1,4-丁二醇生产工艺比较及技术经济分析
专家观点：
1,4-丁二醇（BDO），是一种重要的有机化工和精细化工原料。1,4-丁二醇不仅是生产聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)工程塑料和PBT纤维的基本原料，还是生产四氢呋喃的主要原料。1,4-丁二醇的下游产品γ-丁内酯是生产2-吡咯烷酮和N-甲基吡咯烷酮产品的原料,由此而衍生出乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基吡咯烷酮等一系列高附加值产品，广泛用于农药、医药和化妆品等领域。
1,4-丁二醇目前主要的生产方法有：炔醛法、丁二烯/乙酸法、丙烯法、正丁烷／顺酐酯化加氢法和正丁烷／顺酐直接加氢法等五种工艺。
五种生产工艺及技术经济分析
1.1 炔醛法
第一步，将乙炔和甲醛放在由若干淤浆床反应器串联成的反应器中，采用改良的Cu催化剂，在79-90℃和0.12-0.13MPa条件下反应生成丁炔二醇，经过滤后，催化剂与反应物分离后留在反应器内，液相物料流出反应器净化后进入下一个反应器。此反应甲醛的转化率为98%，1,4-丁炔二醇收率为95%。
第二步，在淤浆床内采用改良的催化剂，丁炔二醇在120-150℃条件下加氢生成BDO，最后通过蒸馏和薄膜蒸发提纯BDO，BDO纯度≥99%。
改良法的技术特点是：a.采用改良的Cu催化剂，低压操作，乙炔自身的分解压力不超过0.14MPa，简化了外加安全设施，省去了高压容器和压缩机；b.反应器配有专门的过滤系统，便于催化剂和反应物在反应器内分离；c.进料组成较灵活，甲醛水溶液中甲醛含量可为
2%-10%，乙炔进料时不需惰性气体稀释。据测算，操作费用和投资比经典法减少10%-20%。
1.2 丁二烯法
日本三菱化成开发的以丁二烯为原料制备BDO的方法，分为三步：（1）丁二烯、醋酸和空气在催化剂条件下制得1，4-二乙酰氧基-2-丁烯；（2）加氢制得1，4-二乙酰氧基丁烷；（3）水解得到1,4-丁二醇。
典型的收率以丁二烯计，为80％-85％。该工艺所用原料资源丰富，无安全隐患，中间产物和产品收率较高，但工艺流程复杂，投资高、催化剂昂贵、蒸汽耗量大，只有在一定规模及丁二烯价格较低的情况下才具有竞争力。
三菱化成对该工艺进行了如下改进：（1）将乙酰氧基化反应器由滴流床式改为固定床上流式；（2）将反应副产物1,4-HAB分离作为调节水解反应平衡的原料循环利用。通过上述改进后，由于乙酰氧基化反应压力降低，采用液体循环除热系统，省去了气体循环压缩机，再加上水解工序设备削减，固定资产费用可减少约15％。同样因为上述改进，使电耗和蒸汽使用量降低，整个工艺过程节能约30％。
1980年世界首套1.5 万吨/年工业装置在日本四日市开始运行，此后，BASF和南亚化学公司分别建成5 万吨/年和4 万吨/年工业装置。
1.3 丙烯法
丙烯路线制1,4-丁二醇，又称为丙烯醇路线。是由丙烯制成丙烯醇，再由丙烯醇与CO进行醛化反应生成醛基丙烯醇，醛基丙烯醇与氢气发生加氢反应得到1,4-丁二醇。其中，丙烯制备烯丙醇步骤又可分为以下几种工艺：（1）环氧丙烷异构化法；（2）丙烯醛还原法；（3）醋酸丙烯酯法。工艺（1）与工艺（2）均不太成熟，生产过程有一定危险性。台湾大连化学工业股份有限公司采用的是工艺（3），该企业分别在我国的辽宁盘锦、江苏仪征、台湾本土，以及新加坡等地，以丙烯、醋酸、氧气、CO、H2为原料合成1,4-丁二醇。
烯丙醇和合成气在铑基络合催化剂的作用下生成4－羟基丁醛，产物在雷尼镍催化剂存在下加氢生成1,4-丁二醇，典型的理论产率为93%。该工艺副产物(正丙醇、2-甲基-1,3-丙二醇、异丁醇)利用价值高，可进行销售来抵消1,4-丁二醇的成本。铑系催化剂可循环使用，寿命长，1,4-丁二醇收率较高、蒸汽消耗低，氢甲酰化及加氢为液相反应，改变工艺负荷容易，可根据市场调整1,4-丁二醇产量等特点。成本方面，丙烯路线1,4-丁二醇吨消耗丙烯约0.6吨，醋酸0.05吨，氧气0.2吨，CO 0.31吨，氢气0.05吨（和炔醛法氢气用量相当）。
1.4 正丁烷/顺酐酯化加氢法
正丁烷/顺酐酯化加氢法整个工艺可分为四个过程：顺酐、酯化、加氢和精制。
（1）顺酐：正丁烷催化氧化生成气态顺酐，用溶剂吸收，通过解吸、提纯等工艺得到高纯度的顺酐作为生产1,4-丁二醇的原料。
（2）酯化：该过程分为两部分，即非催化的单酯化过程和有催化剂存在的双酯化过程，熔融的顺酐与过量的甲醇（原工艺采用乙醇，后改为甲醇）混合后经过两个酯化反应器进行酯化反应，马来酸二甲酯的转化率可以达到99.5%。从反应器顶部出来的气体中含有甲醇、水以及副产物二甲醚，其中甲醇通过回流继续使用，二甲醚进入后处理装置。
（3）加氢：酯化单元来的马来酸二甲酯与氢气经热循环氢气加热、汽化、混合，进入固定床加氢反应器进行反应。在该过程中转化生成目标产物1,4-丁二醇和副产物四氯呋喃，其过程是缓慢的，而且是不完全的。
1.5 正丁烷/顺酐直接加氢法
正丁烷/顺酐直接加氢法整个工艺过程分为三部分：顺酐的生产、马来酸加氢和BDO的精制，简化了传统的正丁烷-顺酐生产工艺技术，使生产成本更经济、更合理。正丁烷/顺酐直接加氢法与顺酐酯化加氢工艺相比有如下特点：
