论文部分内容阅读
[摘 要]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。本文浅述了雷珀法和顺酐法生产BDO的工艺路线、以及BDO的应用与未来的发展前景。
[关键词]1,4-丁二醇;BDO;生产工艺
中图分类号:D80 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)26-0347-01
一、1,4-丁二醇的物化性质和用途
BDO分子式:HOCH2CH2CH2CH2OH是一种无色油状液体。密度1.0171。熔点19℃。沸点235℃。有吸湿性,可燃,低毒性。与水混溶,溶于乙醇,微溶于乙醚。
由BDO可以生产γ-丁内脂(GBL)、四氢呋喃(THF)、聚氨酯树脂(PUResin)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、涂料以及增塑剂等,以及作为溶剂和电镀行业的增亮剂等,现在一个重要用途是制工程塑料聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。应用范围很广,在国民经济中占很重要的地位。
二、雷珀法生产BDO
雷珀法也叫炔醛法或乙炔法,是传统的BDO生产方法,也是目前BDO的主要生产工艺之一,技术比较成熟,流程短,产品收率高。
该方法先以99.8%的乙炔乙炔和37%的甲醛溶液为原料,在Cu-Bi催化剂存在下,于98kPa、80-95℃反应制成1,4-丁炔二醇。后者再经骨架镍催化,于1.372-2.06MPa、50-60℃加氢成1,4-丁烯二酸盐,继之以Ni-Cu-Mn/Al2O3进一步催化加氢(13.7-20.6MPa、120-140℃)成1,4-丁二醇,经离子交换树脂除去金属离子后,再经蒸馏提纯得纯品BDO。
炔醛法生产BDO成本很大一部分取决于乙炔的来源和价格。我国电石原料资源丰富,价格低廉,所以我国BDO生产很大一部分采用炔醛法生产工艺。
三、顺酐法生产BDO
顺酐加氢法由英国戴维Davy公司研发,该BDO生产工艺分三个步骤:顺酐与甲醇进行酯化反应生成顺丁烯二酸二乙酯顺丁烯二酸二乙酯加氢、氢解制得BDO。
顺酐酯化加氢法工艺技术简介:
顺酐和过量的甲醇(新鲜甲醇和回收甲醇)混合,预热到70-80℃,进入酯化反应器,酯化反应采用酸性离子交换树脂做催化剂。顺丁烯二酸酯(DMM)的收率约99.5%(mol)。反应生成的顺丁烯二酸酯和水进入DMM闪蒸塔。
氢气经氢气压缩机加压到反应压力(17Mpa),与循环氢气一起,进入DMM闪蒸塔。在此,DMM与氢气逆流接触,DMM得到气化,并与氢气一起,进入加氢反应器。加氢后的反应物流冷却到45℃左右,进入气液分离器。从气液分离器出来的富氢气体循环使用,凝液进入缓冲罐。包含BDO、GBL、DMS(琥珀酸二甲酯)、THF、甲醇、水和其他微量副产物进入THF/塔,经共沸蒸馏,其共沸物进入THF干燥塔,得到THF成品。富含甲醇的THF/水塔的塔底物,送到甲醇回收塔。甲醇从塔项蒸出,凝液循环回酯化反应器。甲醇回收塔底物,进一步送到DMS/GBL回收塔。DMS/GBL的共沸物,以及DMS或GBL,进行真空蒸馏,得到的DMS/GBL循环到加氢反应器。DMS/GBL塔底物,主要包括BDO和一些重组份,送到BDO精制塔。通过真空蒸馏,BDO从塔顶蒸出,经冷凝、冷却,送成品包装。塔底的重组份做为燃料。
顺酐法工艺流程简短,反应条件温和,所需设备数量少,对材质的要求也不高,三废排放极少,并可联产THF和GBL等,近年来采用此工艺的新装置也很多。
四、国内发展现状与未来发展前景
常用的雷珀法与顺酐法中,雷珀法工艺成熟,加上我国电石资源丰富,生产成本低,但对环境的污染较严重,电石渣难处理。目前顺酐法的生产成本相对较低,因为我国顺酐行业产能过剩,预计今后几年顺酐的价格也不会有大幅度的上升,而且顺酐法能灵活调整THF和GBL的比例,产品浓度比雷珀法高,是很有发展前途的工艺,现在国内也有很多采用顺酐法生产BDO的新装置投入生产。
近年来,PBT工程塑料和PBT纤维,因为优异的电性能、机械和耐热性能,主要是加工容易,使得PBT被广泛应用于机械、电子、汽车、电气等行业,而且PBT的弹性优于尼龙,染色性和吸水性好,主要用于高档运动服,女士内衣等,这样肯定会提高PBT的原料BDO的使用,带动BDO产业的发展。
参考文献
[1] 郑薇.1,4-丁二醇的生产现状和发展[J].精细石油化工进展,2005,(12).
[2] 李瑞香,范春芳、白淑梅,1,4丁二醇的生产及应用[J].山西化工.2009(3).
