10萬噸/年1,4-丁二醇生產技術的比較

焦態成（新疆庫爾勒中泰石化有限責任公司，新疆 庫爾勒 841000）

1，4-丁二醇，簡稱BDO，是一種重要的基本有機化工和精細化工原料，用途廣泛，他的下游衍生物是具有高附加值的精細化工產品，廣泛用于溶劑、醫藥、泡沫人造革、纖維、工程塑料、化妝品、增塑劑、固化劑、農藥、除銹劑等領域，現在1，4-丁二醇主要用于制造，聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚氨酯樹脂、氨綸、γ-丁內酯、N-甲基吡咯烷酮等。

1 BDO工藝方案的選擇

目前全球共有五種BDO 生產工藝路線，主要是炔醛法、丁二烯乙酰氧化法、二氯丁烯水解法、烯丙醇氫甲醛化法、順丁烯二酸酐加氫法。

這些方法的優缺點如下表：

生產方法專利公司缺點優點德國BASF美國英威達美國ISP乙炔處理和合成催化劑處理要注意安全炔醛法日本三菱化學乙炔甲醛催化合成丁炔二醇，經兩段催化加氫得BDO 1、工藝成熟可靠2、流程短收率高3、副產少，催化劑價廉，壽命長4、投資較低丁二烯、醋酸與空氣催化酯化生成醋酸丁烯-2，再經催化劑加氫水解生成BDO 1、原料來源豐富2、操作條件溫和3、中間產品與產品的收率高丁二烯乙酰氧化法1、一步反應觸媒壽命短2、水解回收醋酸的蒸汽耗量大3、建設投資高、成本高需要配套燒堿裝置二氯丁烯水解法日本東洋堿廠丁二烯氯化生產1，4-二氯丁烯-2，經水解催化加氫制得BDO 1、生產工藝流程復雜冗長2、建設投資高英國戴威麥基公司1、與氯丁橡膠聯產2、原料成本低來源豐富3、工藝簡單、產品純度高工藝過程順丁烯二酸酐加氫法美國阿可公司美國背基工程公司烯丙醇氫甲醛化法丁烷氧化制順酐，再經醋酸酯化低壓加氫制BDO并聯產四氫呋喃和γ-丁內酯以丙烯為原料經丙烯醇和一氧化碳基合成生產BDO可按需要調節各產品產量1、投資較低2、催化劑可長期使用3、蒸汽有效利用率高副反應多，產品收率低

在上述的工藝生產方法中，與乙炔法相比，丁二烯乙酰氧化法、二氯丁烯水解法、烯丙醇氫甲醛化法的生產規模較小，這三種生產方法在全球的生產規模占總規模的15%，而乙炔法的生產規模占到總生產規模的85%。

國內BDO生產路線主要有兩種即順酐路線和炔醛路線，順丁烯二酸酐加氫法只適用于丁烷價廉易得的地區，否則會由于原料順酐的價格太高，無法與其它方法競爭，因此炔醛路線目前最有優勢，尤其是在國內電石和天然氣資源豐富的地區尤為明顯。

2 炔醛法生產工藝主要技術對比

炔醛法生產技術的專利商有美國英威達公司、德國BASF公司和美國ISP公司，三家公司生產BDO的技術先進成熟，目前美國英威達公司和美國ISP公司生產BDO的技術均可向中國轉讓技術，隨著炔醛法技術不斷發展和改進，BDO 裝置的生產規模也不斷變大，現對這兩家公司年產10 萬噸規模的BDO 生產技術進行比較如下：

1 BYD合成對原料乙炔的質量要求

英威達技術原料乙炔中硫≤0.2ppmw，不飽和烴含量≤1.0%，由天然氣生產的粗乙炔不需經酸堿洗凈化，無廢硫酸排放和由此帶來的處置困難問題ISP技術乙炔中無硫，不飽和烴含量＜0.04%，必須采用酸堿洗對乙炔進行凈化，有廢硫酸產生，廢酸處置問題需要同步考慮解決

2 BYD合成反應器臺數及壓力

英威達技術反應器規模大，臺數少，10萬噸規模1臺反應壓力0.38kg/cm2.G，在乙炔安全分壓以下，安全性高ISP技術反應器規模小數量多，10萬噸級需要15臺，5條線并聯，每條線3臺反應器一級：1.06kg/cm2.G 二級：0.96kg/cm2.G三級0.84kg/cm2.G安全性較低