（1）操作过程减少：省略了酯化过程，直接用顺酐水解产物加氢，并且加氢的催化剂对顺酐纯度要求比较低，一般只要95%，这使顺酐从反应器出来后只要经过一个水吸收塔就可以满足要求，而酯化加氢工艺则要求顺酐的纯度达到99.9%，这样的纯度则要求在水吸收塔后增加3—4个精馏塔才能达到要求。
（2）几乎无副产物：马来酸几乎全部转化为BDO，而酯化加氢工艺中在酯化加氢后还副产一定数量的四氢呋喃。
（3）采用酸工艺生产：对设备的耐腐蚀性要求比较高。
从丁二烯到BDO，加快布局可降解市场
此前，惠生工程总工程师兼首席科学家、石油和化工行业工程勘察设计大师李延生就曾详细分析以中国引领的世界丁二烯需求快速增长的现状和未来趋势，并重点介绍了惠生工程自主研发的丁烯氧化脱氢制丁二烯技术（含配套催化剂）及丁二烯制BDO的广阔市场前景。
李延生上台发表主题演讲
丁二烯需求持续上涨，驱动产能扩张
近几年，尽管西方发达国家因经济不确定性及下游产业的转移，使得丁二烯的需求大体趋稳。但在以中国引领的、经济持续发展的亚洲市场，丁二烯作为合成橡胶的主要原料，其市场需求和产量均增长迅速。
惠生工程自主研发的丁烯氧化脱氢制丁二烯技术和配套催化剂，被中国石油和化学工业联合会组织专家鉴定为：“整体处于国际先进水平，其中催化剂产物收率处于国际领先水平”。在2016年首套技术授权的装置上，惠生的催化剂操作时间超过3000小时仍具有高活性，正丁烯转化率80.0%，丁二烯选择性93%左右、收率74%以上，降低每吨丁二烯生产成本1400元人民币。与传统的裂解C4混合物抽提工艺相比，惠生工程的氧化脱氢工艺可有效降低装置的物料消耗和能耗，具有低温高活性、优良的选择性和反应稳定性等特点，并实现单程转化率和单程收率均高于传统技术3-5个百分点，单条生产线能力可达10万吨/年丁二烯。
可降解行业如火如荼，丁二烯制BDO前景广阔
2020年1月，国家发展改革委、生态环境部出台《关于进一步加强塑料污染治理的意见》，明确了禁塑时间表。多家研究机构预测，2025年中国以聚乳酸（PLA）、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯（PBAT）和聚丁二酸丁二醇酯（PBS）为主的可降解塑料需求量将达到200多万吨。1,4-丁二醇（BDO）作为PBS/PBAT的核心生产原料之一，仅2021年，PBAT对BDO的消耗量就预计增加10余万吨。同时，氨纶和涤纶作为BDO的主要下游产品，也将进一步拉动BDO的市场需求。
目前，国内BDO的生产路线主要有炔醛法和顺酐法。但受环保政策的影响，炔醛法因电石乙炔高能耗、高污染及天然气乙炔受限，导致项目批复难度大；顺酐法则受制于原料顺酐的价格影响，只适用于正丁烷价廉且易得的地区。与炔醛法和顺酐法相比，丁二烯制BDO路线则具备原料来源丰富、操作条件温和、产生的废液量少等多重优势，虽现阶段生产规模较小，但未来发展前景巨大。在国内丁二烯产能高速增长的条件下，该技术路线可为业主带来更具经济效益的市场优势。
李延生表示，“技术创新与工程化应用密不可分。技术创新是根本，而技术工程化水平是关键落地保障。惠生通过多年的工程积累与科研攻关，实现丁二烯催化剂和工艺的极大创新与优化，不仅为行业的持续发展注入新的生命力，更在商业化应用中为业主创造了高经济收益与回报。”
1,4-丁二醇生产工艺比较及技术经济分析 专家观点： 1,4-丁二醇（BDO），是一种重要的有机化工和精细化工原料。1,4-丁二醇不仅是生产聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)工程塑料和PBT纤维的基本原料，还是生产四氢呋喃的主要原料。1,4-丁二醇的下游产品γ-丁内酯是生产2-吡咯烷酮和N-甲基吡咯烷酮产品的原料,由此而衍生出乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基吡咯烷酮等一系列高附加值产品，广泛用于农药、医药和化妆品等领域。 1,4-丁二醇目前主要的生产方法有：炔醛法、丁二烯/乙酸法、丙烯法、正丁烷／顺酐酯化加氢法和正丁烷／顺酐直接加氢法等五种工艺。 五种生产工艺及技术经济分析 1.1 炔醛法 第一步，将乙炔和甲醛放在由若干淤浆床反应器串联成的反应器中，采用改良的Cu催化剂，在79-90℃和0.12-0.13MPa条件下反应生成丁炔二醇，经过滤后，催化剂与反应物分离后留在反应器内，液相物料流出反应器净化后进入下一个反应器。此反应甲醛的转化率为98%，1,4-丁炔二醇收率为95%。
第二步，在淤浆床内采用改良的催化剂，丁炔二醇在120-150℃条件下加氢生成BDO，最后通过蒸馏和薄膜蒸发提纯BDO，BDO纯度≥99%。 改良法的技术特点是：a.采用改良的Cu催化剂，低压操作，乙炔自身的分解压力不超过0.14MPa，简化了外加安全设施，省去了高压容器和压缩机；b.反应器配有专门的过滤系统，便于催化剂和反应物在反应器内分离；c.进料组成较灵活，甲醛水溶液中甲醛含量可为 2%-10%，乙炔进料时不需惰性气体稀释。据测算，操作费用和投资比经典法减少10%-20%。 1.2 丁二烯法 日本三菱化成开发的以丁二烯为原料制备BDO的方法，分为三步：（1）丁二烯、醋酸和空气在催化剂条件下制得1，4-二乙酰氧基-2-丁烯；（2）加氢制得1，4-二乙酰氧基丁烷；（3）水解得到1,4-丁二醇。 典型的收率以丁二烯计，为80％-85％。该工艺所用原料资源丰富，无安全隐患，中间产物和产品收率较高，但工艺流程复杂，投资高、催化剂昂贵、蒸汽耗量大，只有在一定规模及丁二烯价格较低的情况下才具有竞争力。 三菱化成对该工艺进行了如下改进：（1）将乙酰氧基化反应器由滴流床式改为固定床上流式；（2）将反应副产物1,4-HAB分离作为调节水解反应平衡的原料循环利用。通过上述改进后，由于乙酰氧基化反应压力降低，采用液体循环除热系统，省去了气体循环压缩机，再加上水解工序设备削减，固定资产费用可减少约15％。同样因为上述改进，使电耗和蒸汽使用量降低，整个工艺过程节能约30％。
