1,3-丙二醇市场概述

1,3-丙二醇市场概述

1,3-丙二醇的生产技术及垄断概况

目前全球 1,3-丙二醇的生产基本上被德国Degussa公司、美国壳牌公司和

美国杜邦公司三家垄断。三个公司各自采用的是不同的技术路线。 Degussa 公司

采用的是丙烯醛水合氢化法，壳牌公司采用的是环氧乙烷羰基化法，两个公

司走的都是“石化路线”。另一家1,3-PDO 生产商杜邦公司采用的是自己创新

的生物工程法。

丙烯醛水合氢化法

丙烯醛水合氢化制备 1,3-PDO 工艺申请专利最多的是德国 Degussa公司，其次是德国 Hoechst 公司。 Degussa公司以丙烯醛为原料生产 1,3-PDO 的工业化路线主要的生产步骤是：（ 1）丙烯醛水合制 3-羟基丙醛；（ 2）3-羟基丙醛催化加氢制得 1,3-PDO。专家认为该生产工艺技术比较成熟，成本低，原料也

比较广泛便宜。但存在催化剂选择性低、产物分离过程复杂，质量较差，污染

厉害，且丙烯醛易燃易爆，难以贮运，生产危险性较大的缺陷，因此生产成本

较高。该工艺的难度在于催化剂的选取，目前国内该工艺还处于中试阶段，技

术有待完善。

环氧乙烷羰基化法

由shell 公司创造，该生产工艺优点是成本低、技术先进和产品质量好；

但同时也存在前期投资大，反应困难的不足。该工艺存在复杂的加氢精制体系，

且在工艺中多次使用低压蒸汽吹扫，因此投资成本和操作成本较高，若能开发

出有效地加氢催化剂，减少反应中过量氢气使用量，并提高催化剂活性，则该

工艺成本可进一步降低。该技术的关键环节是催化剂的选择，目前国内在该方

面的处理还不成熟，影响国内该生产工艺发展的主要因素是缺乏科研经费和技

术交流。

生物工程法

由 Do Pont 公司最早开发，主要通过菌种以甘油为底物发酵生产 1,3-PDO，该工艺国内外均处于研究阶段。菌种的选择和培养是关键，当前研究较多的菌种是克雷伯氏菌、丁酸梭状芽孢杆菌、弗氏柠檬菌三种菌，它们具有较高的

1,3-PDO 转化率及生产强度。国外有些研究机构通过采用基因技术，对所选菌

种进行 DNA 重组，来提高1,3-丙二醇的产量。由于目前世界上采用转基因工

程菌发酵法生产1,3-丙二醇的只有杜邦一家，因此杜邦通过专利申请将相关的

技术和工艺进行了严密的保护，形成了高度的技术垄断。

国内技术进展

国内科研单位 1996 年开始关注 1,3-丙二醇生产技术发展； 1997 年国家开始

同 Du Pont 等国外公司进行技术转让谈判，但遭到拒绝；外企业高价进口 1,3-丙二醇，国内大型石化公司也开始看好促使国内一批科研单位开始研发 1,3-丙二醇。

1998 年我国可以向国 PTT 聚酯项目，这

目前国内开展丙烯醛法的研发单位主要有上海石化、兰州石化、黑龙江石

油化工研究院、华东理工大学等；开展环氧乙烷法的研发单位主要有中石化北

京化工研究院、中科院兰州化物所等；开展微生物发酵法的研发单位主要有清

华大学、华东理工大学、大连理工大学、山东大学、江南大学、东南大学、沈

阳农业大学、安徽科苑集团等。但目前绝大多数研发单位还处于小试、中试阶段，没有实现工业化。

由于看好 1,3-丙二醇市场前景，国内不少企业在积极开发 1,3-丙二醇项目，主要是上海石化股份有限公司、黑龙江辰能生物工程有限公司、河南天冠集团

公司等。最初天冠集团与清华大学等部门联合攻关的发酵法生产1,3-丙二醇技术，成功进行了 500 吨 /年工业性试验，为微生物法 1,3-丙二醇的工业化提供了

经济可行的发酵工艺路线。黑龙江辰能生物工程有限公司与清华大学合作，于2009 年投资 6742 万元，完成了国内首套发酵法生产 1,3-丙二醇国家高技术产业化示范装置的建设，其中 100 吨单体发酵罐是 1,3-丙二醇行业内单体设备的

最大规模。 2011 年中石化上海工程公司与抚顺石油化工研究院联合承担的中国

石化科技开发项目——年处理甘油 200 吨发酵生产 1,3-丙二醇中试技术取得具有自主知识产权的高产菌株，确定了包括发酵、代谢调控、分离提取及产品精

制在内的完整工艺。值得一提的是，大连理工大学目前也正在进行年产千吨级

1,3-丙二醇工业示范化项目的调试。专家认为生物柴油副产甘油制取1,3-丙二醇技术具有菌种优良、发酵效率高、产品收率高和能耗低等特点，是目前国内外

最为经济可行的技术路线。

1,3-丙二醇的产业化情况

国外产业化现状

表1 列出了国外 1,3-丙二醇的生产情况，截止 2010 年，全球 1,3-PDO 产能

为20.27 万吨。生产方法有：丙烯醛法、环氧乙烷法和微生物发酵法。主要掌

握在壳牌、德固萨和杜邦公司手中。

表1 截止 2010 年国外 1， 3-丙二醇的生产情况

公司名称产能工艺生产地点

德固萨5丙烯醛水合氢化法

Shell7.26环氧乙烷路易斯安那州

杜邦与德固萨合0.91丙烯醛水合氢化法

资

DuPontTat＆Lyle 4.5生物发酵法田纳西州DuPontTat＆Lyle 1.6生物发酵法 (2011年二田纳西州

季度完成扩产 )

合计19.27

国内产业化现状

国内 2002 年开始实现 1,3-丙二醇工业化生产，首家生产企业是山东邹平铭兴化工有限公司，采用化学合成法，规模在千吨级。 2004 年，黑龙江辰能生物工程有限公司建成微生物发酵法 1,3-丙二醇试验装置并投产对外销售。截止

到2010 年国内 1,3-丙二醇的主要生产厂家和产能如下表。

表2 截止 2010 年国内 1,3-丙二醇的生产情况

公司名称产能工艺

山东邹平铭兴化工公司6500环氧乙烷法

黑龙江辰能生物工程有限公司2500生物发酵法

河南天冠企业集团1000生物发酵法

上海德茂化工有限公司-生物发酵法

上海石化-丙烯醛法

安徽立兴化工有限公司10000生物发酵法（目前到中

试）