1,4-丁二醇工艺介绍

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丁二醇及四氢呋喃的生产工艺课件

丁二醇及四氢呋喃的生产工艺课件

丁二醇及四氢呋喃的生产工艺课件一、引言丁二醇(1,4-丁二醇)和四氢呋喃(THF)是重要的有机化工原料,在合成聚醚、溶剂、染料、塑料等领域有广泛的应用。

本课件将介绍丁二醇和四氢呋喃的生产工艺,包括反应原料、反应条件、反应机理、反应设备等方面的内容。

二、丁二醇的生产工艺1. 反应原料丁二醇的生产通常采用丁烯为原料,通过氧化反应得到丁二醛,再经过还原反应得到丁二醇。

反应所需的原料包括丁烯、氧气、水、催化剂等。

2. 反应条件丁二醇的生产反应通常在高温、高压下进行。

反应温度一般在150-200摄氏度,反应压力在1-3兆帕。

此外,反应过程中还需要控制氧气和水的加入速率、催化剂的用量等参数。

3. 反应机理丁二醇的生产反应主要包括两个步骤:丁烯氧化生成丁二醛,丁二醛还原生成丁二醇。

具体的反应机理如下:(1)丁烯氧化生成丁二醛:丁烯在催化剂的作用下与氧气发生氧化反应,生成丁二醛。

反应方程式:丁烯+ O2 → 丁二醛(2)丁二醛还原生成丁二醇:丁二醛在还原剂的作用下发生还原反应,生成丁二醇。

反应方程式:丁二醛 + H2 → 丁二醇4. 反应设备丁二醇的生产通常采用连续流动反应器。

反应器通常由反应釜、加热系统、搅拌系统、进料系统、出料系统等组成。

反应器的材料一般选用耐高温、耐腐蚀的材料,如不锈钢。

三、四氢呋喃的生产工艺1. 反应原料四氢呋喃的生产通常采用丁二醇为原料,通过脱水反应得到四氢呋喃。

反应所需的原料包括丁二醇、脱水剂等。

2. 反应条件四氢呋喃的生产反应通常在中温、中压下进行。

反应温度一般在100-150摄氏度,反应压力在0.5-1兆帕。

此外,反应过程中还需要控制脱水剂的用量、反应时间等参数。

3. 反应机理四氢呋喃的生产反应是丁二醇分子中两个羟基(OH)发生脱水反应,生成一个醚键(O)连接的四氢呋喃分子。

反应方程式:丁二醇→ 四氢呋喃 + H2O4. 反应设备四氢呋喃的生产通常采用批量反应器。

反应器通常由反应釜、加热系统、搅拌系统、进料系统、出料系统等组成。

1,4-丁二醇生产工艺核心催化剂实现国产化

1,4-丁二醇生产工艺核心催化剂实现国产化

1,4-丁二醇生产工艺核心催化剂实现国产化摘要:1,4-丁二醇是石油和精细化工的基础原料,应用范围很广,其生产技术主要有雷珀、丁二烯、环氧丙烷。

本文对1,4-丁二醇的物化性能、用途、主要生产技术、实现国产化的发展方向进行了综述。

1.1,4-丁二醇的介绍1,4-丁二醇(简称BDO)又名1,4-二羟基丁烷、1,4-亚丁基二醇,是一种重要的有机化工产品,主要用于生产四氢呋喃(THF)、γ-丁内酯(GBL)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚四亚甲基乙二醇(PTMEG)和聚氨酯弹性体(PU)等,此外,还可用于生产维生素B6、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、己二酸、缩醛和1,3-丁二烯等,在医药、化工、纺织、造纸、汽车和日用化工等领域具有广泛的应用。

近年来,由于聚四亚甲基乙二醇醚(PTMEG)、PU弹性纤维以及PBT等的不断发展,刺激和推动了世界1,4-丁二醇的生产和发展。

目前,1,4-丁二醇的工业生产方法主要有炔醛法(又名Reppe(雷珀)法)、正丁烷/顺酐法、丁二烯法和环氧丙烷/烯丙醇法等,其中炔醛法是生产1,4-丁二醇的主要方法。