1，4—丁二醇生产技术及市场现状 摘要：介绍了1，4- 丁二醇的主要生产技术及国内外市场情况，并对现有4种主流生产工艺及技术经济进行了对比。 关键词：1，4-丁二醇生产技术市场现状 1，4-丁二醇是一种重要的基本有机化工原料和精细化工原料，用途广泛，尤其它的衍生物更是附加价值高的精细化工产品，广泛用于溶剂、医药、化妆品、增塑剂、固化剂、农药、除莠剂、泡沫人造革、纤维、工程塑料等方面。最初1，4-丁二醇用来制备合成橡胶单体丁二烯，后来丁二烯有了更经济的来源。现在1，4-丁二醇主要用作为制造四氢呋喃THF）、γ-丁内酯（GBL）、N-甲基呲咯烷酮（NMP）等。 一、主要性能 1，4-丁二醇，英文名称为1，4-butanediol，简称为BDO为饱和碳四直链二元醇。其化学式为HOCH2CH2CH2CH2OH。比重1.0171（20/4℃），熔点20.1℃，沸点230℃。当温度高于凝固点时呈无色油状液体，低于凝固点温度时为针状结晶体。有吸湿性，与水混溶，溶于乙醇，微溶于乙醚。 二、几种BDO生产工艺方法介绍 生产BDO的工艺路线有很多种，多达17种以上，但是已经实现工业化生产的主要包括下面几种主要的工艺路线，如图所示，一、以甲醛和乙炔（电石气）为原料的Reppe法；二、以丁二烯和醋酸为原料的丁二烯乙酰氧基化法；三、以环氧丙烷/丙烯醇为原料的环氧丙烷法；四、以正丁烷/顺酐为原料的方法，其中第三种和第四种工艺路线又分别根据初始原料的不同而被分别称之为环氧丙烷法、丙烯醇法、正丁烷法和顺酐法。下面介绍一下四种主要工艺路线的流程以及其优缺点。 1.Reppe 法 Reppe法是由30年代I.G法本公司（BASF公司的前身）Reppe等人开发成功并最早于1940年由德国BASF公司实现工业化的生产的BDO生产工艺方法。该法是BDO的主要生产方法，应用该法生产的BDO占世界总产量的40%左右。它是以乙炔和甲醛为主要原料，在铜催化作用下生成1，4-丁炔二醇，然后再加氢生成BDO。 Reppe法具有传统法和改良法两种，在经典法中，催化剂与产品无需分离，操作费用低，但是由于乙炔分压较高，有爆炸的危险，因此反应器设计的安全系数高达12-20倍，致使反应装置庞大，设备造价昂贵，投资高。另外，乙炔聚合会生成聚乙炔，导致催化剂失活，聚乙炔也会堵塞管道，从而缩短生产周期，降
1,4-丁二醇合成工艺 1,4-丁二醇（1,4-butanediol，简称BDO）是一种重要的有机化工原料，广泛应用于化工、医药、纺织、造纸等领域。本文将介绍1,4-丁二醇的合成工艺，包括丁二烯合成法、乙炔合成法、丙烯合成法、丁烯合成法、甲醛合成法、乙二醇合成法、丙二醇合成法、苯酚合成法以及其他合成方法。 1.丁二烯合成法 丁二烯合成法是1,4-丁二醇的传统合成方法之一。该方法主要包括两个步骤：第一步是通过烯烃聚合反应将丁二烯聚合为四氢呋喃（THF）；第二步是通过THF的羟基化反应生成1,4-丁二醇。该方法工艺成熟，收率高，但生产成本较高，且三废污染严重。 2.乙炔合成法 乙炔合成法是制备1,4-丁二醇的经典方法之一。该方法主要是通过乙炔和甲醛在催化剂作用下发生聚合反应生成1,4-丁二醇。该方法工艺简单，技术成熟，但生产成本较高，且需要使用有毒的汞催化剂。 3.丙烯合成法 丙烯合成法是制备1,4-丁二醇的一种新方法。该方法主要是通过丙烯和乙酸在催化剂作用下发生反应生成1,4-丁二醇和丙烯酸。该方法具有原料易得、工艺简单、环保等优点，但需要使用贵金属催化剂，导致生产成本较高。 4.丁烯合成法 丁烯合成法是制备1,4-丁二醇的一种新方法。该方法主要是通过丁烯和乙酸在催化剂作用下发生反应生成1,4-丁二醇和丙烯酸。该方法具有原料易得、工艺简单、环保等优点，但需要使用贵金属催化剂，导致生产成本较高。 5.甲醛合成法 甲醛合成法是制备1,4-丁二醇的一种新方法。该方法主要是通过甲醛和乙酸在催化剂作用下发生反应生成1,4-丁二醇和乙酸甲酯。该方法具有原料易得、工艺简单、环保等优点，但需要使用贵金属催化剂，导致生产成本较高。 6.乙二醇合成法
