[发明专利]丁二烯生产1;4-丁二醇的方法

说明书

本发明涉及丁二烯生产1,4‑丁二醇的方法，主要解决现有技术中由于1,4‑二乙酰氧基丁烯加氢后收率和选择性差，导致1,4‑二乙酰氧基丁烷水解后1,4‑丁二醇的收率和选择性低的问题。丁二烯生产1,4‑丁二醇的方法，包括以下步骤：以丁二烯、醋酸和氧气为原料，在氧乙酰化催化剂存在下进行氧乙酰化反应获得1,4‑二乙酰氧基丁烯；在加氢催化剂存在下，氢气与1,4‑二乙酰氧基丁烯反应获得1,4‑二乙酰氧基丁烷；1,4‑二乙酰氧基丁烷水解获得1,4‑丁二醇；其中，所述的加氢催化剂采用活性炭为载体，活性组分包括Pt元素和助催化剂元素，所述助催化剂元素包括选自铁系金属和VA族金属中的至少一种金属元素。

技术领域

本发明涉及丁二烯生产1,4-丁二醇的方法。

背景技术

1,4-丁二醇(1,4-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。它可以衍生出一系列高附加值的精细化工产品。例如，由1,4-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)，尤其是作为生产PBT工程塑料和PBT纤维的基本原料，得到了研究机构的广泛关注。

1,4-丁二醇的制备的工艺路线比较多，从所用的原料来分有乙炔、乙烯、丙烯、丁二烯和顺酐等原料路线，相同的原料也有不同的合成工艺。由于技术壁垒较高和原料来源有限，全球1,4-BDO生产相对集中。2011年，全球1,4-BDO产能主要分布在亚洲、美国和欧洲，其中亚洲1,4-BDO产能占比高达56.6％。目前，1,4-BDO的工业化生产方法主要包括：①炔醛法(Reppe法)：该方法以乙炔和甲醛为原料，使用甲醇铜做催化剂生成丁炔二醇，丁炔二醇再两段加氢得到1,4-BDO。其主流工艺主要有德国BASF公司、美国DuPont开发的Reppe法以及改良的Reppe法。②顺酐法：该方法以顺酐为原料，对其进行两步加氢。第一步在Ni-Re催化剂作用下，顺酐加氢生成γ-丁内酯和四氢呋喃；第二步γ-丁内酯在Mo-Cr-K₂O催化剂作用下加氢生成1,4-BDO。其主流工艺主要是以日本二菱油化和三菱化成开发的两段加氢工艺。③丙烯法：主要包括醋酸烯丙酯法、丙烯醛法和烯丙醇法，目前日本可乐丽公司开发的烯丙醇法得到了工业应用，它是在铑催化剂作用下，烯丙醇液相加氢甲酰化生成4-羟基丁醛，然后再加氢生成1,4-丁二醇。④丁二烯法：以丁二烯为原料生产1,4-BDO的方法，主要包括丁二烯乙酰氧基化法和丁二烯氯化法，其主流的工艺由日本三菱化成和曹达公司在20世纪80年开发而成，它成功打破Reppe法的技术壁垒和障碍。尤其是丁二烯乙酰氧基化法的优势和前景，得到了国内外研究机构的青睐。

众所周知，丁二烯乙酰氧基化法是一个三步法工艺，即首先丁二烯与醋酸、氧气发生乙酰化反应，生成1,4-二乙酰氧基丁烯和副产物3.4-二乙酰氧基丁烯；然后1,4-二乙酰氧基丁烯催化加氢生成1,4-二烯乙酰氧基丁烷，最后进行水解反应得到1,4-BDO。在1，4-丁二烯至1,4-丁二醇工艺路线中，1,4-二乙酰氧基丁烯催化加氢生成1,4-二烯乙酰氧基丁烷作为其中一个步骤，加氢产物的收率和选择性直接影响到1,4-丁二醇相对于1，4-丁二烯的收率和选择性。

专利US4032458(production of 1,4-butanediol)等专利中讲述了利用呋喃在催化剂存在，一定的温度和压力条件下制备1,4-丁二醇。专利CN94108094.3(1,4-丁二醇的制备方法)描述了以顺酐为原料，在特定的设计的催化剂存在下进行气相催化氢化反应制备1,4-丁二醇。专利CN104326871A(一种丁二醇的制备方法)叙述了采用固定床催化技术，将含量大于99％的2-丁烯与醋酸、氮气、氧气和水蒸汽高温混合后通入固定床中，在催化剂和一定的温度压力等条件下制备1,4-丁二醇。但上述方法在制备1,4-BDO过程中均存在1,4-BDO收率低和选择性不高的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是1,4-丁二醇的收率和选择性低的问题，提供一种新的丁二烯生产1,4-丁二醇的方法，该方法具有1,4-丁二醇收率高和选择性高的特点。