乙炔的精細化利用

趙麗 楊文龍 張春玲

（酒泉職業技術學院，甘肅酒泉 735000）

乙炔的精細化利用

趙麗 楊文龍 張春玲

（酒泉職業技術學院，甘肅酒泉 735000）

乙炔是一種重要的有機化工原料，其下游產品可以分為兩大類，一類是乙炔專用化學品，如炔醛法化學品（1， 4-丁二醇系列）乙炔基醚、乙烯基化合物等；另一類是石油乙烯、丙烯等也可生產的下游產品，如氯乙烯、醋酸乙烯和丙烯酸等。在石油價格居高不下的情況下，乙炔化工在某些領域將具有明顯的競爭優勢。本文著重闡述了乙炔專用化學品：1， 4-丁二醇系列與乙烯基化合物的用途。

乙炔 1，4-丁二醇 乙烯基化合物 利用

乙炔，俗稱風煤、電石氣，含有活潑的叁鍵，曾被稱之為“有機合成工業之母”，它可以與許多物質進行化學反應，衍生出幾千種物質。盡管近年來受到乙烯原料的巨大沖擊，但在生產1，4-丁二醇系列（聚對苯二甲酸丁二醇酯、γ-丁內酯、四氫呋喃等）和乙烯基化合物（N-乙烯基內酰胺、乙烯基三氯硅烷等）等利用乙炔為原料的的技術路線仍然具有競爭地位［1-2］。乙炔的制備工業上采用碳化鈣（電石）的水解：

隨著我國經濟進一步的快速發展， 特別是原油價格的不斷上漲，推動電石法PVC規模成倍擴大，對電石的需求也是成倍增長， 致使電石爐的容量及生產規模也相應擴大，同時新技術、新方法在電石行業孕育而生，推動了埃肯（Elkme）電石爐不斷改進和優化。因此，作為一種高載能產品，電石的產量將會繼續增加。電石主要用于產生乙炔［3］。傳統領域，乙炔用作焊接氣體，用于制造聚氯乙烯和醋酸乙烯酯等產品。近年來，利用reppe法制備乙烯基聚合物單體在國外得到了迅速的發展，BASF公司、ISP公司都建有大型的生產裝置。通常這些化合物比乙炔氣、聚氯乙烯、醋酸乙烯酯有更高的附加值。

目前，乙炔精細化利用的主要有兩大類：一類是乙炔的專用化學品，如炔醛法化合物（1，4-丁二醇系列）、reppe法化合物（乙烯基化合物）等；另一類是丙烯、石油乙烯等生成的產品，如聚氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯以及丙烯酸等，這類產品的生產存在乙炔路線與石油路線的競爭［4］。

1 乙炔專用化學品

1.1 炔醛法化合物（1，4-丁二醇系列）

1，4-丁二醇，簡稱為BDO，是一種重要的基本有機化工和精細化工原料，用途廣泛，它的衍生物是附加價值高的精細化工產品，廣泛用做溶劑、醫藥、化妝品、增塑劑、固化劑、農藥、除莠劑、泡沫人造革、纖維和工程塑料等方面。目前1，4-丁二醇主要用于制造四氫呋喃（THF）、γ-丁內酯（GBL）、N-甲基呲咯烷酮（NMP）和聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）工程塑料等。［5-6］

20世紀70年代以來，由于聚氨酯工業和聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）工程塑料的迅速發展，促進了1，4-丁二醇的快速發展。

近年來，PBT工程塑料和PBT纖維，因其易加工，優異的電性能、機械及耐熱性能，而被廣泛應用于汽車、機械、電子和電器等工業。PBT纖維具有優異的彈性（優于尼龍），染色性和吸水性好，手感豐滿，主要用于高檔運動服，婦女內衣和緊身衣等，具有較大潛在市場。1，4-丁二醇衍生的四氫呋喃（THF），傳統用途是作為溶劑和化工原料。具有發展前景的是聚四氫呋喃（PTMEG）。PTMEG是高性能聚氨酯樹脂（PU）及高性能彈性纖維氨綸（SPANDEX）的原料。［7］

2005-2010年間，國內1，4-丁二醇需求量以年均14.2%的速度增長，需求量達到26.8萬噸。國內市場供需矛盾雖將有所緩解，但仍存在缺口。2010年國內PBT生產能力將達到15萬噸/年，產量約12萬噸，相應的對1，4-丁二醇的需求量將達到6萬噸，是1，4-丁二醇需求增長最快的領域。預計到2015年國內1，4-丁二醇需求量將達到37. 5萬噸左右，2010-2015年間年均需求增長率為6.9%。需求增長速度較快的仍是PBT和四氫呋喃領域。

1，4-丁二醇（BDO）的制備方法［8-9］：

注：甲醛可以由電石尾氣通過凈化、催化加氫制的；中間體1，4-丁炔二醇（簡稱丁炔二醇， 英文縮寫BD）是重要的有機化工原料，是醫藥、香料等精細化學品的中間體，用以制造烯醇、鹵化烯醇、吡咯烷酮類化學品［10］。

1.2 乙烯基化合物（reppe法化合物）

乙烯基化合物是用途廣泛的功能單體。乙烯基功能單體目前常用的方法是通過乙炔加壓反應制備［11］，反應通式為：

X=N、O、Si、C等。Rn=烷基、苯基、羰基、鹵素等。

乙烯基功能單體種類眾多，如N-乙烯基己內酰胺（NCVL）由于其分子中活潑乙烯基的存在，使其成為一種重要的有機中間體，其均聚物、乙烯基三氯硅烷等都是常用的功能單體。或與其他單體如葡萄糖或葡聚糖接枝共聚，可得到水溶性溫敏型高分子材料，具有這種性質的溫敏型聚合物可用于可控制藥物釋放或控制化學反應［12］；乙烯基硅烷偶聯劑用途十分廣泛，可用于玻璃纖維的表面處理劑、無機填料填充塑料、密封劑、粘接劑和涂料的增粘劑、交聯聚乙烯的交聯劑以及難粘材料的粘接促進劑等［13］。

2 與石油路線競爭的產品

我國聚氯乙烯生產能力超過200×104t/a，其中電石乙炔原料約占70%，石油乙烯原料占30%；我國醋酸乙烯生產能力50×104t/a，國內乙炔法占絕對優勢，除北京有機化工廠因環保原因由電石法改為乙烯法外，其余大都是乙炔法［14］。國內在“八五”期間進行300×104t/a乙炔羧基合成丙烯酸的中試，該工藝路線是否具有競爭關鍵在于乙炔和丙烯的價格。

3 結語

隨著經濟進一步的快速發展， 特別是原油價格的不斷上漲，為乙炔下游產品創造了很好的利潤空間。乙炔曾被稱作有機之母，過去那種“重烯輕炔”的現象必將隨著資源的轉化而改變。同時乙烯的建設需要在有石油資源及巨資的條件下，而我國有些地區如甘肅等地就沒有建乙烯的條件，這些地區具有豐富的電石資源，因此在這

……

……些地區應積極發展乙炔化工，我國乙炔特殊化學品及衍生物的研究和生產還處在初級階段，發展乙炔化工將具有現實和深遠意義。

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甘肅省科技廳“科技支撐計劃” （0804GKCA019）

趙麗，女，碩士研究生，酒泉職業技術學院；研究方向為納米材料。

楊文龍，E-mail：lzwy_zl@163.com，研究方向：精細有機合成。