1,4-丁二醇制备工艺的现状及展望

1,4-丁二醇制备工艺的现状及展望

郑鹏 崔云怡

新疆美克化工股份有限公司    841000 摘 要： 1,4-丁二醇 原料目前已经在世界工业领域中受到了广泛的应用，是工业生产原料中应用率较高的一类。我们国家的经济在不断发展的同时，对工业原料的要求也越来越高。 本文重点对 1,4-丁二醇的生产工艺以及应用进行了分析和研究，并进一步探讨了 1,4-丁二醇生产制备的技术应用现状 。

关键词：1,4-丁二醇；生产制备；炔醛制备工艺

１，４－丁二醇简称 ＢＤＯ，在正常室温中没有明显特点，具有吸湿性，能够与水充分溶解，并能够遇甲醇等相融合，在遇到乙醚时能够良好融合，该原料有着特定的熔点，当温度条件达标时，它将向油状物方向靠拢，但颜色不会发生变化，温度低于熔点时，会结晶成针状。

1,4-丁二醇是在国内外的化学化工领域起着重要的作用，是一种非常有价值的有机精细化原料，是许多化工产品的必备原材料。目前市场的需求量在持续增高。该原料能够通过多种变化进行应用，产生具有不同性能的新原料，所以经常被作为原材料或辅助性材料进行应用，且应用范围较广，可以在农业部分进行应用，也可以用作化妆品等产品的生产。同时，在汽车和日用化工等领域的用途也是非常大的。所以需要对1,4-丁二醇生产率以及生产工艺进行研究分析，希望能提高1,4-丁二醇的市场竞争力，在生产和应用过程中，应继续挖掘其潜在的性能，提高其制作工艺水平。

1 1,4-丁二醇的生产工艺

1.1 环氧丙烷生产法

在生产过程中，运用环氧丙烷工艺所使用的催化剂在后期可以重复多次使用，即生产流程简单容易操作，同时没有过于高昂的成本，且在生产过程中不会产生较多废物。在降低蒸汽消耗的同时能够确保 1,4-丁二醇生产效率，能够有效缓解生产复合，同时能够适应市场多变的要求，因此如果想大规模进行1,4-丁二醇制作，环氧丙烷生产是较为良好的选择，通过该种工艺进行生产，在竞争力方面获得更大的优势，但需要注意的是，环氧丙烷生产工艺也存在一定的弊端，阴妻原材料采用的是磷酸锂等原材料，这种材质在运输和储存方面需要一定的条件，因此产生许多运输和存储方面的问题。在进行相关生产的过程中需要借助其他类型的材料进行辅助催化，但很多种材料本身具有一定的危险性，甚至具有毒性，生产过程中受到加热或高压等外界条件的影响时，有可能受热分解成有毒的巴豆醛气体，所以该原材料在运输过程中必须谨慎，小心采取科学合理的运输存储方式，降低中间产物的毒性，避免对人身体造成伤害。

1.2 丁二烯生产法

丁二烯生产法分为两种工艺，一种是氯化工艺，另一种是醋酸工艺。（1）在生产过程中，可以通过氯化技术生产1,4-丁二醇，在将外界环境进行调控后，先将丁二烯经过氯化，得到相应的1,4-二氯-2-丁烯产物，将生成物进行进一步处理，在最后的环节中加入氢，即可生成1,4-丁二醇；（2）如果选择通过催化过程进行制备，那利用何种材料进行反应则会对反应物产生较大影响，一般情况下选用钯-碲等，同时也会利用到氢以及精馏等环节的操作，再得到最终的产物。在生产过程中，通过运用钯对1,4-二乙酰氧基-2-丁烯进行催化处理，加入氢后得到所需原料。后期运用硫磺型阳离子与树脂进行交换产生催化作用，在融入水中起到水解反应，生成1,4-丁二醇。在生产过程中运用丁二烯制备 1,4-丁二醇的方式，在生产过程中，缘起料所产生的反应较为平缓温和，同时能够进行生产的原材料品种较多，在生产过程中，废气废物产生较少，原料转化率较高。然而，运用这种技术进行生产，对生产设备的腐蚀性较大，同时，蒸汽消耗量持续上升，同时需要的催化剂且钯-碲等成本较高，因此，这项生产工艺的生产成本较高，会影响产品的经济效益。

