BDO四种工艺路线，哪种更有成本优势？

1,4-丁二醇(简称BDO)作为一种重要的有机化工和精细化工原料，在医药、化工、纺织、造纸、汽车和日用化工等领域应用广泛，可用于生产聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)工程塑料和纤维、四氢呋喃(THF)/聚四亚甲基乙二醇醚(PTMEG)、γ-丁内酯(GBL)、聚氨酯(PU)、PBAT/PBS等下游产品。

近年来，在“双碳”背景下，BDO作为重要的化工原料，迎来了新的机遇与挑战。一些BDO企业需要在综合自身情况和优势下，选择适合自己的工艺路线。

BDO工艺介绍

BDO制备工艺路线有17种以上，工业化主要有4种：炔醛法（Reppe法）、顺酐加氢法、丁二烯法、环氧丙烷法。

其中炔醛法是目前最主要的生产方法，占世界总产量的40%以上，生产成本在很大程度上取决于原料乙炔的来源和价格，国内主要采用的是电石法乙炔生产BDO。

我国首套顺酐法 BDO 装置是南京蓝星化工引进 Davy 工艺技术建设的 5.5 万吨 / 年 BDO/THF 装置，该装置于 2009 年 5 月投产 1.2.2 正丁烷/顺酐直接加氢法。

一、炔醛法（Reppe法）

电石炔醛法

炔醛法使用电石作原料，属于“高污染，高耗能，高碳排放” 三高产业，一般配套兰炭、石灰窑、电厂，产生的电石渣需要和水泥厂结合以综合利用。

天然气炔醛法

炔醛法优缺点

优点：

• 工艺成熟，反应过程副产品少
• 流程短，最终产品的收率高
• 催化剂寿命长、活性高、选择性高
• 操作压力低，生产安全
• 装置投资低，适合于大规模生产

缺点：

• 内蒙地区“能耗双限”电石供给不稳定
• 操作条件较为苛刻
• 电石路线有污染问题
• 天然气制乙炔项目审批受限

二、顺酐加氢法

1.顺酐酯化加氢，英国Davy Mckee 公司开发

①顺酐与乙醇酯化发生反应

②顺丁烯二酸二乙酯加氢氢解制得BDO

③反应产物分离精制

成本高于炔醛法，国内有大量闲置产能

2.正丁烷-顺酐路线，Huntsman与Kvaener合作开发

①正丁烷气相催化氧化生成顺酐

②顺酐与甲醇进行酯化反应，生成马来酸二甲酯

③顺酐气相催化剂加氢、氢解生成BDO

省去了顺酐脱水、提纯工序，但必须酯化，成本高于炔醛法，符合减碳背景

3.顺酐直接加氢，BP Amoco/Lurgi共同开发

①顺酐生产               

②马来酸加氢                

③BDO精制

免去了顺酐脱水、提纯和酯化工序, 将主要工序从8 道减为4道, 从而缩短了整个流程, 减少了设备台数。

顺酐法的优缺点

优点：

• 投资和生产成本较低
• 废量少
• 可联产THF和GBL
  

缺点：

• 工艺流程较长

• 成本受原料顺酐的影响大

正丁烷氧化法制备顺酐因其成本低、污染小等优点已成为顺酐生产的主要技术路线。

使用顺酐法制备BDO，工艺简单、固定资产的投资较低，并且在生产BDO的同时可联合生产THF和GBL。在生产中具备一定的可调节性，可通过对市场的判断进行有效调节。

三、丁二烯法

1.丁二烯乙酰氧基化法，日本三菱化成开发

①丁二烯、乙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BDO

工艺流程长，多次脱醋酸蒸馏，技术难度高，经济性取决于能否获得廉价原料丁二烯，在日本以外的地区不存在太大的竞争力

2.丁二烯氯化法

①丁二烯气相氯化         

②碱解                

③加氢

消耗大量氯气,目前尚未实现工业化

此方法原料易得，工艺安全、技术可靠，无公害，高价值的THF无需由BDO脱水得到，因而可有效地节约原料和能量，并可任意调节产物BDO和THF的比例。不足之处是生产工艺流程长，投资大，水蒸汽消耗高，只有在合理的规模下才具有竞争力。

四、环氧丙烷法

环氧丙烷法，日本可乐丽、烟台万华

①环氧丙烷催化异构成烯丙醇

②有机膦催化进行氢甲酰化反应生成γ- 羟基丙醛

③萃取、加氢、精制得到1,4-丁二醇

投资少,流程简单, 即使千吨级装置也有竞争力，但羰基化的选择性低，副产品多

总结

国家双碳目标制约了炔醛法的后续扩张，顺酐法和丙烯法成为新的可能。目前，多家国内规划的BDO 产能巨大，多数还在推进中。在 “双碳”政策逐步落地实施的背景下，企业可以根据自身情况或结合区域优势进行 BDO 项目的谋划建设并选择适宜的工艺路线，延伸产品链，以满足 BDO 项目建设的合规。

参考文献：

正丁烷氧化法合成顺酐技术研究进展—谭捷

“双碳” 背景下 BDO 工艺路线的探讨 —王 萍，侯长建

BDO产业链通讯录【BDO研究院】建立通讯录，并将定期公布企业名录，为企业做推广。

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