14-丁二醇
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1,4丁二醇
1,4-丁二醇是一种重要的有机化工产品,是附加值较高的精细化工产品及合成革的主要原料,主要用于生产聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、γ-丁内酯(GBL)、聚氨酯(PU)、四氢呋
喃(吨HF)、共聚多酯醚(COPEs)、聚四甲撑乙二醇醚、N 甲基吡咯烷酮(NMP)、聚乙烯吡咯烷酮等。此外,还用于合成维生素B6、农药、除草剂以及溶剂、增湿剂、增塑剂、医药中间体、链增长剂和胶粘剂等。
1 聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)
BDO与对苯二甲酸(TPA)缩聚PBT树脂,并被进一步加工成PBT工程塑料和PBT纤维。PBT塑料是近年来发展最迅速的工程塑料之一,是一种热塑性聚酯,是五大工程塑料中的后起之秀,是我国BDO的最大消费领域。国内PBT的总生产能力约为5.3万吨/年,对BDO的需求量约为2万吨/年,约占BDO消费量的30.3%。预计到2005年,我国PBT
的生产能力将达到7万吨/年,届时将消耗BDO约3.5万吨。
2 γ-丁内酯(GBL)
以铜为催化剂,BDO经气相或液相催化脱氢可制取γ-丁内酯(GBL)。GBL是我国BDO 的第二大消费领域。BDO是一种溶解性强、无毒、使用管理安全方便的高沸点溶剂。在有
机合成中,用于生产α 吡咯烷酮和N 甲基吡咯烷酮(NMP),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。我国GBL生产能力约6000吨/年,其中BDO法生产能力占总生产能力的70%以上,对BDO
需求约9吨。预计到2005年,我国的GBL对BDO的需求量将达到13220吨/年。
3 聚氨酯(PU)
用BDO作为增链剂和聚酯原料可生产热塑性和浇铸型聚氨酯弹性体,也可生产软性聚氨酯泡沫。由于BDO及其聚醚醇具有较活泼的伯醇活性氢,因而适于采用反应注模法生产聚氨酯制品。由BDO与二元酸缩聚生成聚酯,然后用于生产聚酯型聚氨酯(PU)。由P吨MEG制得的聚氨酯弹性体具有优异性能。PU是我国BDO的第三大消费领域。我国生产聚氨酯(PU)对BDO的需求量约为8吨/年。预计到2005年,我国PU消耗BDO将达到1.474
万吨/年,将成为BDO的第二大消费领域。
4 四氢呋喃(吨HF)
BDO在磷酸、硫酸或酸性离子交换树脂存在下脱水生成四氢呋喃(吨HF)。吨HF是重要的有机溶剂。它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。吨HF是我国BDO的第四大消费领域。我国吨HF对BDO的需求量约为7500吨/年。随着国内吨HF及其衍生产品生产能力的不断扩大,对BDO的需求量将不断增加,
预计到2005年,我国吨HF对BDO的需求量将达到1.2万吨/年。
5 其他领域其他领域我国对BDO的需求量约为6500吨/年。
预计到2005年需求量将达到8500吨。主要用于以下几个方面:
1)BDO与氨作用生成γ-丁内酰胺,γ-丁内酰胺水解生成γ-氨基丁酸。后者是治疗癫痫病、脑出血和高血压病的药物。
2)BDO与适当的一元酸生成的酯类是热塑性聚合物的有效增塑剂,可改进低温脆性。此类增塑剂挥发性低,且易于掺混。
3)BDO可制备不饱和醇酸树脂,用作涂料。基于BDO的吸湿性能和增柔性能,BDO 可用作明胶的软化剂和吸水剂、玻璃纸及其他专用纸张的处理剂。
乙炔为原料的Reppe法该工艺分两步,第一步是乙炔和甲醛铜催化生成1,4-丁炔二醇并副产炔丙醇,第二步是1,4-丁炔二醇加氢生成BDO。目前传统的Reppe工艺已被更新"ISP 公司开发了硅酸镁为载体的催化剂,并加入了铋,从而抑制了铜聚反应,并使丁炔二醇合成系统在低而安全的乙炔分压下进行操作,免除了燃爆危险"在丁炔二醇低压合成系统,使用一连续搅拌釜,通入37%的甲醇,以12%Cu-2%Bi/硅酸镁(数字为催化剂中金属的质量分数)为催化剂,反应温度95℃,乙炔分压011MPa,pH5~6。惰性气体用作稀释剂以减小乙炔分压从而使爆炸危险最小化。丁炔二醇以甲醛计转化率为95%,炔丙醇回收,丁炔二醇的理论产率为95%"
ISP公司将氢化工序改良为两段加氢。35%丁炔二醇水溶液与乙酸铜一起流入连续搅拌釜式反应器,以RannyNi为催化剂,在温度50~60℃,氢气压力1.4~2.0MPa下操作,产生含有部分氢化和羰基化合物的粗BDO蒸气"粗BDO蒸气在一填充Ni-Cu-Mn/硅胶催化剂的固定床反应器再一次加氢,反应温度120~140℃氢气压力1318~20.MPa"ISP公司进一步研究发现,硅胶载体在第二段高压氢化反应条件下自身降解,导致反应器压力脉动"为此,开发了由15%Ni-7%Cu-0.5%MnAl组成的一种新催化剂,该催化剂在反应条件下活性高,自身稳定,寿命长"1,4-丁二醇产率以乙炔计为93.1%"