高性能和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的易加工性,又具有尼龙良好的回弹性和抗污染性能,且易染、耐磨,在地毯、工程塑料、服装面料等领域大有作为,具有广阔的应用前景,是目前国际上合成纤维开发的热点,被专家预测为21世纪最主要的新纤维品种之一。
但是由于原料1,3-PDO成本高,对其发展造成了制约,因此从20世纪90年代起,低成本1,3-PDO合成工艺的研究开发工作成为热点课题之一。
目前1,3-PDO生产方法主要有3种:1996年工业化的美国Shell公司的环氧乙烷羰基化法;1995年德国Degussa公司开发成功的丙烯醛水合氢化法;以及以美国Dupont公司为代表的生物工程法。
最近又有人提出以甲醛为原料,通过Prins反应或者醇醛缩合反应制备1,3-PDO。
本章将对上述几种合成工艺及进展进行详尽的介绍。
2.1 生产技术现状1,3-丙二醇(下称PDO)工业生产方法主要有三种,即丙烯醛水合法、环氧乙烷(EO)氢甲酰化法和生物发酵法。
其中,丙烯醛水合法技术难度相对较小,但技术经济性能较差。
目前,有发展前景的工艺主要为EO氢甲酰化法和生物发酵法。
在DuPont公司积极开发生物法制PDO工艺的同时,Shell公司也在努力改进其EO法技术,以保持竞争力。
国内研究开发PDO工艺的单位较多,其中在EO法中有代表性的为中科院兰州化物所;在生物法中有代表性的研究单位为清华大学、抚顺石油化工研究院和大连理工大学,国内生物法开发起步比德、美等国晚,但研究水平特别是中试水平已处于国际先进行列,1,3-PDO浓度可达到80g/L以上。
2.1.1 丙烯醛水合法(AC法)丙烯醛水合法制PDO工艺分两步进行:首先丙烯醛与水在离子交换树脂存在下生成3-羟基丙醛(HPA),然后采用负载镍催化剂使HPA加氢得PDO。
主要副产物为4-氧代庚二醛,可加氢生成4-氧代庚二醇,进一步水解生成PDO,该工艺PDO总收率为85%-90%。
Degussa仓司最早采用特种离子交换树脂为催化剂,在60℃下,丙烯醛转化率为82%,HPA选择性为80%。
之后采用H3P04/Ti02和有机酸/有机胺组成的缓冲溶液为催化剂。
为降低HPA加氢反应产物中羰基的含量,Degussa公司采用两段加氢的方式,可将羰基含量降低至100ppm以下。
Degussa公司于1998年将该技术转让给DuPont公司。
丙烯醛水合法路线反应条件比较温和,技术难度不大,加氢工艺成熟,催化剂体系简单,对设备要求不高,投资成本相对较低,但原材料成本较高,其经济性低于EO氢甲酰化工艺和生物发酵工艺。
为了保持竞争性,丙烯醛工艺最好与丙烯生产装置连成一体,并避免粗丙烯醛提纯步骤。
由于丙烯醛本身存在一定的环境问题,丙烯醛法生产PDO成本相对较高,前景不太乐观。
上海石化研究了丙烯醛水合加氢制PDO工艺,并于2001年建了一套中试装置,生产出合格产品。
丙烯醛水合和后续加氢工序分别采用阳离子交换树脂催化剂和镍基催化剂,丙烯醛的单程水合转化率为45%-55%,HPA选择性达到95%以上,其加氩转化率和选择性接近100%,产品PDO纯度可达99.9%。
黑龙江石油化工研究院2001年起承担了“50吨/年丙烯醛水合加氢法制PDO 中试”项目,并于2006年通过了黑龙江省科技厅的验收,形成了具有自主知识产权的技术。
