本書是一部全面闡述1,4-丁二醇產業鏈的著作，系統介紹了1,4-丁二醇（BDO）、四氫呋喃（THF）及其衍生產品γ-丁內酯（GBL）、2-吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮（NMP）、N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）、聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚對苯二甲酸-己二酸丁二醇酯（PBAT）、聚對苯二甲酸丁二酸丁二醇酯（PBST）、聚丁二酸-己二酸丁二醇酯（PBSA）、聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚四氫呋喃（PTMEG）、聚氨酯（PU）彈性體及彈性纖維（Spandex）等產品的物化性質、工藝技術、應用及生產消費情況，并對產業鏈的現狀和發展趨勢做了有針對性的評述和展望。
本書第二版在原有框架的基礎上，結合作者多年的丁二醇產業鏈技術開發和咨詢經驗，對第一版內容進行了全面的更新和補充。特別增加了生物技術1,4-丁二醇及其下游產品的發展現狀，擴寫了丁二醇酯類可生物降解樹脂等內容，進一步完善了聚氨酯產業鏈的產品介紹，體現了產業鏈最新的技術進展和市場情況。
本書資料翔實，可供石油化工、有機化工、精細化工、高分子化工等領域的研究開發人員、生產技術人員和行業管理人員參考，可作為1,4-丁二醇產業鏈從業者的工作指南。

白庚辛，中國石化北京化工研究院原副總工程師，我國有機化工領域資深專家，長期從事石油化工及精細化工領域的技術開發，曾負責和參與國家七五、八五化工部重點項目1,4-丁二醇生產技術的開發，中試裝置的設計、開車、推廣等工作。曾負責山東圣泉公司由俄羅斯引進四氫呋喃、聚四氫呋喃項目的技術選擇、談判、設計、建設和開車，引進后開拓了我國1,4-丁二醇產業鏈工業生產的先河。
黃龍，北京石油化工學院教授，碩士生導師，中國化工學會理事。長期從事精細化工產品工程研究，擅長于多相工業催化劑開發、連續反應器設計、過程強化和編制完整合規工藝包，在BDO產業及精細化工領域已形成多個精細化工產品清潔生產成套技術并獲得應用。近5年主持科研課題14項，到賬科研經費1200多萬元。發表北大核心以上論文15篇（SCI收錄13篇），授權或申請中國發明專利138件，通過科技成果鑒定4項。
祝桂香，博士，高 級工程師，現任中國石化北京化工研究院材料科學研究所新材料開發組組長，北京化工研究院新材料開發高 級專家。長期從事聚酯、功能性新材料的合成，生物基及生物可降解聚酯的合成、加工及應用以及相應聚合催化劑的開發研究。作為項目負責人主持開發的“生物可降解脂肪芳香共聚酯的合成技術”獲得2013年中國石化前瞻性基礎性研究科學獎三等獎，主持完成了PBST成套技術的開發，將中國石化PBST技術從“原料-產品結構設計-催化劑合成-中試放大-工業化連續聚合工藝-產品表征-加工改性-產品應用”逐級進行推廣，并即將在海南和天津等地實現工業化。發表生物可降解相關論文30余篇，國內外授權專利60余項。
權力，內蒙古杰特科技有限公司總經理。內蒙古杰特科技有限公司致力于BDO廢液資源綜合利用及BDO產業鏈相關產品（THF、NMP等）的綠色制造。

1.1,4-丁二醇（BDO）產業鏈是近年來化工行業的熱點發展領域，本書是一部專門介紹BDO產業鏈的著作。 2.本書系統介紹了BDO產業鏈上BDO、THF及其衍生產品GBL、NMP、PBS、PBAT、PBST、PBSA、PBT、PTMEG、PU及Spandex等產品的相關情況。 3.本書提供了BDO產業鏈產品的物化性質、工藝技術、應用及生產消費情況，體現了產業鏈新的技術進展和市場情況。 4.本書融合了作者團隊多年的研究和技術開發經驗，總結了國內外的技術和產業進展，參考價值高。

