Что такое 1,4-бутандиол-сырье?

Знакомство с 1,4-бутандиолом (БДО)

1,4-Бутандиол (БДО) — универсальное органическое соединение, которое служит важнейшим промежуточным продуктом в производстве различных промышленных химикатов и материалов. Это бесцветная вязкая жидкость химической формулы С.₄H₁₀O₂. BDO широко используется в производстве пластмасс, эластичных волокон и полиуретанов, а также в других областях. Понимание сырья и производственных процессов, связанных с созданием BDO, имеет важное значение для отраслей, которые полагаются на это соединение.

Сырье для производства 1,4-бутандиола

Производство 1,4-бутандиола включает в себя несколько ключевых сырьевых материалов, которые могут быть получены как из нефтехимических, так и из возобновляемых источников. Выбор сырья часто зависит от таких факторов, как стоимость, доступность и экологические соображения. Ниже указано основное сырье, используемое в производстве BDO:

1. Ацетилен

Ацетилен (С₂H₂) — это углеводород, который служит исходным материалом в процессе Реппе, одном из наиболее распространенных методов получения BDO. В этом процессе ацетилен реагирует с формальдегидом (CH₂О) с образованием 1,4-бутиндиола, который затем гидрируют с получением 1,4-бутандиола. Процесс Реппе назван в честь немецкого химика Вальтера Реппе, который разработал его в начале 20 века.

2. Формальдегид

Формальдегид (CH₂О) является еще одним важным сырьем в процессе Реппе. Он реагирует с ацетиленом с образованием 1,4-бутиндиола, который затем гидрируется с получением BDO. Формальдегид обычно получают путем окисления метанола — процесса, в котором используются катализаторы на основе оксидов металлов.

3. Малеиновый ангидрид

Малеиновый ангидрид (C₄H₂O₃) используется в другом распространенном методе производства BDO, известном как процесс Дэви. В этом процессе малеиновый ангидрид гидрируется с образованием янтарного ангидрида, который затем дополнительно гидрируется с получением 1,4-бутандиола. Малеиновый ангидрид обычно получают в результате окисления бензола или бутана.

4. Янтарная кислота

Янтарная кислота (C₄H₆O₄) также может быть использован в качестве сырья для производства БДО. При биотехнологическом производстве возобновляемое сырье, такое как глюкоза или другие сахара, ферментируется с получением янтарной кислоты. Эту янтарную кислоту затем гидрируют с получением 1,4-бутандиола. Этот метод набирает популярность благодаря своей устойчивости и меньшему воздействию на окружающую среду по сравнению с традиционными нефтехимическими маршрутами.

Процессы производства 1,4-бутандиола

Для производства 1,4-бутандиола используется несколько промышленных процессов, каждый из которых имеет свой набор сырья и условий реакции. Наиболее распространенные методы включают процесс Реппе, процесс Дэви и производство на биологической основе. Ниже представлен обзор этих процессов:

1. Процесс Реппе

Процесс Реппе — хорошо зарекомендовавший себя метод производства BDO. Он включает в себя следующие шаги:

• 
  

• Ацетилен реагирует с формальдегидом в присутствии катализатора на основе меди с образованием 1,4-бутиндиола.




• 
  

• Затем 1,4-бутиндиол гидрируют в присутствии никелевого или палладиевого катализатора с получением 1,4-бутандиола.

Этот процесс высокоэффективен и широко используется в химической промышленности. Однако он полагается на нефтехимическое сырье, которое может быть подвержено колебаниям цен и экологическим проблемам.

2. Процесс Дэви

Процесс Дэви, также известный как процесс малеинового ангидрида, включает следующие этапы:

• 
  

• Малеиновый ангидрид гидрируется с образованием янтарного ангидрида.




• 
  

• Янтарный ангидрид дополнительно гидрируют с получением 1,4-бутандиола.

Этот процесс также широко используется в промышленности и предлагает альтернативу процессу Реппе. Для производства малеинового ангидрида можно использовать различное сырье, такое как бутан или бензол.

3. Биологическое производство

Биологическое производство BDO — это новый метод, в котором используется возобновляемое сырье. Процесс включает в себя следующие шаги:

• 
  

• Возобновляемое сырье, такое как глюкоза или другие сахара, ферментируется с использованием определенных микроорганизмов для получения янтарной кислоты.




• 
  

• Затем янтарную кислоту гидрируют с получением 1,4-бутандиола.

Этот метод набирает обороты благодаря своей устойчивости и меньшему воздействию на окружающую среду. Он предлагает возобновляемую альтернативу традиционным нефтехимическим маршрутам и может помочь снизить выбросы углекислого газа при производстве BDO.

Применение 1,4-бутандиола

1,4-Бутандиол — универсальное химическое вещество, имеющее широкий спектр применения в различных отраслях промышленности. Некоторые из ключевых приложений включают в себя:

1. Полиуретаны

BDO является ключевым сырьем в производстве полиуретанов, которые используются в различных областях, таких как пенопласты, эластомеры, клеи и покрытия. Полиуретаны, изготовленные из BDO, обладают превосходными механическими свойствами и долговечностью.

2. Тетрагидрофуран (ТГФ)

БДО используется в качестве прекурсора при производстве тетрагидрофурана (ТГФ), ценного растворителя и промежуточного продукта в химической промышленности. ТГФ используется в производстве спандексных волокон, клеев, а также в качестве растворителя в различных химических реакциях.

3. Полибутилентерефталат (ПБТ).

БДО является ключевым мономером в производстве полибутилентерефталата (ПБТ), высокоэффективного конструкционного пластика. ПБТ используется в автомобильных деталях, электрических компонентах и ​​бытовой электронике благодаря своим превосходным механическим и термическим свойствам.

4. Гамма-бутиролактон (ГБЛ).

БДО используется для производства гамма-бутиролактона (ГБЛ), растворителя и промежуточного продукта в синтезе различных химических веществ. ГБЛ используется в фармацевтике, агрохимии и в качестве растворителя в промышленности.

Заключение

1,4-Бутандиол является важнейшим промежуточным продуктом в химической промышленности, имеющим широкий спектр применения в производстве полиуретанов, растворителей и конструкционных пластмасс. В производстве БДО используется несколько ключевых сырьевых материалов, включая ацетилен, формальдегид, малеиновый ангидрид и янтарную кислоту. Для производства BDO используются различные производственные процессы, такие как процесс Реппе, процесс Дэви и производство на биологической основе. Понимание сырья и методов производства имеет важное значение для отраслей, которые полагаются на это универсальное соединение.