2.BDO生产工艺1,4-丁二醇的制备方法多种多样,多达17种。

目前,1,4-丁二醇的工业化生产方法有:Reppe法、丁二烯法、环氧丙烷法、顺酐酯法、吉米诺克斯法等。

目前主要的生产方法为雷珀法、顺酐酯化加氢、吉米诺克斯法。

从国内现有的原料及技术状况来看,国内大多数1,4-丁二醇的生产技术都是采用了国外的Reppe (Reppe)工艺。

2.1雷珀(Reppe)法本工艺是一种传统的BDO生产工艺,德国Reppe在上个世纪30年代首次研制成功。

目前,世界上使用最多的BDO的是Reppe方法,它占据了全球40%的产能。

Reppe方法主要包括传统的Reppe法和改进法,巴斯夫公司研制的Reppe方法不需要将催化剂与产物分开,运行成本低,但是在13.8~27.6MPa、250~350℃运行时,会产生高的乙炔分压值,存在着爆炸风险,从而造成投资成本高,目前已经被淘汰。

1,4-丁二醇工艺介绍

1,4-丁二醇工艺介绍

原料乙炔制备
• 三、 干法乙炔工艺简述 干法乙炔发生是用略多于理论量的水以雾态喷在 电石粉上使之水解,产生的电石渣为含水量 4%~10% 干粉末,粗乙炔含水量为75%,反应温 度气相为90~93℃,固相温度为100-110 ℃,水 与电石的比例约为1.2:1,反应热由水汽化带走, 经由非接触式换热器传给循环水(没有溶解损 失),电石的粒径小于4 毫米,水解率大于99%, 乙炔收率大于98.5%。特点:耗水量小无污水排 放,但电石反应不完全,粉尘对环境污染严重, 操作不方便,易发生事故 。
1.原料乙炔远程运输有危险 2.操作条件苛刻,压力高 3.廉价乙炔获得量有限 4.设备造价高
改良 法
1.原料乙炔远程运输有危险 2.廉价乙炔获得量有限
丁二烯法

1.流程长,过程复杂 2.投资高 3.公用工程费用大 4.丁二烯醋酸法设备腐蚀严重 1.环氧丙烷难以廉价得到时成本高 2.羟基化反应选择性低 3.全过程收率低 1.受原料顺酐的影响 2.流程长


丁二烯法
• 该工艺方法是20 世纪70 年代由日本三菱化成开 发成功的。该工艺方法分为三步,首先是丁二烯 与醋酸和氧气发生乙酰化反应,生成1,4-二乙酰 氧基丁烯,然后催化加氢生成1,4-二烯乙酰氧基 丁烷,最后水解制得BDO。此工艺方法原料易得, 工艺安全,技术可靠,无公害,高价值的THF 无 需由BDO 脱水得到,并可任意调节产物BDO 和 THF 的比例。但是,整个工艺流程长,投资大, 水蒸气消耗量高,只有在合理的规模下才具有竞 争力。
丁烷/顺酐法
• • • 顺酐法生产BDO主要有两种工艺,一种是70年代由日本三菱油化和三菱化成开发的顺 酐直接加氢工艺,该工艺的特点是顺丁烯二酸酐在加氢过程中除了生产BDO之外,还 可以同时生成THF和GBL等产品,设置不同的工艺条件可以改变产品的组成。 另一种是由英国戴维(Davy)工艺技术公司开发的顺酐酯化加氢工艺,该方法首先将 顺酐与一元醇(甲醇或乙醇等)进行酯化反应生成顺丁烯二酸二酯,然后进行加氢水 解得到1,4-丁二醇。 戴维顺酐工艺路线的主要优点在于通过调节工艺条件,可以改变1,4-丁二醇、γ-丁内酯 (GBL)、四氢呋喃(THF)的产出比例。工业装置中如要设计1,4-丁二醇产量达最大值, 可依据1,4-丁二醇和γ-丁内酯之间的化学平衡,采取将γ-丁内酯循环,直至γ-丁内酯耗 尽的方法,以使1,4-丁二醇产量达最大值。另外,戴维顺酐工艺还具有其它的一些优点, 如酯的转化率较高,反应条件温和,设备材质要求不高,催化剂价格低,寿命长,投 资和生产成本均较低,1,4-丁二醇和四氢呋喃比例调节范围宽。 正丁烷/顺酐工艺实际上是将正丁烷转化为顺酐的气相氧化法和顺酐加氢技术结合起来, 仍以馏分为原料,整个流程包括顺酐生产、马来酸加氢及1,4-丁二醇精制。该工艺只需 要经过加氢和精制就能得到1,4-丁二醇,不需酯化工序,缩短了整个流程,减少了设备 台数,相应降低了投资和操作维修费用,对顺酐纯度要求比较低。该工艺中催化剂的 选择性高,使用寿命长,不需要更换催化剂,副产物生成量少,几乎能使顺酐全部转 化为1,4-丁二醇,在加氢、回收和提纯工序对工艺条件稍加修改,也可生产四氢呋喃和 γ-丁内酯。