3 BYD反應液過濾

英威達技術反應器設內置催化劑過濾器，每年需要更換濾布和催化劑至少3次。年操作時間7632小時ISP技術反應器外設過濾器，清洗過濾器時反應器不需要停車，反應器連續運行時間可達一年以上，年操作時間7920小時，6萬噸規模設置6臺過濾器，10萬噸規模需要在6萬噸的基礎上將過濾器放大，沒有相關業績

4 BYD反應液脫離子單元

英威達技術沒有Cu離子和Si離子析出，無需脫離子單元，無含銅廢水排放ISP技術有脫離子單元，有含銅廢水排放，增加了廢水處理的難度

5 加氫單元對比

英威達技術采用一步加氫，反應壓力310 kg/cm2.G，10萬噸規模設一級（2臺）和二級（1臺）反應器串聯，催化劑選擇性高，副反應少，有利于提高產品純度。有相同規模的同類工廠業績ISP技術分低壓加氫和高壓加氫，低壓反應壓力21 kg/cm2.G，10萬噸規模設8臺反應器并聯，需要將標準反應器放大1.25倍，含催化劑進料泵易損壞。高壓反應壓力200 kg/cm2.G，10萬噸規模設4臺反應器并聯。無生產業績，副反應多不利于提高產品純度

6 精餾單元對比

英威達技術BDO濃縮：設提濃塔一個，兼脫水和脫除丁醇，流程簡單。高沸物：設鹽塔一個，除鹽和高沸物，流程簡單，高沸物產生量大ISP技術設真空、常壓兩級脫水和脫除丁醇，流程復雜。設升膜、降膜蒸發器各一臺，精制過程中注意了熱能回收，加熱蒸汽和冷卻水消耗較低，副產低壓蒸汽，高沸物產生量少

7 主要消耗對比

英威達技術乙炔：預期值316.7kg/t 保證值：338kg/t甲醛：預期值753.5kg/t 保證值：771kg/t ISP技術乙炔：預期值340kg/t 保證值：350kg/t甲醛：預期值760kg/t 保證值：780kg/t

8 產品純度

英威達技術保證BDO純度＞99.5%，三萬噸和六萬噸規模設計BDO純度99.9%、TBA0.1%ISP技術保證BDO純度＞99.5%，六萬噸規模設計BDO純度99.64%、M-B1D 0.1% M-P1D 0.07% BHM 0.17%，實際純度約99.6%左右

3 結語

通過以上比較可以看出：

①對原料乙炔的質量要求ISP 技術比英威達技術高，必須進行酸洗、堿洗對原料乙炔進行凈化，建設酸堿洗凈化裝置不僅增加投資，還會有乙炔損失，增加廢酸排放和廢酸處理的困難；

②BYD 合成反應壓力ISP 技術比英威達高，而且超出了乙炔的安全分壓，安全性相比較低；

③BYD合成、低壓加氫和高壓加氫。英威達技術采用一條生產線，設備少，流程簡單，投資低，ISP 技術采用多條生產線，設備繁多，流程復雜，投資高。

④BYD 反應液的過濾。ISP 技術采用多臺外置過濾器，投資高，但是可以做到BYD 反應器的全年連續運行；英威達技術采用內置過濾器，每年因為更換濾布和催化劑至少要停車3次，影響BYD反應器連續運行，特別是冬季停車更換催化劑后再開車有較大難度，如果增加一臺BYD合成反應器投資又將增大。

⑤加氫技術。在加氫技術上英威達技術采用高壓加氫，加氫壓力高，副反應少，產品質量高，有利于高端市場和高端后加工產品提供原料；ISP 技術采用高低壓加氫串聯，加氫壓力低，丁醇生成量多，副反應也多，不利于生產高質量產品。

⑥消耗方面。由于ISP技術在原料消耗、催化劑成本、操作費用等方面比英威達技術高，致使BDO的制造成本高于英威達技術。

⑦對10 萬噸∕年的1，4-丁二醇裝置，英威達技術有現成的同規模裝置在運行，技術上沒有任何風險，而ISP技術則采用在6 萬噸∕年規模的基礎上，BYD 合成按比例增加生產線、高低壓加氫反應器先增加生產線后再放大，不僅投資增加較多，而且具有潛在的放大風險

綜上所述，英威達技術如采用天然氣制乙炔因不需要乙炔酸洗、堿洗凈化裝置，并且BYD合成、低壓加氫和高壓加氫方面采用一條生產線、設備少、流程簡單，因此比ISP 技術在建設投資，生產成本、乙炔反應的安全性、產品質量等方面具有較大優勢，目前逐步成為國內BDO生產工藝的主流技術。