1,4-butanodiol BDO

- Mar 20, 2019-

Butanodiol HOCH2CH2CH2CH2OH to głównie 1,4-butanodiol w przemyśle. Jest to bezbarwna ciecz o temperaturze wrzenia 228 ° C, temperaturze krzepnięcia <-50 °="" c="" i="" rozpuszczalna="" w=""> Wykonywany jest głównie z acetylenu i formaldehydu. Jest stosowany jako przedłużacz łańcucha do produkcji politereftalanu butylenu i poliuretanu oraz jako ważny surowiec do produkcji tetrahydrofuranu, γ-butyrolaktonu oraz syntezy farmaceutycznej i organicznej. Ponieważ politereftalan butylenu jest doskonałym poliestrem, zapotrzebowanie na tworzywa konstrukcyjne szybko rośnie.

Podstawowe informacje

Nazwa handlowa: 1,4-butanodiol (BDO)

Wzór cząsteczkowy: C4H10O2

Masa cząsteczkowa: 90,121

CAS: 107-88-0

Angielskie skróty: BDO

Składane w kosmetyki
Butanodiol jest bardzo popularny w kosmetykach. Często pojawia się angielska nazwa: glikol butylenowy, znany również jako 1,3-dihydroksybutan, który jest rodzajem poliolu. Często jest stosowany jako środek nawilżający i rozpuszczalnik w kosmetykach. Pod względem nawilżania, ponieważ butanodiol jest składnikiem nawilżającym o małej cząsteczce, proporcja chwytania wody jest niewielka, a ponadto występuje pewne działanie antybakteryjne. Bezpieczeństwo butanodiolu jest godne uznania. Test wykazał, że przy stosowaniu sporadycznie na ciało ludzkie, stosowano go raz na dwa dni przez 16 dni. Nie stwierdzono drażniącego zapalenia wśród wszystkich 200 osób, które wzięły udział w teście. . Jeśli chodzi o podrażnienie błony śluzowej oka, zostało ono przetestowane na białych myszach, a uzyskane wyniki są nadal wysoce bezpieczne. Mówi się, że był on stosowany w paście do zębów przez cztery tygodnie testów doustnych. W rezultacie jest on również niedrażniący dla błony śluzowej jamy ustnej i jest wysoce bezpiecznym składnikiem.

Składana metoda produkcji
Przed drugą wojną światową Niemcy wykorzystały metodę Repe do syntezy butanodiolu z acetylenu i formaldehydu. Metoda ta eliminuje niebezpieczeństwo działania acetylenu pod wysokim ciśnieniem i jest nadal główną metodą produkcji butanodiolu. W latach 60. firma Mitsubishi Oil Chemical Co., Ltd. opracowała proces wytwarzania butanodiolu przez katalityczne uwodornienie bezwodnika maleinowego. W latach 70. firma opracowała nowy proces procesu acetoksylowania butadienu. W 1971 roku japońska firma Toyo Soda Industrial Co., Ltd. ustanowiła zakład produkcyjny do chlorowania butadienu. Ponadto Stany Zjednoczone i Japonia sukcesywnie badały różne metody syntetyczne wykorzystujące propylen lub etylen jako surowce.

Repefa Ta metoda została opracowana przez niemieckiego WJ Repe, a reakcję przeprowadzono w dwóch etapach.

1 Wodny roztwór acetylenu i formaldehydu poddaje się reakcji w obecności katalizatora acetylenowego zawierającego miedź na nośniku krzemionkowym, otrzymując 2-butyne-1,4-diol (w skrócie 1,4-butynodiol): 2HCHO + HCCH- → HOCH2CCCH2OH

Reakcję prowadzi się w reaktorze ze stałym złożem o ciśnieniu cząstkowym acetylenu 0,5 MPa i temperaturze reakcji 90-100 ° C. Selektywność 1,4-butynodiolu wynosi do 80% w odniesieniu do acetylenu i jest większa niż 90% pod względem formaldehydu.

2 Uwodornienie 1,4-butynodiolu do 1,4-butanodiolu: HOCH2C CH CCH2OH + 2H2─ → HOCH2CH2CH2CH2OH Uwodornienie można przeprowadzić w 70 ~ 140 ° C, 30 MPa, z nośnikiem zawierającym krzem (patrz nośnik na żelu krzemionkowym) Nikiel -Kopper-mangan zastosowano jako katalizator, a wydajność 1,4-butanodiolu wynosiła 95%.