bdo炔醛法

bdo炔醛法

bdo炔醛法介绍bdo炔醛法,即丁二醇(1,4-丁二醇)炔醛法,是一种工业上生产丁二醇的方法。

丁二醇是一种重要的有机化学品,广泛应用于涂料、塑料、纤维、溶剂等领域。

本文将全面、详细、完整地探讨bdo炔醛法的原理、过程和应用。

原理bdo炔醛法是采用1,4-丁二醇和炔醛为原料,经过一系列反应生成丁二醇的方法。

具体的反应过程如下: 1. 1,4-丁二醇与过量的炔醛反应,生成α,β-不饱和酮化合物。

2. α,β-不饱和酮化合物与过量的氢气在催化剂的作用下发生氢化反应,生成丁二醇。

过程bdo炔醛法的生产过程主要包括原料准备、反应、分离纯化和收尾等步骤。

具体的过程如下:原料准备1.1,4-丁二醇:通过对丁烯进行氢化反应获得。

2.炔醛:通过对乙炔进行部分氧化反应获得。

反应1.将1,4-丁二醇和炔醛按适当的摩尔比例加入反应釜中。

2.加入适量的催化剂,并控制反应温度和压力。

3.反应一定时间后,产生α,β-不饱和酮化合物。

分离纯化1.将反应产物进行分离,得到含有α,β-不饱和酮化合物的混合物。

2.通过蒸馏、结晶、萃取等方法,将混合物中的不纯物质去除,得到高纯度的α,β-不饱和酮化合物。

收尾1.将高纯度的α,β-不饱和酮化合物与氢气按适当的摩尔比例加入反应釜中。

2.加入适量的催化剂,并控制反应温度和压力。

3.反应一定时间后,发生氢化反应,生成丁二醇。

4.分离纯化丁二醇,得到高纯度的丁二醇产品。

应用丁二醇是一种重要的有机化学品,广泛应用于涂料、塑料、纤维、溶剂等领域。

bdo炔醛法作为一种高效、可控性好的生产丁二醇的方法,在工业生产中被广泛采用。

其应用包括但不限于以下几个方面:涂料丁二醇作为涂料的溶剂,具有良好的溶解性和挥发性,可以使涂料涂布平均、干燥迅速,并形成坚韧的膜层。

塑料丁二醇作为合成塑料的原料,可以与其他单体进行聚合反应,制备出具有良好韧性和强度的塑料产品。

纤维丁二醇可以用作纺丝溶剂,能够使纤维光滑、柔软,并增加纤维的拉伸性能。

1,4-丁二醇合成工艺

1,4-丁二醇合成工艺

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.乙二醇合成法乙二醇合成法是制备1,4-丁二醇的一种新方法。

该方法主要是通过乙二醇和乙酸在催化剂作用下发生反应生成1,4-丁二醇和乙酸乙酯。

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。

BDO(1,4_丁二醇)知识、场和工艺设计介绍

BDO(1,4_丁二醇)知识、场和工艺设计介绍

产品性能和用途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,广泛用做溶剂,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-丁二醇还用作制造四氢呋喃(THF)、γ-丁内酯(GBL)、N-甲基呲咯烷酮(NMP)等。

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,具有较大潜在市场。

市场分析(1)国外市场分析2009年,全球BDO总产能达到183.4万吨/年,产量127万吨。

2004年到2008年上半年,世界BDO市场需求旺盛。

2008年下半年开始,全球需求急剧萎缩。

至2010年全球经济逐步复苏,BDO生产逐步恢复增长势头。

截至2009年底,全球共有BDO主要生产商(产能3万吨/年及以上)16家,其中巴斯夫(BASF)产能最大,达到41.7万吨/年,占总产能的22.7%,拥有4个生产基地,分布在北美、欧洲和亚洲;排名随后的台湾大连化工(Dairen)和利安德(Lyondell Basell)。