1,4一丁烯二醇生产工艺及市场分析1,4-丁烯二醇(BED),化学名为2-丁烯-1,4-二醇，琥珀色无臭液体，溶于水、甲醇、乙醇和丙酮，难溶于苯、低级脂肪煌等，为不饱和碳四直链二元醇，是一种重要的有机化工原料，粗品为深褐色液体，精品为淡黄色或无色透明液体，广泛用于农药、医药中间体、化工、电池、造纸、皮革等领域。在农药上，用于合成六氯环戊二烯及有机氯杀虫剂硫丹;在医药上，可用于合成维生素B6的主要中间体正丙基二氧七元环的合成;在化工上，可用作电镀添加剂，得到明亮延性镀银层;在电池上，其经异构化得到I-丁烯-3,4-二醇，其为合成锂离子电池电解液的添加剂乙烯基碳酸乙烯酯、乙烯基亚硫酸乙烯酯的重要原料;在造纸上，其卤代酯被用作造纸用的防黏剂;在皮革上，其与甲苯二异氧酸酯反应生成聚氨酯具有较高弹性模量的层状结构;还可以用作醇酸树脂的增塑剂、合成树脂的交联剂、聚合单体、杀菌剂;也用于制尼龙66、二氢吠喃、继续加氢生产1,4-丁二醇(BDO)等1,4-丁烯二醇的物理性质:淡黄色或透明液体,无色液体;凝固点7、8.5℃;密度(25∕15°C),1.067-1.074,(顺式)1.0698、(反式)1.0700；熔点(℃)(顺式)4、(反式)25;闪点、燃点128.3,126.7℃;2666.44Pa时的沸腾范围(0.5%~99.5%)141~149℃,142~147。G沸点(℃)顺式:235、176(13332kPa).132(2.133kPa).122(1333kPa)x 84(0.133kPa);反式:131(1.733kPa)、125~127(1.333kPa);黏度， 22Pa∙s(20o C)x10.8Pa∙s(38o C),2.5Pa∙s(99°C)(J顺式)22。 1生产方法
14-丁二醇工艺 1,4-丁二醇工艺，又称为1,4-丁二醇合成工艺，是一种生产1,4-丁 二醇的方法。1,4-丁二醇是一种重要的有机化工原料，广泛应用于涂料、 塑料、纺织等多个行业。下面将介绍一种典型的1,4-丁二醇工艺。 首先，气相氧化步骤。该步骤使用四氯化钛作为催化剂，将丁烯与空 气在高温高压条件下反应生成丁醛。反应温度一般控制在350-400℃，压 力在1-5MPa之间。丁醛是中间产物，具有较高的活性。 其次，液相加氢步骤。丁醛在液相中通过加氢反应生成1,4-丁二醇。常用的催化剂为负载型钴钼催化剂，反应温度一般为180-220℃，压力为 3-7MPa。加氢反应是一个可逆反应，需要控制反应平衡，使得生成的 1,4-丁二醇含量最大化。 最后，精制步骤。在加氢反应后，产物中常伴随有部分未反应的丁醛、醇醛、醇等杂质，需要通过蒸馏、吸附和萃取等操作进行分离和净化。精 制过程对产品的纯度和品质至关重要。 1,4-丁二醇工艺中还有一些关键的操作参数需要控制。例如，气相氧 化反应中丁烯的投料速率和反应温度对反应速率和选择性有重要影响；加 氢反应中反应温度和压力需要通过牺牲率和产物选择性、运行成本等方面 的综合考虑来确定；精制过程中的操作条件则需要根据不同的分离和净化 方法来确定。 在1,4-丁二醇工艺的优化过程中，还可以通过改变催化剂的种类和 配比、反应器的设计和运行条件、产品的流程设计等方面进行改进，以提 高1,4-丁二醇的产率和选择性，降低能耗和废物排放，提高工艺的经济 性和环保性。
总之，1,4-丁二醇工艺是一种复杂的化工工艺，需要在催化剂、反应条件和装置设计等方面进行科学的优化和控制。随着技术的不断发展，1,4-丁二醇的工艺将不断改进和完善，以满足市场对产品的需求，并促进化工行业的可持续发展。
丁二醇生产技术比较分析 丁二醇是一种重要的有机化学品，广泛应用于合成溶剂、塑料、橡胶 和涂料等工业中。在丁二醇的生产过程中，存在多种不同的技术路线和方法。本文将对丁二醇的生产技术进行比较分析，包括石化法、生物法和合 成气法。 1.石化法 石化法是目前丁二醇的主要生产技术，其主要原料是丙烯和碳一烯的 配合物，经过氧七醇锚化、环氧化、醇化和脱羧等步骤，最终得到丁二醇。该方法具有生产规模大、成本低、工艺成熟等优点。然而，石化法产生的 丁二醇中常含有较高的底物残留物和重金属离子等杂质，需要进行多次分 离和净化，对环境造成一定的污染。 2.生物法 生物法是一种利用微生物催化剂生产丁二醇的方法，主要采用乙醇为 原料。该方法具有生产过程简单、无需高温高压、无底物残留和产物纯度 高等优点。通过基因工程技术可实现对催化剂的改良和优化，进一步提高 丁二醇的产率和选择性。然而，生物法的生产周期长、产率较低，目前尚 未完全商业化，需要进一步加大研发投入和技术攻关。 3.合成气法 合成气法是一种将合成气（CO+H2）通过催化剂转化为丁二醇的方法。该方法能够将二氧化碳等废气资源转化为丁二醇，具有资源利用效果好的 优点。然而，合成气法的催化剂选择较为关键，需要寻找高活性、高稳定 性的催化剂，提高丁二醇的产率和选择性。此外，合成气法的操作条件较 为苛刻，需要高温高压条件下进行反应，能耗较高。
综上所述，不同的丁二醇生产技术各有优缺点。石化法是目前主要的 商业化生产技术，具有成熟的工艺和较低的成本；生物法具有无底物残留 和产物高纯度等优点，但仍需要进一步完善和商业化；合成气法可资源化 利用废气，但催化剂的改良和操作条件的优化仍是待解决的问题。随着科 技的进步和环保意识的提高，未来可能会出现更多的创新丁二醇生产技术。
1,4-丁二醇合成 简介 1,4-丁二醇，也被称为丁二醇或丁二醇-1,4二羟基丁烷。它是一种有机化合物，化学式为C4H10O2。1,4-丁二醇是一种 重要的工业化学品，具有许多应用领域，如染料、塑料、溶剂等。在本文中，将介绍1,4-丁二醇的合成方法。 1,4-丁二醇的合成方法 1. 乙醇法 1,4-丁二醇可以通过乙醇法合成。合成方法如下： 1.首先，将丙烷与氧气在催化剂存在下进行部分氧化 反应，得到2,3-丁二酮。 2.2,3-丁二酮与氢气在催化剂的存在下进行加氢反应， 生成1,4-丁二醇。 合成方程式如下：
