1,3-프로필렌글리콜 PDO 생산공정

1,3-프로필렌 글리콜 소개

1,3-프로필렌 글리콜(PDO)은 합성 특성이 뛰어난 일종의 고분자 재료입니다. 1,3-프로필렌 글리콜은 고급 기술 제품으로 현재 생산 기술은 Shell, Du Pond 및 독일 Degussa의 세 회사가 지배하고 통제하고 있습니다. 기본적으로 1,3-프로필렌글리콜 원료를 판매하지 않으며, 원천기술도 일반에 공개되지 않습니다. PTT 슬라이스와 해당 다운스트림 제품만 고객에게 제공됩니다. 1,3-프로필렌 글리콜은 가소제, 세제, 방부제, 유화제의 합성에 사용될 수 있으며 식품, 화장품 및 제약 산업에서도 사용할 수 있습니다. 현재 1,3-프로필렌 글리콜은 주로 PTT 섬유 수지 제품 생산에 사용됩니다(PTT는 프로필렌 글리콜 테레프탈레이트를 나타냄).

1 프로필렌 공정(아크롤레인 공정)

독일 기업 데구사(Degussa)는 아크롤레인을 원료로 PDO를 생산하는 산업적 루트를 개발해 특허를 출원했다. 생산의 주요 단계는 다음과 같습니다.

(1) 아크롤레인을 수화시켜 3-하이드록시프로판알(HPA)을 얻습니다.

CH2=CHCHO+H2O→HOCH2CH2CHO;

(2) PDO를 생성하기 위한 HPA 촉매 수소화:

HPA+H2, HOCH2CH2CH2OH.

높은 제품 수율과 품질을 보장하려면 몇 가지 주요 단계를 엄격하게 제어해야 합니다. 제품의 수율은 아크롤레인의 수화 반응에 따라 달라지며, 최종 제품의 품질은 HPA의 수소화 효과에 따라 결정됩니다. 이 2단계 반응의 핵심 기술은 촉매의 선택에 있습니다.
2 에틸렌옥사이드 공정

Shell은 에틸렌 옥사이드 경로를 사용하여 소규모 산업용 PDO 생산을 위한 새로운 프로세스를 성공적으로 개발하여 비용을 크게 절감했습니다. 반응 단계는 다음과 같습니다:

(1) 에틸렌옥사이드는 촉매 작용에 따라 CO 및 H2 카르보닐기와 반응하여 HPA를 생성합니다.

CH2OCH2+CO+2H2→HPA;

(2) 분리된 HPA로부터 촉매수소화 반응을 통해 PDO를 생성하였다.

HPA+H2, HOCH2CH2CH2OH.

에틸렌옥사이드 공정의 핵심은 촉매의 준비와 선택입니다. Shell 회사는 이에 대한 상세한 테스트를 수행했으며 최신 특허에서는 개선된 코발트 포스핀 리간드 촉매와 에틸렌 옥사이드 카르보닐화의 조촉매 시스템을 사용하여 HPA를 제조한 다음 PDO를 생산하기 위한 전통적인 촉매 수소화 방법을 사용하여 수율이 매우 높다는 것을 보여줍니다. 이는 소위 에틸렌옥사이드 2단계 공정입니다. 공정 조건은 다음과 같습니다. 에틸렌 옥사이드, 촉매, 조촉매 및 용매를 오토클레이브에 넣고 적절한 온도로 가열하고 CO와 H2를 도입합니다.

관형 반응기에서 반응물과 촉매가 접촉 반응한 후 온도는 70~110C, 압력은 3.45~20.7MPa이며 생성물은 일반적인 방법으로 분리할 수 있습니다.
Microbial fermentation method

듀폰은 단당류(예: 포도당, 과당)와 다당류(예: 전분, 셀룰로오스)와 같은 탄수화물을 탄소 기질로 사용하여 탈수효소 유전자의 단일 미생물과의 접촉을 통해 적절한 발효 조건에서 1,3-PDO를 제조합니다. 회사는 기술 분야에서 획기적인 발전을 이루었으며 가까운 미래에 산업화될 것이라고 반복해서 주장해 왔습니다. 1,3-PDO의 생산비용은 기본적으로 기존 에틸렌글리콜과 동일하며, 이는 가장 낮은 생산비용과 오염을 최소화하면서 1,3-PDO를 제조하는 중요한 방법이다. 화학 합성에 비해 조건이 온화하고 조작이 간단하며 부산물이 적고 에너지 소비가 적으며 투자가 적다는 장점이 있으며 저비용 친환경 공정입니다.