2009年,全球BDO消费量为127万吨,主要消费领域有四氢呋喃、PBT、γ-丁内酯、聚氨酯、氨纶等。

其中四氢呋喃-PTMEG-氨纶产业链对BDO的需求量最大,约占其总消费量的49%。

2008年以前,世界BDO的消费量以年均6%的速度增长。

2008年受经济危机影响,各类消费品需求萎缩,2009年消费量有减无增。

随着2010年全球经济的复苏,BDO的消费量恢复增长。

预计2010~2015年,世界BDO需求量将以年均5.1%的速度增长,至2015年达到170万吨/年,2020年有望超过200万吨/年。

一四丁二醇生产工艺

一四丁二醇(BDO)的生产工艺主要有炔醛法和丁二烯法。

炔醛法:该工艺是生产BDO的传统方法,又分为经典法和改良法。

经典法在高压(13.8~27.6 MPa)和250~350℃的条件下,乙炔与甲醛在催化剂(通常为乙炔亚铜和铋在二氧化硅载体上)存在下反应,然后用拉尼镍催化剂将中间体l,4-丁炔二醇加氢制BDO。

改良法在淤浆床内采用改良的Pd/C催化剂,丁炔二醇在60~70℃和2.O~2.5 MPa下加氢生成丁烯二醇和BDO,然后在填充反应器中,以Ni为催化剂,在120~150℃条件下丁烯二醇加氢生成BDO,最后通过蒸馏和薄膜蒸发提纯BDO。

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:在温度60℃、压力6.9 MPa条件下以Pd-Te/活性炭为催化剂,丁二烯与乙酸和氧气发生乙酰基氧化反应,在固定床反应器中生成1,4-乙二乙酰氧基-2-丁烯;加氢制得1,4-二乙酰氧基丁烷;水解得到1,4-丁二醇。

1,4-丁二醇顺酐法

1,4-丁二醇顺酐法
1,4-丁二醇顺酐法是一种合成低熔点聚酰亚胺材料的方法。

该方法以1,4-丁二醇为原料,经过酯化反应得到1,4-丁二醇二酯,接着再经过堆积反应得到聚酰亚胺。

在这个过程中,有多个关键步骤需要注意。

首先是酯化反应,需要使用催化剂来促进反应。

常用的催化剂有无水氯化铝、磷酸三丁酯等。

酯化反应的温度应该控制在70-80°C 之间,时间为4-6小时。

接着是堆积反应,需要使用硫酸或氯化铵等酸性催化剂。

这个反应可以在中温
(150-170°C)下进行,时间为4-8小时。

在此过程中,需要不断加热,以促进反应进行。

另外,反应结束后也需要进行酸中和,以避免产物中含有残留的催化剂。

顺酐法合成的聚酰亚胺具有一些优点。

首先,该方法使用的原料1,4-丁二醇比较容易得到,价格较为低廉。

此外,合成出来的聚酰亚胺具有低熔点、高强度、良好的耐热性和机械性能等优点。

该方法也有一些缺点。

由于它是一种顺酐法合成聚酰亚胺的方法,所以会生成较多的副产物,包括间苯二酐等。

另外,该方法需要使用催化剂和酸性催化剂,需要消耗一定量的能量,同时也有污染环境的风险。

因此,在实际应用中,需要根据具体情况来选择适合的合成方法,并进行合理的环境保护措施。

1,4-丁二醇工艺

1,4-丁二醇工艺
1,4-丁二醇是一种有机化合物,也被称为丁二醇。

其化学式为
C4H10O2,常用作溶剂和原料。

以下是1,4-丁二醇的生产工艺:
1. 通过丁醇氧化合成。

将丁醇与氧气反应,在合适的反应条件下,使用适当的催化剂催化反应。

这个过程中会生成丁醛,继而通过水合反应生成1,4-丁二醇。

2. 通过氢化合成。

将丁烯与氢气反应,在适当的催化剂催化下进行氢化反应。

这个过程中会生成1,4-丁二醇。

3. 通过甲醛羧酸酯化合成。

将甲醛与丁烯发生酯化反应生成甲醛羧酸酯,然后通过还原反应将甲醛羧酸酯还原为1,4-丁二醇。

这些工艺中,氧化合成和氢化合成是最常用的1,4-丁二醇生产
方法。

这些方法具有高效、选择性好、产率高的优点,并且可以在工业规模上进行生产。

同时,在生产过程中需要注意反应条件、催化剂的选择和分离纯化等问题,以确保产品质量和生产效益。

1,4-丁二醇工艺介绍


环氧丙烷法
顺酐法
各工艺方法生产BDO所占份额
丁二烯发1 1 %
顺酐工艺3 3 % 环氧丙烷1 9 %
Reppe 37%
开祥精化
下游产品
工程塑料 聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT) 合成纤维 制药及医药溶剂 四氢呋喃(THF) 热塑胶、聚醚 PTMEG 2-吡咯烷酮 制药、脑复康 乙炔提浓等 润滑油精制 N-甲基吡咯烷 酮(NMP) γ -丁内酯(GBL) 丁二烯、芳烃等萃取剂 人造血浆 塔釜清洗剂 香料 制药 N-乙烯基吡咯 烷酮(NVP) 合成革 聚氨酯(PU) 鞋底料 弹性体及其它聚氨酯制品 电镀增亮剂 其他 制药 化妆品 PVP