[3] 景森.关丽娟1,4-丁二醇性能及各种生产工艺介绍-化学工程与装备2011(2).
[关键词]1,4-丁二醇;BDO;生产工艺
中图分类号:D80 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)26-0347-01
一、1,4-丁二醇的物化性质和用途
BDO分子式:HOCH2CH2CH2CH2OH是一种无色油状液体。密度1.0171。熔点19℃。沸点235℃。有吸湿性,可燃,低毒性。与水混溶,溶于乙醇,微溶于乙醚。
由BDO可以生产γ-丁内脂(GBL)、四氢呋喃(THF)、聚氨酯树脂(PUResin)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、涂料以及增塑剂等,以及作为溶剂和电镀行业的增亮剂等,现在一个重要用途是制工程塑料聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。应用范围很广,在国民经济中占很重要的地位。
二、雷珀法生产BDO
雷珀法也叫炔醛法或乙炔法,是传统的BDO生产方法,也是目前BDO的主要生产工艺之一,技术比较成熟,流程短,产品收率高。
该方法先以99.8%的乙炔乙炔和37%的甲醛溶液为原料,在Cu-Bi催化剂存在下,于98kPa、80-95℃反应制成1,4-丁炔二醇。后者再经骨架镍催化,于1.372-2.06MPa、50-60℃加氢成1,4-丁烯二酸盐,继之以Ni-Cu-Mn/Al2O3进一步催化加氢(13.7-20.6MPa、120-140℃)成1,4-丁二醇,经离子交换树脂除去金属离子后,再经蒸馏提纯得纯品BDO。
炔醛法生产BDO成本很大一部分取决于乙炔的来源和价格。我国电石原料资源丰富,价格低廉,所以我国BDO生产很大一部分采用炔醛法生产工艺。
三、顺酐法生产BDO
顺酐加氢法由英国戴维Davy公司研发,该BDO生产工艺分三个步骤:顺酐与甲醇进行酯化反应生成顺丁烯二酸二乙酯顺丁烯二酸二乙酯加氢、氢解制得BDO。
顺酐酯化加氢法工艺技术简介:
顺酐和过量的甲醇(新鲜甲醇和回收甲醇)混合,预热到70-80℃,进入酯化反应器,酯化反应采用酸性离子交换树脂做催化剂。顺丁烯二酸酯(DMM)的收率约99.5%(mol)。反应生成的顺丁烯二酸酯和水进入DMM闪蒸塔。
氢气经氢气压缩机加压到反应压力(17Mpa),与循环氢气一起,进入DMM闪蒸塔。在此,DMM与氢气逆流接触,DMM得到气化,并与氢气一起,进入加氢反应器。加氢后的反应物流冷却到45℃左右,进入气液分离器。从气液分离器出来的富氢气体循环使用,凝液进入缓冲罐。包含BDO、GBL、DMS(琥珀酸二甲酯)、THF、甲醇、水和其他微量副产物进入THF/塔,经共沸蒸馏,其共沸物进入THF干燥塔,得到THF成品。富含甲醇的THF/水塔的塔底物,送到甲醇回收塔。甲醇从塔项蒸出,凝液循环回酯化反应器。甲醇回收塔底物,进一步送到DMS/GBL回收塔。DMS/GBL的共沸物,以及DMS或GBL,进行真空蒸馏,得到的DMS/GBL循环到加氢反应器。DMS/GBL塔底物,主要包括BDO和一些重组份,送到BDO精制塔。通过真空蒸馏,BDO从塔顶蒸出,经冷凝、冷却,送成品包装。塔底的重组份做为燃料。
顺酐法工艺流程简短,反应条件温和,所需设备数量少,对材质的要求也不高,三废排放极少,并可联产THF和GBL等,近年来采用此工艺的新装置也很多。
四、国内发展现状与未来发展前景
常用的雷珀法与顺酐法中,雷珀法工艺成熟,加上我国电石资源丰富,生产成本低,但对环境的污染较严重,电石渣难处理。目前顺酐法的生产成本相对较低,因为我国顺酐行业产能过剩,预计今后几年顺酐的价格也不会有大幅度的上升,而且顺酐法能灵活调整THF和GBL的比例,产品浓度比雷珀法高,是很有发展前途的工艺,现在国内也有很多采用顺酐法生产BDO的新装置投入生产。
近年来,PBT工程塑料和PBT纤维,因为优异的电性能、机械和耐热性能,主要是加工容易,使得PBT被广泛应用于机械、电子、汽车、电气等行业,而且PBT的弹性优于尼龙,染色性和吸水性好,主要用于高档运动服,女士内衣等,这样肯定会提高PBT的原料BDO的使用,带动BDO产业的发展。
参考文献
[1] 郑薇.1,4-丁二醇的生产现状和发展[J].精细石油化工进展,2005,(12).
[2] 李瑞香,范春芳、白淑梅,1,4丁二醇的生产及应用[J].山西化工.2009(3).
[3] 景森.关丽娟1,4-丁二醇性能及各种生产工艺介绍-化学工程与装备2011(2).