前言
本書第一版出版于2013年，正值我國1,4-丁二醇、四氫呋喃產業鏈蓬勃發展的初期。由于作者長期深入參與這一產業鏈的生產技術研究、技術引進與生產實踐，積累了豐富的知識和經驗，因此能夠精準把握其中的關鍵與難點。第一版以1,4-丁二醇產業鏈的全面視角，首次揭示了產業鏈上下游產品的內在聯系、生產技術的發展脈絡、各種技術的優缺點，以及國內外產業的發展現狀和趨勢。第一版中，作者由淺入深，從原理和基礎知識到工業生產，從上游到下游，從產能到市場，做了全面介紹，力求為讀者呈現一個完整的產業鏈畫卷，便于讀者進行深入的思考和決策。
在過去的十年間，我國1,4-丁二醇、四氫呋喃產業鏈迎來了飛速發展的黃金時期，本書的出版也受到了廣泛的歡迎和認可，特別是在企業界產生了深遠的影響。在業界的認可和鼓勵下，本書榮獲2014年中國石油和化學工業優秀出版物獎（圖書獎）一等獎。
隨著全球1,4-丁二醇、四氫呋喃產業鏈的巨變，中國已成為全球產業鏈的中心，產能、產量和市場需求均占據半壁江山以上。中國的1,4-丁二醇產能在2023年后將超過1000萬噸/年，繼長三角、珠三角之后，將在新疆和內蒙古形成新的產業鏈生產中心。與此同時，新能源、高速鐵路等領域對1,4-丁二醇的需求不斷增長，生物質1,4-丁二酸加氫生產1,4-丁二醇技術已實現工業化生產，二氧化碳人工合成淀粉技術也進入中試階段，為產業鏈的未來發展注入了新的活力。
為滿足企業界人士和廣大讀者對十年來國內外1,4-丁二醇、四氫呋喃產業鏈生產技術進步、產能提升、上下游協同發展等方面的了解需求，本書第二版在原有框架的基礎上，進行了全面的回顧、更新和補充。特別增加了生物技術1,4-丁二醇及其下游產品的發展現狀，擴寫了丁二醇酯類可生物降解樹脂等內容，進一步完善了聚氨酯產業鏈的品種介紹。針對當前產業鏈面臨的產能過剩問題，本書還探討了如何通過加強上下游產品的生產銜接、相互促進、擴大市場和消費來化解產能過剩的局面。
本書第二版由白庚辛、黃龍、祝桂香、權力共同編著。本書編寫過程中，得到了中國石油化工股份有限公司北京化工研究院領導和同事們有力的支持和幫助、熱情的關懷和鼓勵。同時，倍杰特集團股份有限公司權秋紅董事長的支持和鼓勵以及本書責任編輯的辛勤付出也為本書的出版貢獻了重要力量。在此，向他們表示衷心的感謝！
作者衷心希望本書第二版的出版能為從事相關工作的學者、企業界人士提供有價值的參考。受水平和時間所限，加之產業發展迅猛，書中難免存在疏漏和不足之處，懇請讀者批評指正！

作者
2024年5月



第一版前言
1,4-丁二醇和四氫呋喃及其下游產品構成的產業鏈是近十多年來全球產能和產量增長、技術更新、市場擴大和發展最快的行業之一。推動這一產業鏈發展的原動力是該產業鏈的終端產品——聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚氨酯彈性體和氨綸等需求的快速增長。其源頭在亞洲，在中國。中國對聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚氨酯彈性體和氨綸等的需求近十多年急劇膨脹式的發展，形成上游促下游、后浪推前浪的獨特發展方式，使中國在短短的十多年中，從無到有，從自主研發到技術引進，不同的經濟體在發展中相互競爭，相互促進，相互依托，共同發展，使全球這一產業鏈的中心已從歐美等西方國家和地區轉移到中國。我國這一產業鏈的產能、產量、市場和消費量占到全球總量的1/3~1/2，躍居全球第一，成為引領發展的領頭羊。
全球經濟經過短期的衰退，又將緩慢起飛之際，這一產業鏈在全球，特別是我國，無論產能還是市場均已基本飽和，激烈的國內外競爭局面是不可避免的事實，出路和進一步的發展將考驗生產者和消費者。
筆者早在“七五”和“八五”期間在化工部北京化工研究院親身參與1,4-丁二醇、四氫呋喃生產技術的研究開發，“九五”和“十五”期間又參與了其下游產品的生產技術的開發和引進。在參與、關注和目睹我國這一產業鏈研發、市場、消費和發展的經歷后，感觸很多，愿將這一產業鏈的技術、市場、消費和發展的認知完整寫出，給同行和后繼者以回顧、展望、啟迪和思考共勉。
筆者在寫作過程中得到了中國石油化工股份有限公司北京化工研究院領導和諸多同事的熱情幫助、關懷和指導，在此深表衷心的感謝。

