丙二醇（又称1,2-丙二醇），结构式为 CH3CHOHCH2OH，英文名为：1,2-Propylene Glycol， 简称 PG。其物理性质为无色略带黏稠性液体，能 与水、丙醇、氯仿等互溶，具有良好的吸湿性。由 于其毒性小，有润湿性并具有优良的溶解性能，因此，PG被广泛用作食品、医药、化妆品等行业的吸湿 剂、防冻剂、润滑剂和溶剂。同时，1,2-丙二醇也是合成不饱和聚酯、环氧树脂、聚氨酯树脂、增 塑剂和表面活性剂的重要原料。
未来行情
2020 年全球 1,2- 丙二醇市场规模达到了 281 亿元，预计 2026 年将 达到 363 亿元，年复合增长率(CAGR)为 3.7%。
生产工艺
酯交换法（又称为酯基转移法）生产碳酸二甲酯，同时副产 1,2-丙二醇。此生产工艺由两步组成：
第一步在催化剂作用下，由二氧化碳（CO2）和环氧丙烷（PO）加成反应生成碳酸丙烯酯（PC）；第二步由以甲醇（M）和碳酸丙烯酯（PC）进行酯交换生成碳酸二甲酯（DMC）和丙二醇（PG）。化学反应式如下：
C3H6O+CO2→C4H6O3 （1）
C4H6O3+2CH3OH→C3H6O3+C3H8O2 （2）
此种生产工艺具有产品收率高、反应条件温和等优势。反应催化剂多为碱金属醇盐。此工艺首先由碳酸丙烯酯工段产品工业级碳酸丙烯酯与库区甲醇在碱金属醇盐的甲醇溶液催化作用下，在反应精馏塔内反应生成碳酸二甲酯和 1,2-丙二醇。其中，碳酸二甲酯和甲醇的共沸物由塔顶冷凝器冷凝后，一部分回流，剩余部分进入加压分离将甲醇和碳酸二甲酯分离。反应精馏塔塔釜中组分为大量丙二醇、少量未反应完全的碳酸丙烯酯和剩余未反应的甲醇，经泵输送至丙二醇精制单元。
丙二醇精制工艺流程
丙二醇精制主要为以下内容：反应精馏塔塔釜物料（大量丙二醇、少量未反应完全的碳酸丙烯酯和剩余未反应的甲醇）从再沸器底部进入丙二醇脱轻塔卧式釜，其塔顶物料返回至反应精馏塔参与反应，脱轻塔釜的物料进入碳化塔。
由于丙二醇脱轻塔正常操作时需要补水，使未完全反应的碳酸丙烯酯水解为丙二醇，但由反应精馏塔釜转移至丙二醇脱轻塔釜的催化剂碱金属醇盐（CH3ONa）遇水会生成 NaOH、NaHCO3 和 Na2CO3（合称为碱渣）。
CH3ONa+H2O=CH3OH+NaOH （3）
（NaOH 也会包裹再沸器等）
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O（少量） （4）
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3（少量） （5）
丙二醇精制塔卧式釜催化剂渣液经碳化（向碳化塔内通入水和二氧化碳进行碳化反应）、金属膜过滤装置过滤后，滤液为丙二醇溶液回到二次过滤中间罐，然后进入丙二醇精制塔卧式釜。PG 精制单元工艺流程图如图 1 所示。
工艺流程优化
由于丙二醇脱轻塔塔釜存在的再沸器包裹及塔釜出料管道堵塞等问题，故对其进行了以下优化（丙二醇脱轻塔管道改造后流程图如图 2）。
a.塔釜出料泵进口：由原来的塔釜再沸器底部改为塔釜再沸器液相口。
b.改变塔釜循环方式：将塔釜再沸器底部连接至塔釜出料泵出口。
优化后，塔釜含碱渣的物料从液相口，通过塔釜出料泵，一部分出至丙二醇精制塔卧式釜，另一部分进入丙二醇脱轻塔再沸器。首先，带碱渣物料没有直接全部出往再沸器，使得丙二醇脱轻塔塔釜再沸器被碱渣包裹的情况得以缓解；其次，塔釜含碱渣的物料从液相口经过出料泵回到再沸器，形成了一个闭合的塔釜循环，且此循环不间断，最大程度地避免了碱渣在管道内富集、沉聚，减少了管道堵塞情况的发生。
确定了丙二醇精制塔操作的最佳工艺操作条件：其卧式釜疏水压力达到操作上限时，立即安排洗釜；卧式釜物料碱度达到上限值时，增加卧式釜出渣量。同时在操作规程中明确每轮检修期间，对丙二醇精制塔卧式釜气相管内的积渣进行彻底清理。
从碳化塔的 CO2 进料位置改为塔底进料、循环方式改为塔中循环至塔釜、出料位置改为塔中出料、使用量程更精密的补水流量计这 4 个方面对碳化工艺进行了优化，优化后碳化塔及其管道内存在的堵塞等现象有了明显改善。
对二次过滤中间罐的滤液进料位置改为罐顶部进料、滤液出料位置改为罐体中下出料、以增加1 台塔釜出料泵从而增加塔釜循环量、增设了一路通往丙二醇精制塔卧式釜的备用管道这 4 个方面进行了工艺优化，优化后二次过滤中间罐及其管道内存在的堵塞等现象有了明显改善。
该工艺一方面提升了系统操作的稳定性，最大程度上杜绝了临时暂停生产可能引发的安全环保问题；另一方面也避免了碱渣开路时会带走大量丙二醇，在能耗和原料利用率上也会得到很大地改善，一定程度上大幅降低了生产成本。
参考文献
[1]汤娴.酯交换法联产丙二醇工艺优化的研究[J].辽宁化工,2024,53(09):1477-1480.DOI:10.14029/j.cnki.issn1004-0935.2024.09.035.