2.1.2 环氧乙烷氢甲酰化法(EO法)Shell公司1999年投入工业运行的PDO生产装置采用两步法工艺,即首先将EO与合成气经氢甲酰化生成3-羟基丙醛(HPA),再将HPA加氢生成PDO。
该工艺生产的PDO纯度可达99.6%(wt)以上,收率为85%-90%。
Shell公司在氢甲酰化过程中使用了羰基钻催化剂,并采用多种配体(如二膦、三氢化膦、三氢化砷等)和助剂(四丁基醋酸磷、丁基戊基吡啶等);另外Shell公司还开发了双金属催化剂和含吡啶的配体体系,进一步改进了工艺。
EO 氢甲酰化法的特点是技术难度大,催化剂体系复杂,制作工艺苛刻,配位体剧毒,但产品质量和生产成本有竞争力。
EO与合成气直接进行羰基化反应生成PDO工艺的关键是开发高效催化剂体系,以提高EO的转化率。
Shell公司在以往专利基础上开发了两相催化体系,使反应物、催化剂和溶剂保留在有机相中,而反应产物和副产物则溶解在密度较大的水相中,然后进行抽提和提纯。
Shell公司采用无配体的羰基钴/铑复合催化剂,其EO转化率和PDO选择性可分别达到70%和95%以上。
韩国三星先进技术研究院(SAIT)和英国Davy工艺技术公司(DPT)公司于2000年起合作开发EO制PDO工艺。
与Shell工艺不同之处在于,该工艺首先采用SAIT技术将EO均相加氢酯化生成羟基酯中间体,然后采用DPT技术进行加氢、精制,使该中间体进一步转化成PDO。
2003年SAIT向DPT转让了相关专利,由DPT对该工艺进行进一步优化和推向工业化。
DPT原计划2004年设计一套工业规模装置,但后来未见报道。
中科院兰州化物所开发了EO羰化制PDO技术,反应条件温和(50-100%),可在单釜反应器中进行,也可在管式反应器中进行。
氢酯基化反应中3-羟基丙酸甲酯选择性可达98%,纯度最高为96.5%;加氢反应中3-羟基丙酸甲酯转化最高为93.9%,PDO选择性为88.2%。
目前,该单位的研究成果已受到一些大型企业的关注,有望合作加快开发的力度。
北京化工研究院也曾对EO法进行了研究,将环氧乙烷与合成气通入有机溶剂中,在羰基钴催化剂存在下,进行氢甲酰化反应,得到3-羟基丙醛水溶液,再进行氢化反应,得到PDO。
2.1.3 生物发酵法(MF法)DuPont和Genecor公司合作开发了以葡萄糖为原料制PDO的工艺,该工艺主要是将葡萄糖在酵母菌作用下生成甘油,然后采用生物菌种将甘油转化成PDO。
用发酵营养物(包括氨基酸、维生素、盐类等)和工艺水等一起加入到混合罐中,然后送入接种发酵器,将无菌葡萄糖连续送入接种发酵器,发酵温度保持在35℃,压力为0.055MPa.pH值为7.0,约51%(wt)的葡萄糖转化成PDO,经过洗涤、过滤和结晶提纯,得到PDO产品。
目前,DuPont公司生物法装置运行良好。
生物法具有条件温和、操作简便、选择性好、设备投资少等特点,其操作成本相对较低,其经济性与EO氢甲酰化法基本相当,具有较强的市场竞争力。
法国Metabolic开发公司于2008年5月宣布在生物法制PDO研究中取得突破,利用其专有的提纯技术从工业粗甘油中通过发酵法成功生产出PDO,纯度超过99.5%,其中提纯工艺开发由法国过程工程公司Processium进行。
清华大学承担的国家“十五”科技攻关项目-生物发酵法制PDO中试技术(5000L发酵罐)于2004年开发成功。
产品已经过仪征化纤研究院、北京服装学院等单位试用,结果表明,清华大学PDO产品聚合得到的PTT在特性粘度、色相等关键技术指标方面均超过了进口产品,可以满足聚酯合成及纺织等用途的需要。