丙烷 + 氧气 -> 2,3-丁二酮 2,3-丁二酮 + 氢气 -> 1,4-丁二醇 2. 丁烯一醇法 1,4-丁二醇也可以通过丁烯一醇法合成。合成方法如下： 1.首先，将丁烯与氧气在催化剂存在下进行氧化反应， 生成丁烯醛。 2.丁烯醛与氢气在催化剂的存在下进行加氢反应，生 成1,4-丁二醇。 合成方程式如下： 丁烯 + 氧气 -> 丁烯醛 丁烯醛 + 氢气 -> 1,4-丁二醇 3. 甲醛法 1,4-丁二醇还可以通过甲醛法合成。合成方法如下： 1.首先，将丙烯与甲醛在催化剂存在下进行缩醛反应， 生成丁烯醛。
2.丁烯醛与氢气在催化剂的存在下进行加氢反应，生 成1,4-丁二醇。 合成方程式如下： 丙烯 + 甲醛 -> 丁烯醛 丁烯醛 + 氢气 -> 1,4-丁二醇 1,4-丁二醇的应用 1,4-丁二醇具有广泛的应用场景，如下： 1.作为染料和涂料的溶剂。 2.用于合成聚酯树脂和聚氨酯等高分子材料。 3.用作涂料、油漆、粘合剂等的增塑剂。 4.用于制备某些医药品和农药等。 结论 通过乙醇法、丁烯一醇法和甲醛法等多种合成方法，可以合成1,4-丁二醇。1,4-丁二醇具有广泛的应用领域，是一种重
1，4-丁二醇生产中能源节约与排放减少 的技术研究 摘要：本文主要探讨了在1,4-丁二醇生产过程中实现能源节约和排放减少的技术研究。通过催化剂的优化和开发，设计高效催化剂和提高催化剂的选择性， 可以提高反应效率和减少能源消耗。通过反应工艺的改进，优化反应条件和探索 新型反应工艺，可以实现更高效、更环保的生产过程。通过开发有效的废物处理 技术和利用循环经济原则，实现废物的回收和循环利用，减少废物排放和资源浪费。本文的研究对于1,4-丁二醇生产的可持续发展具有重要意义。 关键词：1,4-丁二醇；能源节约；排放减少；催化剂优化 引言：1,4-丁二醇作为一种重要的有机化工原料，在合成纤维、塑料、涂料 等领域具有广泛的应用。传统的1,4-丁二醇生产过程存在能源消耗高和排放物产 生多的问题，对环境造成了一定的压力。研究如何实现1,4-丁二醇生产中的能源 节约和排放减少，具有重要的理论和实践意义。本文将重点探讨催化剂优化和开发、反应工艺改进以及资源回收与循环利用等方面的技术研究，以期为1,4-丁二 醇生产的可持续发展提供有益的参考。 1.催化剂优化和开发 1.1设计高效催化剂 设计高效催化剂是通过研究和改进催化剂的结构和组成，以降低反应温度和 压力，从而减少能源消耗。在传统的1,4-丁二醇合成过程中，通常需要较高的温 度和压力来推动反应进行，这意味着大量的能源损耗。通过优化催化剂的结构和 组成，可以提高催化剂的催化活性和选择性，使得反应在较低的温度和压力下进行。这样一来，反应所需的能量就会显著减少。一种常见的方法是改变催化剂的 晶体结构、表面活性位点和孔结构等微观特征，以增加其活性和选择性。通过设 计高效催化剂，能够使反应在相对较低的温度和压力下进行，从而降低能源消耗。
1，4丁二醇生产方法 1，4丁二醇生产方法很多，有二十多种，但真正有工业化生产的大约只有 5-6种。（一）最早的是三十年代德国的Reppe开发成功以乙炔和甲醛为原料生产1,4丁二醇的工艺技术，BASF、ISP和DuPont—直采用此法，直到现在还占主要地位。（二）到七十年代日本三菱化成公司开发成功以丁二烯、醋酸为原料的工艺路线，并在日本、韩国、台湾省等地建成了几套生产装置。（三）八十年代末英国的DavyMckee（现Kvaerner）公司开发了顺酐低压气相加氢工艺。（四）日本的克鲁克纳公司曾开发了以环氧丙烷为原料生产1，4丁二醇的生产方法，并有专利，但未能建大型工业化装置，进入九十年代，美国Lyondell（原ARCO 化学公司）开发成功以环氧丙烷为原料的烯丙醇法生产工艺，并在美国德州建成5万吨年生产装置；（五）英国BP和德国鲁奇公司合作经过三年的努力开发成功以C4馏分为原料的“Geminox”工艺，即正丁烷先氧化成顺酐，再水合成顺酸，经加氢制得1，4丁二醇，简化了工艺，使生产成本下降，更具竞争力。近几年由于原料路线和工艺技术的发展，使产品的竞争越来越剧烈。 目前全世界1，4丁二醇的各种生产方法的生产能力如下： 根据SRIC的分析到2006年世界1,4丁二醇的生产路线中乙炔法将退到第二位，以丁烷为原料的各种生产方法将占主导地位，环氧丙烷法和丁二烯法也将保持一定的地位。 我国1，4丁二醇主要应用领域的消费情况和预测如下： 聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）： PBT是我国目前1,4丁二醇的最大的消费领域。九十年代以来随着我国电子、电 器工业的发展，PBT得到大量应用，几乎50%的PBT用于这方面。近几年PBT在 汽车部件上的应用也有了较大发展，占PBT总消费量的10%-15%。随着我国汽车 业的发展和零配件的国产化，预计其消费量还将进一步增长。当前我国PBT的主
化工1.4丁二醇介绍及生产流程设计书
《化工1.4丁二醇设计说明书》 姓名：李驳骏 班级：130602 学号：20132016
