1,4-丁二醇
別名:1,4-二羥基丁烷。
簡稱:BDO,BD,BG。
英文名:1,4-butanediol ; 1,4-butylene glycol; 1,4-dihydroxybutane。
分子式為C4H10O2,分子量為90.12。CAS編號為110-63-4,EINECS號為203-786-5。
結(jié)構(gòu)式:HOCH2CH2CH2CH2OH。
物化性質(zhì)
1,4-丁二醇為無色油狀液體,可燃,溶于水、甲醇、乙醇、丙酮,以及聚醚與聚酯多元醇中,微溶于乙醚,與脂肪族和芳香族烴不混溶。
制法
1,4-丁二醇生產(chǎn)方法有20多種,但真正工業(yè)化生產(chǎn)的只有5~6種,目前工業(yè)化的主要方法有改良Reppe法、順酐加氫法、順酐酯化加氫法、環(huán)氧丙烷法和丁二烯法。
最早是20世紀(jì)30年代德國Reppe開發(fā)成功的以乙炔和甲醛為原料合成1,4-丁炔二醇、再催化加氫合成1,4-丁二醇的工藝技術(shù),BASF、ISP和 Dupont等公司一直采用此法,國內(nèi)目前的生產(chǎn)公司多采用乙炔法。我國山西三維集團(tuán)公司采用改良的GAF的低壓淤漿丁二醇生產(chǎn)工藝,以電石乙炔為原料采用低壓淤漿床Reppe法生產(chǎn)丁二醇。
20世紀(jì)70年代日本三菱化成公司開發(fā)成功以丁二烯、乙酸為原料的丁二烯乙酰氧基法工藝路線,并在日本 、韓國、中國臺灣等地建成了幾套生產(chǎn)裝置。在此之后日本德山曹達(dá)公司成功開發(fā)并工業(yè)化的丁二烯氯化法,該工藝將丁二烯在260~300℃下氣相氯化生成3,4-二氯丁烯-1和1,4-二氯丁烯-2,前者用于生產(chǎn)氯丁橡膠,后者經(jīng)水解制備1,4-丁二醇。
英國Davy(現(xiàn)Kvaerner)公司開發(fā)了順酐酯化加氫法,首先將順酐與一元醇進(jìn)行酯化反應(yīng)生成順丁烯二酸二酯,然后進(jìn)行150~240℃、2.5~5MPa催化加氫得到1,4-丁二醇。山東勝利油田石油化工有限責(zé)任公司引進(jìn)英國Davy公司順酐酯化加氫生產(chǎn)1,4-丁二醇的技術(shù)。另一種以順酐為原料的加氫工藝由日本三菱公司開發(fā),首先在Ni-Re催化劑存在下,反應(yīng)壓力為0.08MPa,反應(yīng)溫度為260℃左右,順酐加氫生成Y-丁內(nèi)酯和四氫呋喃,然后采用以K2O為助催化劑的鉬鉻催化劑,在10Mpa、250℃下使Y-丁內(nèi)酯催化加氫生產(chǎn)1,4-丁二醇,采用該法的主要優(yōu)點(diǎn)是在反應(yīng)過程中可以得到重要的精細(xì)化學(xué)品四氫呋喃和Y-丁內(nèi)酯。
日本可樂麗公司及美國Arco公司開發(fā)了以環(huán)氧丙烷為原料生產(chǎn)1,4-丁二醇的方法,首先由環(huán)氧丙烷異構(gòu)化制成烯丙醇,烯丙醇在銠系催化劑作用下,液相加氫甲?;?-羥基丁醛,然后再加氫生成1,4-丁二醇。
20世紀(jì)90年代,美國Lyondell(原Arco化學(xué)公司)成功開發(fā)以環(huán)氧丙烷為原料的烯丙醇法生產(chǎn)工藝,并在美國德克薩斯州建成5萬噸/年生產(chǎn)裝置,臺灣大連化學(xué)工業(yè)股份有限公司13萬噸規(guī)模的丁二醇裝置采用丙烯醇法。20世紀(jì)90年代,英國BP和德國魯奇公司合作開發(fā)成功以C4餾分為原料的Geminox工藝,即正丁烷先氧化成順酐,再水合成順?biāo)?,?jīng)加氫制得1,4-丁二醇,簡化了工藝,使生產(chǎn)成本下降,更具競爭力。
用途
1,4-丁二醇為一種基本的化工及精細(xì)化工原料,廣泛用于生產(chǎn)PBT工程塑料及纖維,合成四氫呋喃(THF)、聚四亞甲基醚二醇(PTMEG,由THF聚合得到)、聚醚型高性能彈性體及氨綸彈性纖維(由PTMEG與二異氰酸酯等合成)、不飽和聚酯樹脂、聚酯多元醇、丁二醇醚溶劑,以及制藥和化妝品工業(yè)。1,4-丁二醇還可用于生產(chǎn)N-甲基吡咯烷酮、己二酸、縮醛、順丁烯二酸酐、1,3-丁二烯等。
1,4-丁二醇的下游產(chǎn)品Y-丁內(nèi)酯是生產(chǎn)2-吡咯烷酮和N-甲基吡咯烷酮產(chǎn)品的原料,由此而衍生乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基吡咯烷酮等一系列高附加值產(chǎn)品,廣泛用于農(nóng)藥、醫(yī)藥和化妝品等領(lǐng)域。
在聚氨酯領(lǐng)域除用于合成聚四氫呋喃多元醇,主要用于合成聚酯二醇以及用作彈性體、微孔聚氨酯鞋材的擴(kuò)鏈劑,聚己二酸丁二醇酯基聚氨酯具有良好的結(jié)晶性。
毒性
低毒,在鼠經(jīng)口急性毒性值LD50=1500~1780mg/kg,兔經(jīng)皮吸收毒性值LD50>2000mg/kg。