著者
2012年4月

第一章1,4-丁二醇001
第一節1,4-丁二醇的物理化學性質001
一、1,4-丁二醇的物理性質 001
二、1,4-丁二醇的化學性質002
第二節1,4-丁二醇生產技術的發展歷程003
第三節1,4-丁二醇的炔醛法生產技術006
一、炔醛法生產技術原理006
二、最初產業化的炔醛法技術013
三、炔醛法生產技術的改進和發展013
四、典型改進型炔醛法的工藝流程017
第四節正丁烷生產1,4-丁二醇的技術020
一、正丁烷生產1,4-丁二醇技術的興起和發展020
二、正丁烷生產1,4-丁二醇技術的基本原理021
三、Kvaerner 馬來酸酐酯化加氫技術024
四、馬來酸酐水溶液直接加氫生產1,4-丁二醇技術032
第五節1,4-丁二醇的其他工業生產技術035
一、以1,3-丁二烯為原料生產1,4-丁二醇的Mitsubishi技術035
二、以烯丙醇為原料生產1,4-丁二醇的Lyondell技術041
第六節生物質-1,4-丁二醇技術048
一、生物質-1,4-丁二醇技術的開發048
二、生物質-1,4-丁二醇技術開發商及其研究開發的技術049
三、糖直接發酵生產生物質-1,4-丁二醇技術051
四、糖發酵經琥珀酸酯生產生物質-1,4-丁二醇技術056
五、木質素纖維生產生物質-1,4-丁二醇技術057
六、二氧化碳人工生物轉化淀粉前景059
七、全球已建／擬建生物質-1,4-丁二醇生產裝置060
八、生物質-1,4-丁二醇的應用060
九、生物質-1,4-丁二醇技術的討論061
第七節1,4-丁二醇生產技術的發展和比較062
一、1,4-丁二醇生產技術的發展和進步062
二、六種1,4-丁二醇生產技術062
三、1,4-丁二醇不同生產技術的特點和比較064
四、1,4-丁二醇生產技術未來的開發和發展066
第八節全球1,4-丁二醇的產能、用途及用途分配068
一、全球1,4-丁二醇產能的變化068
二、全球1,4-丁二醇主要生產公司采用工藝及產能變化069
三、1,4-丁二醇的產業鏈070
四、全球1,4-丁二醇的供需和消費074
第九節中國1,4-丁二醇的生產和發展075
一、中國1,4-丁二醇產能、產量和需求增長迅速076
二、中國1,4-丁二醇的主要生產企業、產能及采用工藝076
三、中國1,4-丁二醇的產能、產量和消費的逐年變化079
四、中國1,4-丁二醇技術的研究和發展082
參考文獻084

第二章四氫呋喃090
第一節四氫呋喃的物理化學性質090
一、四氫呋喃的物理性質090
二、四氫呋喃的化學性質091
第二節1,4-丁二醇為原料生產四氫呋喃的技術092
一、1,4-丁二醇脫水生產四氫呋喃的基本原理092
二、工藝流程094
第三節丁烷及其他原料生產四氫呋喃的技術096
一、DuPont公司正丁烷氧化水吸收加氫制四氫呋喃的技術096
二、BASF公司正丁烷氧化有機溶劑吸收加氫制四氫呋喃的技術103
三、Eurodiol公司馬來酸酐酯化兩段加氫生產四氫呋喃的技術106
四、其他石化原料生產四氫呋喃的技術108
五、不同石化原料生產四氫呋喃技術的比較110
第四節糠醛等生物質原料生產四氫呋喃的技術110
一、糠醛的物化性質110
二、由農副產品生產糠醛的基本原理111
三、由農副產品生產糠醛的工藝流程112
四、糠醛生產四氫呋喃技術114
五、生物質發酵生產四氫呋喃技術116
六、生物質生產四氫呋喃技術的展望117
第五節全球四氫呋喃的產能、用途、市場和供應118
一、全球四氫呋喃生產企業及產能、產量和消費118
二、全球四氫呋喃生產和消費的展望123
三、四氫呋喃的主要用途124
第六節中國四氫呋喃的生產、需求和發展124
一、中國四氫呋喃的產能和發展124
二、中國四氫呋喃的產量、用途和市場消費126
參考文獻128

第三章γ-丁內酯131
第一節γ-丁內酯的物理化學性質131
一、γ-丁內酯的物理性質131
二、γ-丁內酯的化學性質132
第二節γ-丁內酯的生產技術135
一、1,4-丁二醇脫氫生產γ-丁內酯135
二、順酐加氫生產γ-丁內酯137
三、其他生產γ-丁內酯的技術142
第三節γ-丁內酯的產能、市場和用途143
一、全球γ-丁內酯的產能143
二、γ-丁內酯的市場和需求145
參考文獻147

