[发明专利]一种多步法生产1,3-丙二醇的方法及系统

说明书

本发明公开了一种多步法生产1,3‑丙二醇的方法及系统。所述方法包括：将1,3‑二氯丙醇与脱水催化剂进行脱水反应，制得1,3‑二氯丙烯；使包含所述1,3‑二氯丙烯、第一水解剂和第一溶剂的第一混合反应体系进行第一水解反应，制得3‑氯‑2‑丙烯‑1‑醇；将所述3‑氯‑2‑丙烯‑1‑醇与加氢催化剂进行加氢反应，制得3‑氯丙醇；以及，使包含所述3‑氯丙醇、第二水解剂和第二溶剂的第二混合反应体系进行第二水解反应，制得1,3‑丙二醇。本发明提供的方法以1,3‑二氯丙醇为原料，通过脱水‑水解‑加氢‑水解四步法制得重要的化工原料1,3‑丙二醇，且该方法反应条件温和，成本低廉，具有环保与经济等优势。

技术领域

本发明属于化学合成技术领域，具体涉及一种多步法生产1,3-丙二醇的方法及系统。

背景技术

1,3-丙二醇(1,3-Propandiol，简称1,3-PDO，化学式为：CH₂OHCH₂CH₂OH)是一种重要的有机化工原料，主要应用于油墨、涂料、化妆品、制药、防冻剂等行业，其最重要的用途是生产聚对苯二甲酸1,3-丙二醇酯纤维(简称PTT)的主要原料。所制备的PTT纤维，既具有聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的性能，又具有尼龙良好的回弹性和抗污染性，在地毯、工程塑料、服装面料等领域应用广泛，成为目前国际上合成纤维开发的热点。然而1,3-丙二醇的价格较高且产能不足，成为制约PTT纤维生产成本的关键。

目前，1,3-PDO的制备方法主要是以石油化工产品为原料的化学合成法和以生物质甘油为原料的生物转化法。化学合成法主要以壳牌公司的环氧乙烷法和德国的Degussa公司的丙烯醛路线为代表，处于技术垄断状态，且技术本身存在副产物多、条件苛刻、原料不可再生和生产成本较高等缺点。生物转化法以美国DuPont公司为代表，采用可再生资源如玉米淀粉等为原料进行微生物发酵生产。生物发酵法虽然条件温和，操作简单，但是存在产物成分复杂、1,3-PDO收率低且后续分离困难的缺陷。

国内清华大学、大连理工大学和中国农业大学等单位也开展了甘油生物转化法生产1,3-PDO技术的研发工作，并已取得了阶段性的成果。由清华大学化工系承担的国家“十五”科技攻关项目发酵法生产1,3-PDO，以葡萄糖或粗淀粉(如木薯粉)为原料，采用双菌种两步发酵法生产工艺，但该工艺存在菌种培育难度大，工业化产量低等问题。

综上可见，现阶段我国生产1,3-丙二醇大多处于研究开发阶段，化学法的规模化生产工艺技术仍然处于空白状态。近年来我国采用生物法生产1,3-丙二醇的技术虽取得了长足进步，并且有部分研究成果正在进行工业化示范生产，但仍然不能满足我国高端聚酯行业对1,3-丙二醇的需求。因此我国在规模化生产1,3-丙二醇的工业化技术上仍然有极大的需求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种多步法生产1,3-丙二醇的方法及系统，以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种多步法生产1,3-丙二醇的方法，其包括：

将1,3-二氯丙醇连续输入设置有脱水催化剂的反应装置中，于温度为200-500℃、液时空速为0.1-5.0h^-1的条件下进行脱水反应，制得1,3-二氯丙烯；

使包含所述1,3-二氯丙烯、第一水解剂和第一溶剂的第一混合反应体系于50-150℃进行第一水解反应2-10h，制得3-氯-2-丙烯-1-醇；

将所述3-氯-2-丙烯-1-醇连续输入设置有加氢催化剂的反应装置中，于氢气压力为1-10MPa、温度为20-100℃、空速为0.1-5.0h^-1的条件下进行加氢反应，制得3-氯丙醇；

以及，使包含所述3-氯丙醇、第二水解剂和第二溶剂的第二混合反应体系于50-150℃进行第二水解反应2-10h，制得1,3-丙二醇。