环氧丙烷/丙烯醇法
• 美国LYONDELL 化学公司(原Arco 化学公司)和日本可 乐丽公司(KURARY)成功开发了由环氧丙烷为原料合成1, 4-丁二醇的工业化方法。该工艺方法首先将环氧丙烷异构 化制成烯丙醇,然后烯丙醇在铑系催化剂作用下,液相加 氢甲酰化生成4-羟基丁醛,最后再加氢生成1,4-丁二醇。 • 该工艺催化剂可循环使用、寿命长、能耗低、加氢甲酰化 及加氢均为液相反应,生产负荷容易调节。 • 台湾大连开发了丙烯醇法工艺技术,该技术与利安德的技 术基本相似,但是该公司的原料丙烯醇是通过醋酸烯丙基 酯得到。其化学反应与利用丙烯乙酰氧基化生产醋酸乙烯 相似。醋酸烯丙基酯通过脱水转化为丙烯醇,回收联产品 醋酸用以循环。
二、BDO主要原料路线及用途
• 目前全球生产BDO的工业化方法主要有 以下四种:(1)Reppe法(2)丁二烯法 (3)丁烷/顺酐法(4)环氧丙烷/丙烯醇法。 • 而BDO作为化工中间体主要用于THF、PU、 GBL、PBT等领域。主要路线图如下:
Reppe法
• • (一)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,降低生产能力。由于该法有以上缺点,国外1,4-丁二醇装置大多 数都采用了改良低压工艺。 改良法由美国GAF 公司开发成功并广泛应用于工业生产。该工艺采用乙炔亚 铜/铋为催化剂,使丁炔二醇合成能在较低的乙炔分压下进行,从而减少聚合 物的生成,消除了管道堵塞,而且催化剂可以阻火防爆,不会因为减少乙炔 和甲醛而永久钝化。反应物经过滤、离心分离,将催化剂送回反应器循环使 用,滤液送丁炔二醇到提纯塔,脱掉丙炔醇后得到35%的丁炔二醇水溶液。 丁炔二醇采用两段加氢,加氢总转化率为100%,丁炔二醇的选择性为95%。
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1,4-丁二醇工艺介绍
一、产品物性及用途
• 1、物性 • 1,4-丁二醇(BDO)为无色油状液体,可
燃,能与水混溶,溶于甲醇、乙醇、丙酮, 微溶于乙醚,沸点229℃,熔点20.1℃,是 一种重要的基本有机化工原料。它通过脱 水和脱氢这两种主要反应,可加工成一系 列有用的化学品。 • 丁炔二醇:Butynediol BYD B3D • 1,4-丁二醇:1,4-Butanediol BDO B1D
丁烷/顺酐法
• 顺酐法生产BDO主要有两种工艺,一种是70年代由日本三菱油化和三菱化成开发的顺 酐直接加氢工艺,该工艺的特点是顺丁烯二酸酐在加氢过程中除了生产BDO之外,还 可以同时生成THF和GBL等产品,设置不同的工艺条件可以改变产品的组成。
• 另一种是由英国戴维(Davy)工艺技术公司开发的顺酐酯化加氢工艺,该方法首先将 顺酐与一元醇(甲醇或乙醇等)进行酯化反应生成顺丁烯二酸二酯,然后进行加氢水 解得到1,4-丁二醇。
丁二烯法
• 该工艺方法是20 世纪70 年代由日本三菱化成开 发成功的。该工艺方法分为三步,首先是丁二烯 与醋酸和氧气发生乙酰化反应,生成1,4-二乙酰 氧基丁烯,然后催化加氢生成1,4-二烯乙酰氧基 丁烷,最后水解制得BDO。此工艺方法原料易得, 工艺安全,技术可靠,无公害,高价值的THF 无 需由BDO 脱水得到,并可任意调节产物BDO 和 THF 的比例。但是,整个工艺流程长,投资大, 水蒸气消耗量高,只有在合理的规模下才具有竞 争力。
BDO主要工艺方法的优缺点比较
Reppe法
经典 法
改良 法
丁二烯法
环氧丙烷法 顺酐法
1.工艺成熟 2.流程短,产品收率高 3.操作费用低,副产品少