该校2004年与黑龙江辰能生物工程有限公司共同设计2500吨/年PDO装置,2006年又与河南省天冠集团合作完成500吨/年中试,并拟建千吨级PDO生产装置。
2006年还与湖南海纳百川生物工程公司合作建成3000吨/年装置。
抚顺石油化工研究院开发了油脂生产生物柴油联产甘油和甘油发酵生产PDO成套技术,采用克雷伯氏肺炎杆菌将甘油转化为PDO。
该项目已通过了年产200吨的中试,最终发酵液的PDO的浓度稳定在90g/L以上,最高能够达到106g/L。
最终发酵PDO的摩尔转化率大于60%,提取总收率大于80%,PDO的纯度大于99%,样品可满足PTT聚合的需要。
抚顺石油化工研究院开发的工艺将投入试生产。
大连理工大学开发了以玉米为原料经两步发酵生产PDO的工艺(葡萄糖好氧发酵生产甘油与甘油厌氧发酵生产1,3-PDO),该项目已于2004年通过由国家教育部科技发展中心组织的鉴定。
2.2 技术开发进展2.2.1 丙烯醛水合法(AC法)早在1942年,美国Shell公司的Hatch等人就申请了以丙烯醛水合路线合成1,3-PDO的专利,并于上世纪60、70年代实施产业化。
20世纪80年代和90年代,德国Degussa公司开发了丙烯醛路线制1,3-PDO的方法,并在欧洲率先实现工业化,生产规模为2kt/a,同时计划建一套5kt/a的装置,为PTT和涂料生产提供原料。
丙烯醛水合反应工艺有均相催化和非均相催化2种。
丙烯醛水合加氢法主要包括以下两步:1.丙烯醛水合反应(1)均相催化丙烯醛水合反应丙烯醛水合制备3-羟基丙醛最早采用H2SO4、H3PO4等无机酸及其酸式盐作催化剂,但其产率低,选择性差,大部分丙烯醛遇酸发生缩合或聚合反应,生成二丙酸醚等。
近年来丙烯醛水合反应的均相催化体系有新的发展。
Haas等用乙酸、丙酸或丙烯酸和三甲胺、三乙胺、三丙胺或吡啶组成缓冲溶液,控制反应液的pH在3~4.5,在反应空速为0.5h-1的条件下进行丙烯醛的水合反应,丙烯醛的转化率可达60.7%,3-HPA的选择性可达到80.3%。
Brossmer等用亚氨基二乙酸、亚氨基二丙酸、亚氨基二甲基磷酸、N-膦酰基甲基甘氨酸及其盐组成的缓冲液作催化剂进行丙烯醛的水合反应,丙烯醛的转化率最高可达93%,3-HPA的选择性可达到62%。
(2)非均相催化丙烯醛水合反应由于均相催化后续处理复杂,为此发展了非均相催化体系。
Eleuterio等选用只含有羧基官能团的弱酸性阳离子交换树脂为催化剂,在40~120℃下进行丙烯醛水合反应,转化率25%~65%,3-HPA选择性可达80%。
当羧酸官能团中的0.1%~5%形成碱金属或碱土金属盐时,有助于反应选择性的提高。
但该树脂催化的水合反应温度较高,反应时间长,使得反应选择性和时空产率较低。
Hoechst公司的Unruh等采用一种含磷酸基的酸性螯合型阳离子交换树脂-NH-CH2-PO3H2作催化剂,在反应温度控制在50~80℃的条件下,可使丙烯醛转化率保持在85%~90%,3-羟基丙醛选择性可达80%~85%。
Degussa公司的Arntz等为了改进以上反应的选择性和时空产率,对酸性树脂的类别进行了筛选并加以改性。
他们首先选用带氨甲基磷酸螯合型官能团的聚苯乙烯/二乙烯基苯基体阳离子交换树脂作为催化剂进行水合反应,时空产率和反应活性明显提高,并且由于反应可以在较低温度下进行,选择性较高。