酯交換法生產(chǎn)醫(yī)藥級丙二醇及其標準的改進行業(yè)會稿

1、酯交換法生產(chǎn)醫(yī)藥級丙二醇及其產(chǎn)品標準的改進,唐山朝陽化工有限公司屈強好,一 市場及前景,丙二醇（PG）主要被用來生產(chǎn)用于表面涂料和玻璃纖維增強的不飽和聚酯樹脂（UPR）。它也可用作防凍劑用于防凍飛行器和在食品中用作冷卻劑等。還可用作醇酸樹脂的增塑劑、食品添加劑、煙草保濕劑、藥物溶劑、墨水添加劑和化妝品等。其中丙二醇用于制造不飽和聚酯樹脂占27%；制食品、藥品和化妝品占20%；制功能流體（防凍液、化冰劑、傳熱液）占20%；制液體

2、洗滌劑占17%；制油漆和涂料占5%；制煙草保濕劑占2%；其它用途包括增塑劑占9%。,一 市場及前景,2006年7月統(tǒng)計全球總產(chǎn)能達到180.5萬噸。目前全球丙二醇產(chǎn)量在140萬噸左右，預(yù)計該產(chǎn)業(yè)將以3～7%的速度發(fā)展。目前全球丙二醇需求量約為204萬噸，供需缺口差距很大，但國內(nèi)丙二醇需求增長緩慢，未來幾年表觀消費量增長幅度很小。,一 市場及前景,就目前國內(nèi)市場來說，隨著國內(nèi)中海殼牌6萬噸丙二醇項目投產(chǎn)后，丙二醇供應(yīng)國產(chǎn)化率得

3、到大幅度提高。外資企業(yè)例如殼牌、巴斯夫公司也將改變從新加坡出口丙二醇到國內(nèi)市場的局面。其次，國內(nèi)丙二醇/碳酸二甲酯裝置在生產(chǎn)成本上占有很大優(yōu)勢，在未來幾年聯(lián)產(chǎn)丙二醇產(chǎn)量仍穩(wěn)定增長，丙二醇供應(yīng)過剩已初見端倪①。,一 市場及前景,1,2-丙二醇根據(jù)品質(zhì)和用途分為醫(yī)藥級和工業(yè)級。醫(yī)藥級1,2-丙二醇廣泛用于香精香料、醫(yī)藥、獸藥、日化、食品、煙草、飼料等行業(yè)，按功能分為兩類，一類是直接用作輔料,如在醫(yī)藥行業(yè)用作溶媒生產(chǎn)注射液、滴眼液、口服

4、液、消毒液、洗液（搽劑）、軟膏等；在日化、煙草行業(yè)用作保濕（潤）劑。,一 市場及前景,另一類是用作反應(yīng)原料，生產(chǎn)香精香料環(huán)己酮-1,2-丙二醇縮酮、丁酮-1,2-丙二醇縮酮、檸檬醛縮1,2-丙二醇、香蘭丙二醇縮醛、苯甲醛1,2-丙二醇縮醛等；生產(chǎn)食品乳化劑丙二醇酯（主要品種有丙二醇單硬脂酸酯、丙二醇單油酸酯、丙二醇單月桂酸酯）。,一 市場及前景,若以USP、EP標準作為醫(yī)藥級1,2-丙二醇統(tǒng)計口徑，2006年底我國醫(yī)藥級1,

5、2-丙二醇產(chǎn)能約5000t/a，2006年全年實際產(chǎn)量約3000t，進口量約25000t，出口量不足100t。由此估算，2006年我國醫(yī)藥級1,2-丙二醇表觀消費量約28000t，對外依存度接近90%② 。,二 生產(chǎn)方法及其對比,國外生產(chǎn)1，2-丙二醇主要通過環(huán)氧丙烷水合法生產(chǎn)。反應(yīng)中還生成二丙二醇和三丙二醇，還有少量碳數(shù)較高的甘醇。環(huán)氧丙烷與水在200℃和0.1MPa下無催化水合反應(yīng)丙二醇收率可以達到90%，所用設(shè)備是不銹鋼材質(zhì)

6、,二 生產(chǎn)方法及其對比,國內(nèi)主要生產(chǎn)方法是碳酸二甲酯酯交換聯(lián)產(chǎn)，碳酸丙烯酯和甲醇在70-80℃,常壓下反應(yīng)，所用設(shè)備是碳鋼材質(zhì)，反應(yīng)條件溫和，丙二醇總收率可以達到97%。,二 生產(chǎn)方法及其對比,丙二醇生產(chǎn)規(guī)模相同時兩套裝置投資相近，但該工藝可聯(lián)產(chǎn)出相同規(guī)模的碳酸二甲酯，由此可見酯交換法聯(lián)產(chǎn)工藝的優(yōu)勢。所以近幾年酯交換法碳酸二甲酯聯(lián)產(chǎn)1，2-丙二醇的生產(chǎn)工藝在國內(nèi)得到很快發(fā)展同時也制約了環(huán)氧丙烷水合法的發(fā)展。但是該工藝最大的缺