1.工艺先进成熟,副产品少 2.流程短,产品收率高 3.催化剂活性高,寿命长 4.投资低,适用于大规模生产 5.操作压力低,害 4.并可同时得到高价值的THF
环氧丙烷/丙烯醇法
• 美国LYONDELL 化学公司(原Arco 化学公司)和日本可 乐丽公司(KURARY)成功开发了由环氧丙烷为原料合成1, 4-丁二醇的工业化方法。该工艺方法首先将环氧丙烷异构 化制成烯丙醇,然后烯丙醇在铑系催化剂作用下,液相加 氢甲酰化生成4-羟基丁醛,最后再加氢生成1,4-丁二醇。
1.催化剂可循环使用、寿命长 2.产品收率高 3.能耗低 4.生产负荷容易调节
1.投资少,生产成本低 2.三废量少 3.可联产THF和GBL
1.原料乙炔远程运输有危险 2.操作条件苛刻,压力高 3.廉价乙炔获得量有限 4.设备造价高
1.原料乙炔远程运输有危险 2.廉价乙炔获得量有限
1.流程长,过程复杂 2.投资高 3.公用工程费用大 4.丁二烯醋酸法设备腐蚀严重
二、BDO主要原料路线及用途
• 目前全球生产BDO的工业化方法主要有 以下四种:(1)Reppe法(2)丁二烯法 (3)丁烷/顺酐法(4)环氧丙烷/丙烯醇法。
• 而BDO作为化工中间体主要用于THF、PU、 GBL、PBT等领域。主要路线图如下:
Reppe法
• (一)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,降低生产能力。由于该法有以上缺点,国外1,4-丁二醇装置大多 数都采用了改良低压工艺。 • 改良法由美国GAF 公司开发成功并广泛应用于工业生产。该工艺采用乙炔亚 铜/铋为催化剂,使丁炔二醇合成能在较低的乙炔分压下进行,从而减少聚合 物的生成,消除了管道堵塞,而且催化剂可以阻火防爆,不会因为减少乙炔 和甲醛而永久钝化。反应物经过滤、离心分离,将催化剂送回反应器循环使 用,滤液送丁炔二醇到提纯塔,脱掉丙炔醇后得到35%的丁炔二醇水溶液。 丁炔二醇采用两段加氢,加氢总转化率为100%,丁炔二醇的选择性为95%。
• 正丁烷/顺酐工艺实际上是将正丁烷转化为顺酐的气相氧化法和顺酐加氢技术结合起来, 仍以馏分为原料,整个流程包括顺酐生产、马来酸加氢及1,4-丁二醇精制。该工艺只需 要经过加氢和精制就能得到1,4-丁二醇,不需酯化工序,缩短了整个流程,减少了设备 台数,相应降低了投资和操作维修费用,对顺酐纯度要求比较低。该工艺中催化剂的 选择性高,使用寿命长,不需要更换催化剂,副产物生成量少,几乎能使顺酐全部转 化为1,4-丁二醇,在加氢、回收和提纯工序对工艺条件稍加修改,也可生产四氢呋喃和 γ-丁内酯。
• 戴维顺酐工艺路线的主要优点在于通过调节工艺条件,可以改变1,4-丁二醇、γ-丁内酯 (GBL)、四氢呋喃(THF)的产出比例。工业装置中如要设计1,4-丁二醇产量达最大值, 可依据1,4-丁二醇和γ-丁内酯之间的化学平衡,采取将γ-丁内酯循环,直至γ-丁内酯耗 尽的方法,以使1,4-丁二醇产量达最大值。另外,戴维顺酐工艺还具有其它的一些优点, 如酯的转化率较高,反应条件温和,设备材质要求不高,催化剂价格低,寿命长,投 资和生产成本均较低,1,4-丁二醇和四氢呋喃比例调节范围宽。
• 该工艺催化剂可循环使用、寿命长、能耗低、加氢甲酰化 及加氢均为液相反应,生产负荷容易调节。
• 台湾大连开发了丙烯醇法工艺技术,该技术与利安德的技 术基本相似,但是该公司的原料丙烯醇是通过醋酸烯丙基 酯得到。其化学反应与利用丙烯乙酰氧基化生产醋酸乙烯 相似。醋酸烯丙基酯通过脱水转化为丙烯醇,回收联产品 醋酸用以循环。
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