Amerykańska Aniline and Film Company wprowadziła poprawki do tej ustawy. W pierwszym etapie katalizator zmieniono na acetylid miedzi na nośniku z krzemianu magnezu i zawarto ruten w celu zahamowania polimeryzacji acetylenu. Katalizator jest bezpieczny w użyciu i nie jest łatwo dezaktywowany. Warunki reakcji to temperatura 95 ° C i ciśnienie cząstkowe acetylenu 0,2 MPa. Stosuje się reaktor zbiornikowy z mieszaniem, a stały katalizator zawiesza się w ciekłym ośrodku reakcji. Drugi etap uwodorniania prowadzi się w dwóch etapach: pierwszy, niskociśnieniowy uwodornianie w fazie ciekłej, katalizatorem jest nikiel zrębowy, temperatura reakcji wynosi 50-60 ° C, ciśnienie wynosi 1,4-2,1 MPa, a reaktor zbiornikowy z mieszanie jest stosowane, a następnie w stałym łóżku. Uwodornienie w fazie ciekłej pod wysokim ciśnieniem.

Proces produkcji Repefa nie jest zbyt skomplikowany, a koszt jest niski. Obecnie zdolność produkcyjna tej metody jest bliska 90% całkowitej pojemności różnych metod. Kluczem do rozwoju tej metody w przyszłości jest dostawa i cena surowców acetylenowych.

Reakcję uwodornienia bezwodnika maleinowego prowadzi się w dwóch etapach w celu współprodukcji tetrahydrofuranu. 1 katalityczne uwodornienie bezwodnika maleinowego do γ-butyrolaktonu i tetrahydrofuranu w fazie ciekłej, katalizatorem jest nikiel-ruten, temperatura reakcji 240-280 ° C, ciśnienie 5,8 ~ 11,5 MPa, a stopień przemiany bezwodnika maleinowego wynosi 100% . Selektywność dla γ-butyrolaktonu i tetrahydrofuranu wynosi 90%. Stosunek molowy y-butyrolaktonu do tetrahydrofuranu można regulować w zakresie od 10: 1 do 1: 3, stosując różne warunki reakcji. 2γ-butyrolakton jest następnie uwodorniany w celu uzyskania 1,4-butanodiolu, a katalizator miedziowo-chromowy z zastosowaniem tlenku potasu jako promotora ma stopień przemiany 85% do 90% i selektywność 99% w 200 ° C i 10 MPa. powyższe.

Ta metoda ma wysokie ceny surowców, ale ma niewiele etapów reakcji, niskie inwestycje i regulowane produkty uboczne. Dlatego wiele krajów nadal intensyfikuje badania i rozwój. Proces acetoksylowania butadienu prowadzi się w trzech etapach w celu współtworzenia tetrahydrofuranu.

21,4-Diacetoksy-2-buten poddaje się uwodornianiu w fazie ciekłej w obecności katalizatora palladowego w 60 ° C i 5 MPa, otrzymując 1,4-diacetoksybutan z wydajnością 98%.

31,4-diacetoksybutan jest hydrolizowany przez katalizowaną żywicą jonowymienną (patrz stały kwasowy katalizator) w celu wytworzenia produktu 1,4-butanodiolu.

Proces 1,4-dichlorobutenu W produkcji chloroprenu z butadienu 1,4-dichlorobuten jest produktem pośrednim. Metoda opracowana przez Toyo Soda Industrial Co., Ltd. polega na hydrolizie 1,4-dichlorobutenu z nadmiarem mrówczanu sodu w temperaturze około 110 ° C z wytworzeniem 2-buteno-1,4-diolu z konwersją prawie 100% i selektywność powyżej 90%. Po hydrolizie wolny kwas mrówkowy zobojętniono wodorotlenkiem sodu. Następnie 2-buteno-1,4-diol uwodornia się w obecności 100 ° C, 27 MPa i katalizatora niklowo-glinowego, otrzymując 1,4-butanodiol. Ta metoda wiąże się z wysokimi kosztami robót publicznych i wysokimi kosztami produkcji.

Allylowy alkohol można wytworzyć z propylenu, więc tę metodę można również uznać za metodę wychodzącą z propylenu. Z propylenu, octanu allilu lub akroleiny można również stosować do wytwarzania 1,4-butanodiolu, ale metody te są wciąż tylko w fazie rozwoju.