简介 1,4- 丁二醇( 简称BDO) 是一种重要的有机和精细化工原料, 它被广泛应用于医药、化工、纺织、造纸、汽车和日用化工等领域。由BDO 可以生产四氢呋喃( THF) 、聚对苯二甲酸丁二醇酯( PBT) 、γ- 丁内脂( GBL) 和聚氨酯树脂( PU Resin) 、涂料和增塑剂等,以及作为溶剂和电镀行业的增亮剂等。 性质 无色粘稠油状液体。可燃，凝固点20.1℃，熔点20.2℃，沸点228℃，171℃ （13.3kPa），120℃（1.33kPa），86℃（0.133kPa），相对密度1.0171（20/4℃），折射率1.4461。闪点（开杯）121℃。能与水混溶，溶于甲醇、乙醇、丙酮，微溶于乙醚。有吸湿性，味苦。 毒性 有毒。附着在患病或负伤的皮肤上或饮用时,起初会呈现麻醉作用，引起肝和肾特殊的病理改变，然后由于中枢神经麻痹而（无长时间的潜伏）突然死亡。白鼠经口LD50为210～420mg/kg。生产设备应密闭，防止泄漏，操作人员穿戴防护用具。皮肤有创伤的人严禁与本品接触。 用途 1,4丁二醇是一种重要的有机化工和精细化工原料，是生产聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)工程塑料和PBT纤维的基本原料；PBT塑料是最有发展前途的五大工程塑料之一。 1,4丁二醇是生产四氢呋喃的主要原料，四氢呋喃是重要的有机溶剂，聚合后得到的聚四亚甲基乙二醇醚(PTMEG)是生产高弹性氨纶(莱卡纤维)的基本原料。氨纶主要用于生产高级运动服、游泳衣等高弹性针织品。 1,4丁二醇的下游产品γ-丁内酯是生产2-吡咯烷酮和N-甲基吡咯烷酮产品的原料,由此而衍生出乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基吡咯烷酮等一系列高附加值产品，广泛用于农药、医药和化妆品等领域。
世界1，4—丁二醇（BDO）各种生产工艺产能 现在1，4-丁二醇的生产技术在不断的更新当中，生产成本也正在不断的降低。现在我国已经有的顺酐生产装备，进行适当的技术改良之后，能够实现不需要把顺酐溶液分离就可以制造出品质上乘的1，4-丁二醇。实现成本的最低化，效益的最优化发展态势. 标签：1，4-丁二醇；生产工艺；产能 1 1，4-丁二醇发展概况 居全球统计的数据显到2009年末，世界的BDO产量约200万吨/年，其产地主要集中在欧美地区，其中美国是最大的BDO产地，德国、日本很热我国的台湾也是主要的BDO产地。具体看来，世界上BDO的生产主要集中在一些较大的企业里。从生产工艺来看，从投资成本呢，制造周期以及其负面影响等因素综合考虑，炔醛法和正丁烷/顺酐法是目前世界上最主要的生产BDO的工艺。在国内我国自建国初期就开始对1，4-丁二醇的生产工艺进行了研究，但由于技术等一系列的原因，我国1，4-丁二醇产量较少，国内市场所需1，4-丁二醇大部分依赖进口。近年来，世界BDO的生产技术不断成熟，现在全球新建的多个BDO 装置，大多数位于中国，我国目前的BDO已经实现了自给自足。 2 1，4-丁二醇市场前景预测 近年来市场上1，4-丁二醇的衍生物应用的非常多，如美国1，4丁二醇的消费趋势是PBT树脂的增长是最快的，2000年美国生产THF的大约177 kt，约消费1，4丁二醇226kt。而西欧生产的1，4丁二醇有一半以上是自用的。从欧美地区的消费结构来说，只要是用于电子电器和汽车工业的PBT和GBL使用的增长速度最快，而和欧美消费结构不同的亚洲，主要是氨纶、PBT和PU的进一步繁荣刺激了1，4-丁二醇，其发展比较迅速。 3 1，4-丁二醇的生产工艺 3.1 性能 1，4-丁二醇又称1，4-二羟基丁烷（1，4-Butylene glycol Tetramethylene glycol，简称BOO），其化学式为HOCH2CH2CH2CH2OH，在温度达到凝固点（20.1℃）时为无色粘稠油状液体，可燃，熔点20.2℃，沸点228℃，能与水、甲醇、乙醇、丙酮相溶，微溶玉乙醚并具有一定的吸湿性，味微苦。 3.2 生产方法 就目前的生产技术来看，1，4-丁二醇的生产方法是比较全面的，在所构成原料的层面、制成方法的路线上都有具有层次的划分，在同一平台上相同的原料
1,4-丁二醇生产工艺及其技术进展 1. 引言 - 研究背景 - 文章目的 2. 1,4-丁二醇的概述 - 1,4-丁二醇的化学性质 - 1,4-丁二醇的用途和市场需求 3. 1,4-丁二醇的生产工艺 - 常用的1,4-丁二醇生产工艺 - 工艺流程图及各步反应条件 - 生产工艺的优缺点 4. 1,4-丁二醇生产技术的进展 - 传统工艺的问题和改进方案 - 制备新工艺的研究现状和展望 - 新材料在1,4-丁二醇生产中的应用 5. 结论 - 1,4-丁二醇生产工艺和技术进展的发展趋势 - 发展1,4-丁二醇生产的建议和展望 注：本提纲未重点体现作者意见和论证，仅概括大脉络。1. 引言 在现代工业化中，化学品作为重要的产业之一，其生产工艺和
