张忠翼1赵代胜1陈儒佳2孙宝昌2
1.国家能源集团2.北京化工大学教育部超重力工程研究中心
摘要：1，4-丁二醇（BDO）是化工领域中举足轻重的原材料，其应用范围横跨医药、化工以及日用品等多个重要行业。近年来，随着国家“双碳”政策的提出，可降解塑料产业正在经历迅速发展的阶段，其中，1，4-丁二醇作为生产可降解塑料的关键化工原料，其市场需求也日益趋增。本文详细阐述了几种BDO的关键制造流程，并且对每种工艺流程的优缺点进行了深入的比较和剖析。同时，针对目前占主导地位的炔醛法制BDO进行了技术经济分析。 1,4-丁二醇的工业化历程可追溯至20世纪30年代，由德国的W.Reppe等人首次实现。自此以后，1,4-丁二醇的工业化生产已积累了八九十年的丰富经验。在生产方法方面，1,4-丁二醇的制备途径多种多样，总计超过20种，而目前工业界主要采用的生产方法仅有以下四种。 1.1 以乙炔、甲醛为原料的Reppe法（炔醛法）
顺酐酯化加氢制备BDO工艺流程是以醇类为酯化剂，首先将顺酐与醇发生酯化反应得到马来酸二乙酯，其中的C=C双键加氢得到丁二酸二乙酯，之后经过氢解得到GBL和BDO。主要分为顺酐酯化、马来酸酐二乙酯气相加氢、产品分离和提纯三个步骤。
截至2023年底，国内BDO总产能为331.9万吨/年，其中炔醛法制BDO总产能达311.9万吨/年，占国内总有效产能的93.97%，是我国BDO的主要生产方法。根据原料的分布情况，西北地区是我国BDO产能的主要集中地，总产能占比约79.1%。另外，华中地区总产能占比约6.3%，西南地区占比约7.4%，东北地区占比约4.5%。 炔醛法制BDO工艺在我国占主导地位，本文参考已批复的某30万吨/年BDO项目对炔醛法制BDO的经济性进行分析。 炔醛法制BDO共包括五套工艺装置，分别为天然气制氢装置、电石乙炔装置、甲醛装置、BDO装置和废硫酸回收装置，各装置规模和产品方案见表4。
本装置公用工程消耗主要包括电耗、循环水、氮气以及仪表空气等，具体消耗见表5。
2.2.3 产品及原辅材料消耗
本装置的原料主要包括电石、甲醇以及天然气，具体消耗见表6。
由上述结论可以看出，该30万吨/年BDO装置总投资50.6亿元，其中建设投资为46.7亿元，建设期利息为1.4亿元。1,4-丁二醇的生产成本为9200元/吨（基于电石价格为2900元/吨）。 注：截止至10月10日，BDO华东地区现货散水主流商谈7100-7300元/吨。 近年来，随着可降解塑料、锂电池等新兴领域的发展，以及氨纶、可降解塑料等下游市场的回暖，BDO的需求量进一步加大。目前，我国BDO的主要生产工艺为炔醛法，其中多数企业选择以电石为原料制取乙炔。然而，电石产业具有显著的高污染和高能耗特点，导致电石路线生产BDO的成本逐渐攀升。 在当前的市场环境下，国内BDO企业应当立足自身实际，探索符合自身特点的工艺路径。具体来说，拥有正丁烷资源的企业，可考虑采取正丁烷-顺酐-BDO的生产流程；而拥有丙烯资源的企业，则可选择丙烯-烯丙醇-BDO的工艺路线。特别是在天然气和电石资源相对匮乏的地区，采用烯丙醇法生产BDO是一个值得考虑的选择。按照目前BDO产能的增长趋势，未来预计会出现过剩现象，因此，企业也需要契合下游产品的需求，不宜盲目扩建。
文章来源： 油化材讯、烯烃产业创新与发展研习社编辑整理