1.3 顺酐生产法

可以通过两种途径进行生产，其一是通过酯化加氢，另一种是直接加氢方法：（1）运用酯化加氢制备工艺时，需要通过一系列的反应将乙醇进行分解，得到相应的产物，再通过精馏将杂质去除，并出掉多余的水分。通过这一方法得到1,4-丁二醇要注意后期的提纯工作，（2）若不经过中间环节进行制作，必须经过镍-铼这种原材料进行催化处理，通过顺酐液相加氢进行二次处理，得到γ-丁内酯后再利用氢进行操作，就会生成1,4-丁二醇。在生产过程中应用酯化加氢技术，其中重要的原材料催化剂成本较低，因此，有效降低了生产成本，同时，这种催化剂材料能够长期应用，此方法对于外界环境的要求较低，也能够产生较高的转化率，同时生产出的衍生产品种类繁多；在生产过程中运用加氢技术，并不需要经过脱水等提纯处理程序，因此大大提升了1,4-丁二醇的生产效率，减少了工艺流程。

1.4 炔醛生产法

在生产过程中运用炔醛生产制备方法，首先需要将甲醇进行处理形成甲醛，再使乙炔和甲醛生反应形成丁炔二醇，再经过加氢处理，产生1,4-丁二醇。这项生产工艺流程存在一定的危险性，容易引起爆炸等事故，因为在生产过程中容易造成聚乙炔材料导致管道堵塞，产生一定的生产安全隐患，影响产品的生产效率和出场工期，因此，这项生产工艺逐渐被其他具有较高生产效率的生产方式所替代。

许多企业对于炔醛生产工艺流程进行了升级和改善，通过将淤浆反应器进行重组，拓宽了炔醛反应空间，并通过改良材料铜使其与材料产生催化反作，经过二次沉淀浸泡将反应条件进行升级优化，大大提高了这项生产工艺流程的安全性，同时提高了产品的生产效率。在材料中融入改良钯碳催化剂，在一定的压力和温度作用下，加入原料氢进行催化反应，形成丁烯二醇，同时采用镍在设定的温度下，经过催化反应流程，所生成的1,4-丁二醇在经过分离处理，能够确保生产出的1,4-丁二醇保持生产必须的纯度。同时，经过改善提升的炔醛生产工艺流程，目前已在全世界范围内得到推广和普及，同时所形成的产能占世界产能的半数以上，占到我国该原料总数的近60%，新疆美克等目前研发的生产1,4-丁二醇炔醛流程整体较为稳定，采取具有较高性能的 1,4-丁二醇碱式碳酸铜经过特定的工艺形成催化剂，具有较高的性能和稳定性，其质量和生产工艺水平都达到国际标准。

2 1,4-丁二醇的技术进展

2.1 国内生产技术进展

国内目前已经生成一套有关1,4-丁二醇制备的流程，其基本操作流程为：首先将顺酐溶解，同时将氢气加热，当其温度达到要求温度时，将已经溶解后的顺酐与其进行混合，这一过程借助汽化器辅助完成，在混合的过程中使其发生氢气催化反应。在产生反应时顺酐会进行转化，且在反应过程中可以得到纯度较高的反应物，含有的杂质较少，还可以生成能够回收的部分中间物质。得到一系列产物后，经过冷凝等处理，将多余杂质及水分去除，将得到产物中的正丁醇进行回收处理，此环节同样可以产生1,4-丁二醇等物质。这一套这个方法是由我国石化研究机构创立研发的，整套流程没有过多污染物的产生，且制背效率较高，基本流程较为简单，整体上而言，符合高效环保的理念，值得进行大规模使用与长期推广。

2.2 国外生产技术进展

在2013年，美国生物产品研究机构发现了一种能够大规模制1,4-丁二醇的方法，且主要原料为糖，这使得1,4-丁二醇能够被大规模生产，并运作商业原料。此外，该方法还可以通过再生原料进行制作，原材料简单易获得，这一方面使得资源的利用率得以提高，另一方面，也使得能源消耗量大大减少，相对比传统的制备方法，该种方法将能耗降低了60%左右，废物排放也大大降低，环保效益明显。另有美国DOW公司利用选择性水解工艺制备1,4-丁二醇，借助 1,2-环氧-3-丁烯水解制备，该公司由其特质的某类新型催化剂，可以通过一系列的反应，选择性生成最后要求的产物。

3 结语

1,4-丁二醇在当代工业生产中的应用较为广泛，它有多种制备方法，也可以依据不同的材料进行制作，所以可以在正式生产时根据具体条件选择合适的路径，灵活选用生物制备的方法。有相关需求的企业在制造过程中，应该根据具体的原材料拥有状况进行制备方式的选择。同时，为了使得制备的 1,4-丁二醇性能更加稳定，质量更好更达标，也可以适当考虑采用新疆美克等的炔醛生产工艺。