技术不断在发展和创新。其中，1,4-丁二醇被广泛用于聚酯树脂、涂料、塑料等材料的生产中，并且不断被拓展出新的应用领域。1,4-丁二醇在工业上的生产总量逐年增加，因此对于其 生产工艺和技术的研究具有重要的现实意义和科学价值。 本章节将简单介绍1,4-丁二醇的基本概念和特性，并讨论其在 工业上的应用需求。 2. 1,4-丁二醇的概述 1,4-丁二醇是一种有机化合物，分子式为C4H10O2，化学结构中包含两个醇基团。由于其分子中具有醇基团，因此易溶于水和众多有机化合物中。1,4-丁二醇在室温下为无色粘稠液体， 熔点20℃，沸点234℃。 1,4-丁二醇的生产量很大，其主要用途在于生产聚酯、涂料、 塑料等材料，也用于制备颜料和染料等化学制品。此外，1,4- 丁二醇还广泛用于药物、香料和化妆品等领域。 随着市场需求的不断增长，1,4-丁二醇的生产量也逐年增加。 在全球1,4-丁二醇市场，主要生产厂家包括美国的Dow Chemical，德国的BASF，日本的Mitsubishi Chemical和台湾 的台塑石化。这些厂家用不同的技术和工艺来生产1,4-丁二醇，以适应市场需求的变化。 3. 结论 总之，1,4-丁二醇是一种应用广泛的有机化合物，其生产工艺
1. 4 丁二醇
1,4- 丁二醇市场研究RESEARCH REPORT ON BDO MARKET
二◦一七年四月 目录 一、1,4- 丁二醇概况介绍 (4) （一）...................................................... 1,4- 丁二醇基本信息4 （二）........................................................ 1,4- 丁二醇的用途5 （三）.................................................... 1,4- 丁二醇的合成方法6 （四）.............................................. 1,4- 丁二醇上、下游产品信息9 二、1,4- 丁二醇行业分析 (9) （一）........................................................ 1,4- 丁二醇的产能9 （二）................................................................... 1,4- 丁二醇的市场情况分析.......................................................... 1.1 附件：中华人民共和国国家标准一工业用1,4- 丁二醇
、1,4- 丁二醇概况介绍 （一）1,4- 丁二醇基本信息 1,4- 丁二醇（简称BDO）是一种无色油状液体，可燃并且能与水混溶。 BDO是一种重要的有机和精细化工原料，被广泛应用于医药、化工、纺织、造纸、汽车和日用化工等领域。由BDO可以生产四氢呋喃（THF）、聚对苯二甲 酸丁二醇酯（PBT）、Y 丁内脂（GBL）和聚氨酯树脂（PU Resin）、涂料和增塑剂等，以及作为溶剂和电镀行业的增量剂等。其中THF脱水混合生产聚思亚 甲基乙二醇（PTMEG），而PTMEG是合成氨纶、聚醚弹性体及热塑性聚氨酯的基本原料。此外，BDO还可用于制备维生素B6、已二酸、缩醛和1,3-丁二烯，用作生产医药和农药的中间体，用作溶剂、涂层树脂、增湿剂、柔顺剂、链增长剂和交联剂等。因此BDO在医药、纺织、化工、造纸、汽车和日用化工等领域用途十分广泛。 表1: 1,4-丁二醇概况
年产5 万吨1,4-丁二醇项目（炔醛法） 1、概述 1,4-丁二醇（BDO）是一种重要的基本有机化工和精细化工原料。其用途广泛，尤其它的衍生物更是附加价值高的精细化工产品，广泛用作溶剂、医药、化妆品、增塑剂、固化剂、农药、除莠剂、人造革、纤维、工程塑料等方面。BDO 还用作制造四氢呋喃（THF）、γ-丁内酯（GBL）、N-甲基呲咯烷酮（NMP）等。近年来PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯，主要用于PBT改性、PBT抽丝、拉膜、光纤护套等领域，在增强改性后可广泛应用于汽车制造、电子电气、仪表仪器、照明用具、家电、纺织、机械和通讯等领域）工程塑料和PBT 纤维，因其易加工，优异的电性能、机械及耐热性能，而被广泛应用于汽车、机械、电子和电气等工业。PBT 纤维具有优异的弹性（优于尼龙），染色性和吸水性好，手感丰满，主要用于高档运动服，妇女内衣和紧身衣等，具有较大潜在市场。 2、市场需求预测 ① 国外市场分析 生产情况 2006年，世界BDO生产能力达到158万吨/年，产量120.3 万吨，装置平均开工率为75.0%。预计2006-2011年间，世界BDO 新增生产能力60万吨/年左右，届时生产能力将达到220万吨/年左右。 国外消费情况及需求预测 2006 年世界BDO表观消费量约120.3万吨。BDO 主要用于四氢呋喃和PBT 树脂，分别占总消费量的35.4%和30.8%；其次为γ-丁内酯和聚氨酯，分别占总消费量的14.8%和13.7%。 预计2011-2016年间，世界BDO的需求将以年均5.6%的速度增长，2016 年需求量将达到220万吨左右。 ② 国内市场分析 2006-2011 年国内BDO 新建或扩建项目（单位：万吨/年） 序号企业名称生产能力备注 1 大庆石油管理局精细化工厂 6.5 顺酐法或Geminox 技术 2 新疆美克投资集团 6.0 雷珀法；计划推迟 3 中国蓝星（集团）总公司 5.0 顺酐酯化加氢法，Davy 技术 合计17.5 此外，国内BDO 规划建设项目很多，但项目实施存在着不确定性。预计2006-2011 年间，国内BDO 将新增生产能力约17.5 万吨，届时国内BDO 生产能力将达到30 万吨/年左右。 2006 年国内BDO 消费结构（单位：万吨，%） 消费领域消费量比例 聚氨酯 4.5 28.5 PBT 1.8 11.4 γ-丁内酯 3.5 22.2 其它0.7 4.4 合计15.8 100.0