7、點是聯(lián)產(chǎn)的丙二醇質(zhì)量不夠好，主要是顏色和氣味。氣味大，使用溫度高或放置時間長了顏色變黃，直接影響了在高檔樹脂和醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用。,三 我公司醫(yī)藥級丙二醇的開發(fā)過程,唐山市朝陽化工總廠是1996年國內(nèi)第一家實現(xiàn)酯交換法工業(yè)化生產(chǎn)碳酸二甲酯和1，2-丙二醇的企業(yè)，一直致力于該工藝的技術(shù)進步，不僅使工藝更加完善、先進，同時工業(yè)化了碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、三光氣等碳酸二甲酯的下游產(chǎn)品。,三 我公司醫(yī)藥級丙二醇的開發(fā)過程,由于我們是國有制企業(yè)，

8、從各方面限制了企業(yè)的發(fā)展，隨著2007年10月國有制的改制，昔日的唐山市朝陽化工總廠已經(jīng)完全私有化。新的領(lǐng)導(dǎo)、新的機制、新的管理理念使這個多年的老國有企業(yè)煥發(fā)出勃勃生機，不論是新組建的管理隊伍還是員工隊伍都出現(xiàn)了企業(yè)前所未有的精神風(fēng)貌，為企業(yè)今后的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。企業(yè)已于2008年4月1日正式恢復(fù)生產(chǎn)。,三 我公司醫(yī)藥級丙二醇的開發(fā)過程,企業(yè)雖然有了新的機制，但劣勢還是很明顯的，如規(guī)模小、設(shè)備陳舊、技術(shù)落后、人員新操作不熟練等影

9、響了企業(yè)的競爭力。鑒于此，我們的戰(zhàn)略是進行產(chǎn)品的差異化發(fā)展?；謴?fù)生產(chǎn)的同時我們進行了大量的技術(shù)改進，使經(jīng)濟運行指標達到最優(yōu)，有效降低生產(chǎn)成本；最重要的就是開發(fā)了醫(yī)藥級丙二醇,三 我公司醫(yī)藥級丙二醇的開發(fā)過程,由于國外對國內(nèi)丙二醇產(chǎn)品的打壓，加上國內(nèi)丙二醇生產(chǎn)工藝固有的質(zhì)量問題，致使丙二醇的價格一直低于實際價值，酯交換法工藝處于微利狀態(tài)。通過以上對工業(yè)級、醫(yī)藥級丙二醇的市場分析，我們認為，工業(yè)級很快就會供應(yīng)過剩，而醫(yī)藥級價格高（與工業(yè)級

10、差價在4500元/噸左右）、長年依賴進口，所以開發(fā)醫(yī)藥級丙二醇勢在必行。,三 我公司醫(yī)藥級丙二醇的開發(fā)過程,我們通過一個多月的新技術(shù)實驗，找到了生產(chǎn)醫(yī)藥級丙二醇的最佳工藝指標，生產(chǎn)出的產(chǎn)品合格率100%，達到無味、色度好、熱穩(wěn)定性好、含量高。經(jīng)權(quán)威藥檢部門檢測，質(zhì)量達到美國USP標準。經(jīng)制藥用戶使用，效果很好，完全可以替代進口產(chǎn)品，用于醫(yī)藥和高檔樹脂。,三 我公司醫(yī)藥級丙二醇的開發(fā)過程,高等級產(chǎn)品的開發(fā)使我們拓展了市場、提高了企業(yè)的

11、市場競爭力，可在和同行相同的條件下有更大的盈利能力。所以在目前整個行業(yè)都處于微利的情況下，企業(yè)進行產(chǎn)品的差異化或下游新產(chǎn)品的開發(fā)是企業(yè)走出困境的必由之路。,四 工業(yè)級1，2-丙二醇產(chǎn)品標準的改進,1、原有標準：唐山市朝陽化工總廠于1996年創(chuàng)建了國內(nèi)同行業(yè)酯交換法生產(chǎn)的1，2-丙二醇的企業(yè)標準，幾經(jīng)修訂現(xiàn)在執(zhí)行的是如下標準：,四 工業(yè)級1，2-丙二醇產(chǎn)品標準的改進,Q/CH03--2003,四 工業(yè)級1，2-丙二醇產(chǎn)

12、品標準的改進,2、存在問題：為保證質(zhì)量，每出一罐產(chǎn)品都要進行色度、水分、含量、沸程的分析，分析一次沸程最少需要50分鐘，直接影響了生產(chǎn)的進度。給生產(chǎn)分析配合帶來很大不便。同時我們通過長期的生產(chǎn)分析總結(jié)出本標準有以下不足：,四 工業(yè)級1，2-丙二醇產(chǎn)品標準的改進,首先，折光度 (n20D)、相對密度 (２０℃/２０℃)兩項指標是物理指標，只要達到標準的含量要求肯定就在范圍內(nèi)，如果設(shè)定，每次出廠產(chǎn)品必須進行分析，無謂增加工作量，所以

