1,4-丁二醇 :可燃的无色或淡黄色粘稠油状液体

更新时间:2023-08-15 17:28

1,4-丁二醇(英文名称:1,4-butanediol,简称BDO),是一种重要的有机和精细化工原料,化学分子式为C4H10O2,分子量为90.12,是丁二醇异构体之一,是丁烷的末端二羟基取代物。1,4-丁二醇为无色或淡黄色黏稠油状液体,沸点230℃,凝固点20.1℃,折射率1.4461,能与强氧化剂发生反应,遇热及明火易燃;能溶于甲醇、乙醇、丙酮,微溶于乙醚;有吸湿性;气味苦,入口则略有甜味。目前主要的生产方法有炔醛法、丁二烯/乙酸法、丙烯法、正丁烷马来酸酐化加氢法和正丁/顺酐直接加氢法五种工艺。‍

1,4-丁二醇不仅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,还是生产四氢呋喃的主要原料。1,4-丁二醇的下游产品γ-丁内酯是生产2-吡咯烷和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。作为一种具有高附加值的基本有机化工原料和有机合成中间体,1,4-丁二醇在精细化工、医药、纺织、军工等领域有着十分广泛的用途,可用作色谱分析试剂、无毒抗冻剂、食品乳化剂、吸湿剂等。

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。

毒理学影响的信息

急性毒性

半致死剂量(LD50)经口-大鼠-1,525mg/kg

备注:行为的:睡眠时间改变(包括正位反射的改变)。行为的:嗜睡(全面活力抑制)。血:其他改变。

皮肤腐蚀/刺激

无数据资料

严重眼损伤/眼刺激

无数据资料

呼吸道或皮肤过敏

无数据资料

配子诱变

无数据资料

致癌性

IARC:此产品中没有大于或等于0。1%含量的组分被IARC鉴别为可能的或肯定的人类致癌物。

生殖毒性

无数据资料

特异性靶器官系统毒性(一次接触)

引起昏睡或眩晕。可能暂时降低免疫力

特异性靶器官系统毒性(反复接触)

可以产生耐受性,反复接触后,同样剂量下的生理反应减轻。

吸入危险

无数据资料

潜在的健康影响

吸入吸入可能有害。可能引起呼吸道刺激。蒸气可引起睡意和眩昏。

摄入误吞对人体有害。有资料指出,摄入该物质可以短时间促进多种激素的释放,并在国外作为一种药物出售。

1,4-丁二醇LD50约1500mg/kg(大鼠,口服),虽然被认为是较低毒性物质,但仍明显高于1,3-丁二醇(22500mg/kg)和1,2-丁二醇(3700mg/kg)等多种醇类,这也证明该物质对生物有着特殊的作用方式,目前已有相关资料,可在Erowid上进行查阅。

皮肤如果通过皮肤吸收可能是有害的。可能引起皮肤刺激。

眼睛可能引起眼睛刺激。

接触后的征兆和症状

在国内,此物质化学,物理和毒性性质尚未进行完整的研究。

包装储运

采用铝、不锈钢镀锌铁桶或塑料桶包装,或以槽车按易燃有毒物品规定贮运。因熔点高达20℃,槽车中应装有加热管。

制备方法

乙炔法

先以乙炔和甲醛在Cu-Bi催化剂存在下,于98kPa、80-95℃反应制成1,4-2-丁炔-1,4-二醇。后者再经骨架催化,于1.372-2.06MPa、50-60℃加氢成1,4-丁烯二酸盐,继之以Ni-Mn/Al2O3进一步催化加氢(13.7-20.6MPa、120-140℃)成1,4-丁二醇,经阴离子交换树脂除去金属离子后,再经蒸馏提纯得纯品。

丁二烯法

由1,3-丁二烯与乙酸与氧气进行乙氧化反应,生成1,4-二乙酰氧基-2-丁烯,再经加氢、水解制成。

1,4-二氯丁烯是丁二烯生产氯丁二烯过程的中间产物,以其为原料,经水解、加氢而得1,4-丁二醇。

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。

格局分析

1,4-丁二醇(1,4-butanediol,简称BDO)是一种重要的有机化工和精细化工原料,可生成多种衍生物四氢呋喃、PTMEG、GBL等。BDO及其衍生物可广泛应用于PBT塑料、氨纶聚氨酯、制药、化妆品等领域。

由于技术壁垒较高和原料来源有限,全球BDO生产相对集中。2011年,全球BDO产能主要分布在亚洲美国欧洲,其中亚洲BDO产能占比高达56.6%。

中国BDO产业是在引进国外技术的基础上发展起来的。2006-2011年,中国BDO产能增长迅速,年均复合增长率达27.6%。随着中国BDO产能的快速增长,中国BDO对外依存度逐步下降。2011年,中国BDO需求量约为43万吨,产量约37万吨,对外依存度降至14%左右。2012年,中国约有37万吨的BDO产能集中投产,随着新增产能的逐步释放,预计2013年中国BDO市场将会出现产能过剩的局面。

目前中国大陆除了大连化工(江苏)公司外,BDO生产基本采用Reppe法和马来酸酐法。随着中国限制高能耗行业发展和节能减排政策的逐步实行,未来Reppe法BDO装置比例将会下降;而顺酐法因投资低、产品质量好、废物排放少等优点,将会得到较快发展。但是,因为顺酐价格长时间维持高位,受成本影响,国内目前建成的顺酐法装置全部关停。

质量指标

凝固点≤19.0℃

1,4-丁二醇的质量分数≥99.5%

溴值≤0.10%

折射率1.445~1.446

水分≤0.10%

羟基值≤0.2%

色度(铂一钴色号)≤25

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