化工14丁二醇介绍及生产流程设计书

  《化工1.4丁二醇设计说明书》

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班级：130602

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简介

1,4- 丁二醇( 简称BDO) 是一种重要的有机和精细化工原料, 它被广泛应用于医药、化工、纺织、造纸、汽车和日用化工等领域。由BDO 可以生产四氢呋喃( THF) 、聚对苯二甲酸丁二醇酯( PBT) 、γ- 丁内脂( GBL) 和聚氨酯树脂( PU Resin) 、涂料和增塑剂等,以及作为溶剂和电镀行业的增亮剂等。

性质

无色粘稠油状液体。可燃，凝固点20.1℃，熔点20.2℃，沸点228℃，171℃（13.3kPa），120℃（1.33kPa），86℃（0.133kPa），相对密度1.0171（20/4℃），折射率1.4461。闪点（开杯）121℃。能与水混溶，溶于甲醇、乙醇、丙酮，微溶于乙醚。有吸湿性，味苦。

毒性

有毒。附着在患病或负伤的皮肤上或饮用时,起初会呈现麻醉作用，引起肝和肾特殊的病理改变，然后由于中枢神经麻痹而（无长时间的潜伏）突然死亡。白鼠经口LD50为210～420mg/kg。生产设备应密闭，防止泄漏，操作人员穿戴防护用具。皮肤有创伤的人严禁与本品接触。

用途

1,4丁二醇是一种重要的有机化工和精细化工原料，是生产聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)工程塑料和PBT纤维的基本原料；PBT塑料是最有发展前途的五大工程塑料之一。

1,4丁二醇是生产四氢呋喃的主要原料，四氢呋喃是重要的有机溶剂，聚合后得到的聚四亚甲基乙二醇醚(PTMEG)是生产高弹性氨纶(莱卡纤维)的基本原料。氨纶主要用于生产高级运动服、游泳衣等高弹性针织品。

1,4丁二醇的下游产品γ-丁内酯是生产2-吡咯烷酮和N-甲基吡咯烷酮产品的原料,由此而衍生出乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基吡咯烷酮等一系列高附加值产品，广泛用于农药、医药和化妆品等领域。

1.4丁二醇过程设计原理及方程式

1.4丁二醇装置经三个工艺工序将乙炔、甲醛和氢气转化成1,4-丁二醇(BDO)。首先，乙炔和甲醛在催化剂作用下炔化生成丁炔二醇(BYD)，然后丁炔二醇在催化剂作用下经两步加氢生成BDO粗产品，第三步，BDO粗产品经精馏,精制成销售级的BDO。在精制过程中，丙炔醇、丁醇被回收做为副产品出售。

1.4丁二醇化学反应方程式如下：

（1）、炔化反应

 HCHO   +   HC≡CH    一一一一→ HC≡CCH2OH     +    Heat  

 甲醛        乙炔                 丙炔醇

 HC≡CCH2OH   +  HCHO 一一一一→ HOCH2C≡CH2OH  +   Heat  

 丙炔醇         甲醛              丁炔二醇                                                            

（2）、加氢反应

 HOCH2C≡CCH2OH  +  2H2 一一一一→ HOCH2CH2CH2CH2OH +   Heat

 丁炔二醇           氢气            1,4-丁二醇

1.4丁二醇化工生产过程说明

Reppe 法（炔醛法）

Reppe 法是以乙炔和甲醛为主要原料，在铜催化作用下生成1,4-丁炔二醇，然后再加氢生成1.4丁二醇。

Reppe 法具有传统法和改良法两种，在经典法中，催化剂与产品无需分离，操作费用低，但是由于乙炔分压较高，有爆炸的危险，因此反应器设计的安全系数高达12-20 倍，致使反应装置庞大，设备造价昂贵，投资高。另外，乙炔聚合会生成聚乙炔，导致催化剂失活，聚乙炔也会堵塞管道，从而缩短生产周期，降低生产能力。由于该法有以上缺点，国外1,4-丁二醇装置大多数都采用了改良低压工艺。

 改良法由美国GAF 公司开发成功并广泛应用于工业生产。该工艺采用乙炔亚铜/铋为催化剂，使丁炔二醇合成能在较低的乙炔分压下进行，从而减少聚合物的生成，消除了管道堵塞，而且催化剂可以阻火防爆，不会因为减少乙炔和甲醛而永久钝化。反应物经过滤、离心分离，将催化剂送回反应器循环使用，滤液送丁炔二醇到提纯塔，脱掉丙炔醇后得到35％的丁炔二醇水溶液。丁炔二醇采用两段加氢，加氢总转化率为100％，丁炔二醇的选择性为95％。

 通过生产流程强化，即对整个流程设置再能量方面的优化，可节省两台换热设备，预计可节约循环水480t/h，节约蒸汽8.5t/h,折合能量20.6×10＾6KJ/h，节能效果显著。

 通过生产强化即设备内部优化或偶合等方法，可提高分离效率，产品质量从原来的97％达到99.5％的国际标准，预计可节约蒸汽0.88t/h，循环水36t/h，投资减少30％，实现了装置效益最大化。

注意事项

灭火方法：雾状水、泡沫、干粉、二氧化碳、砂土； 其蒸气比空气重, 易在低处聚集, 封闭区域内的蒸气遇火能爆炸, 如果该物质或被污染的流体进入水路, 通知有潜在水体污染的下游用户, 通知地方卫生、消防和污染控制部门； 在安全防爆距离以外, 使用雾状水冷却暴露的容器； 若冷却水流不起作用(排放音量、音调升高, 罐体变色或有任何变形的迹象), 立即撤离到安全区域。

毒性属低毒类。

包装及贮运：采用铝、镀锌铁桶或塑料桶包装，或以槽车按易燃有毒物品贮运。因熔点高达20℃，槽车中应装有加热管。

储运注意事项：储存于阴凉、通风仓间内, 远离火种、热源, 防止阳光直射, 保持容器密封, 应与氧化剂、酸类分开存放, 搬运时轻装轻卸, 保持包装完整, 防止洒漏。切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。

主要参考文献

《过程强化技术在1，4丁二醇项目中的应用研究》 山秀丽 李稳宏

《1，4-丁二醇工艺介绍》

《Reppe法生产1,4-丁二醇技术及应用》 罗平 李小定