BDO是一种重要的精细化工基础原料,其全称为1,4-丁二醇,分子式为C4H10O2,分子量为90.12。BDO是一种无色或淡黄色的黏稠状液体,在低温条件下呈针状晶体,具有可燃性。BDO能与水混溶,溶于甲醇、丙酮、乙醇,微溶于乙醚。BDO的化学性能与乙二醇、丙二醇等饱和二元醇接近。
BDO可生成多种衍生物,如γ-丁内酯 (GBL)、四氢呋喃 (THF)、聚四亚甲基乙二醇醚 (PTMEG)等,这些衍生物又可用于生产聚氨酯 (PU)、PBT工程塑料、氨纶等产品。BDO及其衍生物可广泛应用于纺织、化工、医药、化妆品等领域。BDO还可用于制备维生素B6、缩醛、己二酸和1,3-丁二烯等化合物,以及作为多种工艺过程的溶剂、增塑剂、交联剂和链增长剂等。
BDO的生产工艺主要有以下四种:
炔醛法:以甲醛和乙炔(电石气)为原料,在Cu-Bi催化剂存在下,反应生成1,4-丁炔二醇,再经加氢、水解得到BDO。这是目前国内BDO的主流生产工艺,占据了国内BDO产能的80%以上。
顺酐法:以正丁烷和顺酐为原料,在酸性催化剂存在下,反应生成1,4-丁二酸,再经加氢还原得到BDO。这是目前国内BDO的次要生产工艺,占据了国内BDO产能的10%左右。
丁二烯乙酰氧基化法:以丁二烯和醋酸为原料,在氧气和钯催化剂存在下,反应生成1,4-乙酰氧基-2-丁烯,再经加氢、水解得到BDO。这是目前国外BDO的主流生产工艺,占据了国外BDO产能的60%以上。
环氧丙烷法:以环氧丙烷为原料,在碱性催化剂存在下,反应生成1,3-丙二醇,再经脱水、异构化、加氢得到BDO。这是目前国外BDO的次要生产工艺,占据了国外BDO产能的20%左右。
BDO的行业现状如下:
供需关系:由于受到疫情影响,国外部分生产BDO的企业停产,叠加我国BDO下游产业链需求旺盛,导致短期内BDO产品供不应求,其价格也在2020年下半年开始快速上涨,行业内企业的盈利水平大幅提升。受到上述利好因素影响,一些国内化工企业纷纷规划新建BDO项目。预计未来几年,国内BDO的供需矛盾将逐步缓解,价格也将回归合理水平。
产能布局:目前国内BDO主要集中在西北资源富集区(新疆、陕西、内蒙地区)。这与国内BDO的主要生产工艺炔醛法有关,该工艺的主要原料为煤炭和电石等。由于煤炭和电石的价格和运输成本较高,BDO的生产企业一般选择在原料产地附近建厂,以降低成本。预计未来,国内BDO的产能布局仍将以西部为主,但也会有部分企业选择在东部沿海地区建厂,以便于出口和服务下游客户。
下游应用:目前国内BDO的下游应用主要有三大方向,分别是PTMEG、PBT和GBL。其中,PTMEG是BDO的最大下游需求市场,占据了国内BDO消费量的50%以上。PTMEG是生产氨纶的主要原料,氨纶是一种高弹性纤维,广泛应用于服装、医疗、运动等领域。随着国内消费升级和纺织服装行业的复苏,氨纶的需求将保持稳定增长,从而带动BDO的需求。PBT是一种热塑性工程塑料,具有优良的综合性能,广泛应用于汽车、电子、电器等领域。随着国内新能源汽车和5G通信的发展,PBT的需求将有所提升,从而带动BDO的需求。GBL是一种重要的有机化工原料,可用于制备N-甲基吡咯烷酮 (NMP)、2-吡咯烷酮 (PYR)等溶剂,也可用于制备药物、农药、染料等化合物。随着国内化工新材料的发展,GBL的需求将保持平稳增长,从而带动BDO的需求。此外,BDO还有一个新兴的下游应用方向,就是可降解塑料。可降解塑料是一种能够在自然环境中被微生物分解的塑料,具有良好的环保性能,是替代传统塑料的重要方向。BDO可用于生产PBAT和PBS等可降解塑料,这些可降解塑料可用于制作一次性塑料制品、农用薄膜、包装材料等。随着国家对塑料污染的治理力度加大,可降解塑料的需求将迎来爆发式增长,从而带动BDO的需求。
综上所述,BDO是一种重要的精细化工基础原料,其生产工艺主要有炔醛法、顺酐法、丁二烯乙酰氧基化法和环氧丙烷法,其中炔醛法占据了国内BDO的主流地位。BDO的行业现状表现为供不应求,价格高位运行,产能布局向西部集中,下游应用以PTMEG为主,可降解塑料为新的增长点。预计未来,BDO的供需关系将逐步缓解,价格将回归合理水平,产能布局仍将以西部为主,下游应用的分析,如下:
下游应用 | 消费量 (万吨) | 占比 (%) |
---|---|---|
PTMEG | 28.5 | 50.9 |
PBT | 10.2 | 18.2 |
GBL | 8.6 | 15.4 |
可降解塑料 | 5.4 | 9.7 |
其他 | 2.3 | 4.1 |
合计 | 55.0 | 100.0 |
从表中可以看出,PTMEG是BDO的最大下游应用,占据了国内BDO消费量的一半以上,其次是PBT和GBL,分别占据了国内BDO消费量的18.2%和15.4%,可降解塑料是BDO的新兴下游应用,占据了国内BDO消费量的9.7%,其他下游应用包括维生素B6、缩醛、己二酸和1,3-丁二烯等,占据了国内BDO消费量的4.1%。
BDO的下游应用中,可降解塑料的消费量增长率最高,达到了40.3%,这与国家对塑料污染的治理力度加大,以及可降解塑料的环保性能和市场潜力有关。PTMEG的消费量增长率为12.8%,这与国内消费升级和纺织服装行业的复苏有关。PBT的消费量增长率为9.6%,这与国内新能源汽车和5G通信的发展有关。GBL的消费量增长率为6.4%,这与国内化工新材料的发展有关。其他下游应用的消费量增长率为3.2%,这与国内化工综合性能的提升有关。
综上所述,BDO的下游应用结构以PTMEG为主,可降解塑料为新的增长点,PBT和GBL为稳定的支撑,其他下游应用为辅助的补充。BDO的下游应用趋势表现为可降解塑料的消费量增长率最高,PTMEG、PBT和GBL的消费量增长率保持平稳,其他下游应用的消费量增长率较低。预计未来,BDO的下游应用将继续保持多元化和高附加值的特点,为BDO的行业发展提供强劲的动力。