作品名稱：年產5萬噸1,3-丙二醇的清潔生產
學校名稱：蘭州信息科技學院
參賽隊伍：勇闖天涯隊
隊伍編號：200302
參賽學生：陳佳 張媛 楊雪
指導老師：巨婷婷 李小東
投票日期：2024年10月08日 00:00->2024年12月05日 15:00
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1,3-丙二醇作為聚合單體，是合成高性能聚酯材料聚對苯二甲酸丙二醇酯(PPT)的主要原料。此外，作為化工原料，可用于增塑劑、洗滌劑、防腐劑、乳化劑、的合成，特別是制造性能優異的PTT纖維，即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。在食品、化妝品和制藥等行業也有廣泛應用，在地毯、工程塑料、服裝面料等領域應用廣泛，成為目前國際上合成纖維開發的熱點。
1,3-丙二醇產能不足和技術落后成為我國發展PTT產業、拓展1,3-丙二醇的應用領域的“卡脖子”問題。但由于1,3-PDO的世界工業產量低價格高，阻礙了它的發展，到1991年的產量僅為100t，市場占有率遠不及乙二醇等，長期未能成為大宗化工商品。直到1995年德國Degussa公司以丙烯醛為原料合成1,3-PDO新工藝開發成功，以及美國Shell公司用環氧乙烷為原料開發成功低成本的1,3-PDO，才使1,3-PDO有了很大的發展。據資料統計，2001年全世界1,3-PDO生產能力已達13.6萬噸，據業內人士預測，到2010年的PTT纖維需求量達到1Mt，1,3-PDO市場前景看好。
目前，我國聚酯生產能力已接近4000kt/a，發展迅速，但技術水平、產品品種、產業規模與世界跨國公司相比仍有一定的差距，為了利用現有的部分聚酯生產裝置生產新型聚酯彈性纖維PTT，滿足市場需要，上海石化等公司都在積極開發PTT的合成工藝。據了解，國外對1,3-PDO的生產工藝技術不轉讓，美國Shell公司已申請一系列專利對該技術實施保護。目前，商品1,3-PDO售價很高，因此，必須自主開發1,3-PDO工業技術，形成具有自主知識主權的生產技術，參與國際競爭，以滿足國內聚酯新材料不斷發展的需要。
1,3-丙二醇的生產路徑目前主要有3種工業生產方法:丙烯醛水合法、環氧乙烷氫甲酰化法和生物發酵法。考慮到現有工藝技術水平以及產品價值，本項目計劃與鄂爾多斯市神龍建元新材料有限公司進行合作，新建5萬噸/年1,3-丙二醇生產項目，以丙烯和丙烯醛為主要原料，通過催化加氫、催化氧化等工藝制取1,3-丙二醇，并將廢棄物合理利用回收，符合原子經濟性理念。丙烯醛水合氫化法的優點在于其生產工藝成熟，反應條件溫和，對生產設備的要求不高。這種方法可以從工業化學品丙烯出發，通過氧化制得原料丙烯醛。然而，需要注意的是丙烯醛屬于有毒、易燃、易爆物品，因此在儲存和運輸方面存在一定的挑戰。
利用現有資源生產精丙烯醛、1,3-丙二醇高附加值產品，使現有資源發揮出應有的最大效益，同時可為公司增加企業經濟產值、豐富產品類別，提高我國PTT行業的產量。在此基礎上，該項目致力于提高工藝技術水平，盡可能減少廢料排放，降低成本，節約能源，使之更加符合市場需求，取得經濟、社會雙獲益的局面。
通過市場需求分析、技術方案和廠址論證、技術經濟性分析，初步結論如下：
1.以丙烯和丙烯醛等為主要原料，通過催化加氫、催化氧化等工藝制取1,3-丙二醇，工藝綠色環保，在技術和經濟上可行。
2.所選廠址山東省濟寧新材料產業園區，地理交通和資源條件優越，原料來源地鄰近，電力供應充裕，產業鏈整合方便，政策有利，得到山東省濟寧新材料產業園區的大力支持。本報告研究結果表明，5萬噸/年1,3-丙二醇項目采用成熟的工藝技術，能耗達到國內先進水平，項目具有投資省、建設速度快、效益好的特點。產品成本低、運輸方便、市場前景好。本項目妥善考慮了1,3-丙二醇生產對環境的影響，減少三廢排放量，又考慮了適當的三廢治理辦法，項目有較好的經濟效益和社會效益，綜上項目是可行的。