13、在標準中沒有必要設(shè)定；,四 工業(yè)級1，2-丙二醇產(chǎn)品標準的改進,其次，主含量的測定方法是氣相色譜法、熱導(dǎo)檢測器、填充柱分析，具體分析方法為：儀器型號：安捷倫1490T檢測器：熱導(dǎo)檢測器橋電流：175mA色譜柱：固定液15%SE-30+5%PEG20M Ø3mm×3m,四 工業(yè)級1，2-丙二醇產(chǎn)品標準的改進,載氣流量（氫氣）:35mL/min柱溫:150℃汽化室溫度:200℃檢測器溫度:1

14、80℃進樣量:1µL數(shù)據(jù)處理裝置:SEPU3000色譜工作站分析方法：面積歸一化法,四 工業(yè)級1，2-丙二醇產(chǎn)品標準的改進,這種分析不是很科學(xué)，因為在已知的丙二醇產(chǎn)品中所含成份：1，2-丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、甲醇、碳酸丙烯酯、1-甲氧基-2-丙醇、2-甲氧基-1-丙醇、1-(2-甲氧基-1-甲基乙氧基-)-2-丙醇、1-(2-甲氧丙氧基-)-2-丙醇、2-羥基-2-甲基丙酸、1-(2-甲氧丙氧基-)-2-丙醇

15、、N-(二乙基)氨基乙酸乙酯等，在填充柱中得不到有效分離，所以有的雜質(zhì)不出色譜峰，這樣使得分析結(jié)果偏離真實值，真實含量越低時偏差越大。,四 工業(yè)級1，2-丙二醇產(chǎn)品標準的改進,再次，沸程的分析誤差太大，并且不能代表物質(zhì)的真實純度。在沸程分析中對結(jié)果有影響的因素有多種，如室溫、實驗室所處緯度、當(dāng)?shù)亍?dāng)時大氣壓、精密溫度計和輔助溫度計的校準、試驗用儀器和試驗人員的個人偏差等。即使同一人將同一樣品同時做兩遍，也很難得到相同的結(jié)果。況且，

16、在有了準確的色譜分析數(shù)據(jù)之后，這一指標顯得太多余了。,四 工業(yè)級1，2-丙二醇產(chǎn)品標準的改進,3、解決方案首先，確定主含量用氣相色譜法、氫火焰離子化檢測器、毛細柱分析。具體分析方法為：儀器型號：上分1102檢測器：氫火焰離子化檢測器靈敏度:最高靈敏度色譜柱：固定液PEG20M 30mⅹ0.25mmⅹ0.25µm氫氣流量:35mL/min,四 工業(yè)級1，2-丙二醇產(chǎn)品標準的改進,空氣流量:190 mL

17、/min氮氣流量:30 mL/min分流比:1:45柱溫:150℃汽化室溫度:220℃檢測器溫度:220℃進樣量:0.4µL數(shù)據(jù)處理裝置:SEPU3000色譜工作站分析方法：面積歸一化法,四 工業(yè)級1，2-丙二醇產(chǎn)品標準的改進,經(jīng)驗證，產(chǎn)品中可能存在的所有成分均能很好地被檢測出。同時我們做了大量分析對比試驗，部分對比結(jié)果如下表：,四 工業(yè)級1，2-丙二醇產(chǎn)品標準的改進,四 工業(yè)級1，2-丙二

18、醇產(chǎn)品標準的改進,通過我們大量的分析對比試驗發(fā)現(xiàn)：毛細柱分析含量都比填充柱低，說明填充柱檢測雜質(zhì)不全或不靈敏；沸程的分析結(jié)果與填充柱、毛細柱分析結(jié)果都不能很好地吻合，說明沸程不能精確地表示所測產(chǎn)品的純度。,四 工業(yè)級1，2-丙二醇產(chǎn)品標準的改進,4、結(jié)論我們通過大量細致的試驗、統(tǒng)計工作，得到以上結(jié)論。在滿足用戶使用要求的情況下，經(jīng)重新備案，我們的1，2-丙二醇產(chǎn)品企業(yè)標準修訂為:,四 工業(yè)級1，2-丙二醇產(chǎn)品標準的改進,Q

19、/CH04-2008,四 工業(yè)級1，2-丙二醇產(chǎn)品標準的改進,通過以上的標準修訂工作，簡化了標準，節(jié)約了資源。不僅解決了生產(chǎn)中分析配合的矛盾，減輕了化驗人員的勞動強度，同時也解決了因沸程分析結(jié)果偏差大與客戶產(chǎn)生歧義的問題。（以上大量的試驗和統(tǒng)計工作由質(zhì)檢科鮑金勇科長完成）,四 工業(yè)級1，2-丙二醇產(chǎn)品標準的改進,參考資料：2007年中國丙二醇市場研究報告 北京富奧華美信息咨詢有限公司醫(yī)