6万吨/年1,4-丁二醇项目建议书 一、总论 项目名称：6万吨/年1,4-丁二醇项目建议书 项目单位：旺苍县项目工作办公室 项目拟建地点：旺苍低碳工业园 项目建设内容与规模 以天然气为原料，建设年产6万吨1，4-丁二醇装置及配套设施。项目建设年限：2011--2015年 二、项目建设的必要性分析 1、1,4-丁二醇概述 1,4 - 丁二醇是一种重要的基本有机化工和精细化工原料。尤其衍生物更是附加价值高的精细化工产品，广泛用作溶剂、医药、化妆品、增塑剂、固化剂、农药、除莠剂、人造革、纤维、工程塑料等方面。1,4 - 丁二醇用作制造四氢呋喃（THF）、γ-丁内酯（GBL）、N - 甲基呲咯烷酮（NMP）等。20世纪70年代以来，由于聚氨酯工业和聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）工程塑料的迅速发展，促进了1,4 - 丁二醇的发展。近年来PBT工程塑料和PBT纤维，因其易加工，优异的电性能、机械[及耐热性能，而被广泛应用于汽车、机械、电子和电气等工业。PBT纤维具有优异的弹性（优于尼龙），染色性和吸水性好，手感丰满，主要用于高档运动服，妇女内衣和紧身衣等，具有一定的潜在市场。
1,4 - 丁二醇主要有3条产品链： （1）生产四氢呋喃，约占1,4 - 丁二醇消费量的60％，四氢呋喃经开环聚合生产聚过亚四基醚二醇（PTMEG）、医药中间体或直接用作溶剂； （2）生产γ-丁内脂，约占1,4 - 丁二醇消费量的20％，γ-丁内脂再进一步与乙炔生产2 - 吡咯烷酮、乙烯基吡咯烷酮及聚乙烯基吡咯烷酮； （3）生产用于家电业、彩电行业的PBT树脂；约占1,4 - 丁二醇消费量的9％。 上述三大类用途使1,4 - 丁二醇产量大增，一跃成为重要的基本有机化工产品。 1,4 - 丁二醇的主要应用领域： 1）作为溶剂，可以用于医药、香料和化工等行业。 2）作为化工原料，可以生产聚四亚甲基乙二醇醚(PTMEG)、四氢噻吩、吡喏烷酮、2,3 - 二氯四氢呋喃、1,4 - 二氯乙烷、丁内脂、戊内脂、油墨和香料等。 3）生产聚醚，是聚氨酯超软弹性纤维及高弹性橡胶的最佳材料。 2、项目建设的必要性分析 近年来国外BDO新技术不断成熟，低成本的生产工艺和BDO的良好发展前景刺激了大量投资者。未来大多数新生产装置都将采用正丁烷/顺酐工艺，对传统的乙炔法工艺形成较大冲击，因此今后全球BDO市场竞争更为激烈，在不久的将来全球
年产5.5万吨1,4-丁二醇项目
目录 第一章总论 (1) 1.1 项目概况 (1) 1.2 设计依据 (1) 1.3化工设计指导思想 (1) 1.4 设计原则 (1) 第二章厂址选择 (2) 2.1 选择原则 (3) 2.2厂址选定 (3) 2.2.1地理位置 (4) 2.2.2 原料和市场 (4) 2.2.3 自然条件 (5) 2.2.4 交通运输 (5) 2.2.5 电力能源 (6) 2.2.6 政策环境 (7) 2.3 厂址附图 (7) 2.4 产品方案 (8) 2.5 主要原料规格及消耗 (8) 第三章工艺说明 (8) 3.1 工艺方案的选择 (9)
3.1.1 Davy Mckee顺酐法 (9) 3.1.2 Reppe法 (9) 3.1.3丁二烯法 (9) 3.1.4丙烯醇法 (9) 3.2 工艺流程说明（对应PFD流程图） (10) 3.2.1酯化工段 (10) 3.2.2加氢工段 (11) 3.2.3精制工段 (12) 3.3 ChemCAD模拟工艺 (13) 3.3.1模拟流程图 (13) 3.3.2全流程模拟结果及工艺分析 (15) 3.3.3物料衡算书 (15) 3.3.4 能量衡算 (21) 第四章设备选型 (27) 4.1 塔设备选型 (27) 4.1.1 塔设备的设计目标 (27) 4.1.2 塔设备类型及选择 (27) 4.1.3 与物性有关的因素 (28) 4.1.4 与操作条件有关的因素 (28) 4.1.5 其他因素 (28) 4.1.6 具体类型 (31)
4.1.7 机械工程设计和校核 (41) 4.1.8 辅助装置及附件 (42) 4.1.9 塔设备载荷计算 (43) 4.2 换热器计算及选型 (49) 4.2.1 计算依据 (49) 4.2.2 选型原则 (49) 4.2.3 换热器选型示例 (53) 4.3 泵和储罐的选型 (57) 4.3.1 选用依据 (57) 4.3.2 参数的确定 (57) 4.3.3 泵的选型要求 (57) 4.3.4 具体选型 (57) 4.3.5 储罐的选型 (60) 第五章总图设计 (63) 5.1 设计依据 (63) 5.1.1 执行的主要标准规范 (63) 5.1.2 设计原则 (63) 5.1.3 设计基础资料 (63) 5.2 设计范围 (63) 5.3 厂址概况 (63) 5.4 总平面布置 (64)