第四章吡咯烷酮149
第一節2-吡咯烷酮149
一、2-吡咯烷酮的物理性質149
二、2-吡咯烷酮的化學性質149
三、2-吡咯烷酮的生產方法151
四、2-吡咯烷酮的產能、產量、用途及市場154
第二節N-甲基-2-吡咯烷酮155
一、N-甲基-2-吡咯烷酮的物理化學性質155
二、N-甲基-2-吡咯烷酮的生產技術157
三、N-甲基-2-吡咯烷酮的產能、產量、市場和用途159
第三節N-乙烯基吡咯烷酮160
一、N-乙烯基吡咯烷酮的物理性質160
二、N-乙烯基吡咯烷酮的化學性質161
三、N-乙烯基吡咯烷酮的工業生產技術162
四、N-乙烯基吡咯烷酮的產能、應用和市場166
第四節聚乙烯基吡咯烷酮166
一、聚乙烯基吡咯烷酮的物理性質166
二、聚乙烯基吡咯烷酮的化學性質170
三、聚乙烯基吡咯烷酮的生產技術172
四、聚乙烯基吡咯烷酮的用途178
五、聚乙烯基吡咯烷酮的產能和消費181
參考文獻184

第五章丁二醇酯類生物降解塑料186
第一節聚丁二酸丁二醇酯186
一、丁二酸的物理和化學性質186
二、丁二酸的生產方法188
三、丁二酸的產能、用途及市場潛力193
四、聚丁二酸丁二醇酯的性質196
五、聚丁二酸丁二醇酯的制造技術和進展201
六、聚丁二酸丁二醇酯的用途204
七、聚丁二酸丁二醇酯的生產及發展前景205
第二節聚對苯二甲酸-己二酸丁二醇酯207
一、己二酸的基本物理化學性質207
二、己二酸的生產技術209
三、己二酸的應用、市場、產能和發展214
四、聚對苯二甲酸-己二酸丁二醇酯的性質215
五、聚對苯二甲酸-己二酸丁二醇酯的制造技術220
六、聚對苯二甲酸-己二酸丁二醇酯的用途220
七、聚對苯二甲酸-己二酸丁二醇酯的生產及發展前景222
第三節聚對苯二甲酸-丁二酸丁二醇酯223
一、聚對苯二甲酸-丁二酸丁二醇酯的性質223
二、聚對苯二甲酸-丁二酸丁二醇酯的制造技術226
三、中國開發的聚對苯二甲酸-丁二酸丁二醇酯成套生產技術227
四、聚對苯二甲酸-丁二酸丁二醇酯的發展前景228
第四節聚丁二酸-己二酸丁二醇酯228
一、聚丁二酸-己二酸丁二醇酯的性質228
二、聚丁二酸-己二酸丁二醇酯的制造技術231
三、聚丁二酸-己二酸丁二醇酯的用途231
四、聚丁二酸-己二酸丁二醇酯的生產發展前景232
參考文獻233

第六章聚對苯二甲酸丁二醇酯239
第一節聚對苯二甲酸丁二醇酯的性能239
一、聚對苯二甲酸丁二醇酯的物理性能239
二、聚對苯二甲酸丁二醇酯的主要化學性能241
第二節原料對苯二甲酸的生產243
一、對苯二甲酸的基本物理化學性質243
二、對苯二甲酸的生產技術243
三、對苯二甲酸的產能、應用、市場和發展249
第三節聚對苯二甲酸丁二醇酯的生產技術250
一、聚對苯二甲酸丁二醇酯的生產原理250
二、聚對苯二甲酸丁二醇酯生產的主要工藝技術254
三、環狀對苯二甲酸丁二醇酯低聚物的制造、性能及聚合技術272
第四節聚對苯二甲酸丁二醇酯的改性和功能化275
一、復合聚對苯二甲酸丁二醇酯275
二、聚對苯二甲酸丁二醇酯的共混物280
三、聚對苯二甲酸丁二醇酯產品的分類及性能282
四、聚對苯二甲酸丁二醇酯熱塑性聚酯醚彈性體285
第五節聚對苯二甲酸丁二醇酯的產能、用途及市場287
一、全球聚對苯二甲酸丁二醇酯的產能287
二、聚對苯二甲酸丁二醇酯的用途、市場和需求290
三、中國聚對苯二甲酸丁二醇酯的生產和需求293
參考文獻296

第七章聚四氫呋喃299
第一節聚四氫呋喃的物理化學性質299
一、聚四氫呋喃的物理性質299
二、聚四氫呋喃的化學性質301
第二節四氫呋喃聚合反應的基本原理302
一、四氫呋喃聚合反應熱力學302
二、四氫呋喃聚合反應機理304
三、四氫呋喃聚合反應動力學307
第三節強質子酸引發的四氫呋喃聚合技術307
一、液體強質子酸引發的四氫呋喃均相聚合技術307
二、高氯酸引發的四氫呋喃聚合技術308
三、氟磺酸引發的四氫呋喃聚合技術313
第四節以固體酸為催化劑的聚四氫呋喃生產技術318
一、以含磺酸基的Nafion全氟樹脂為催化劑的聚四氫呋喃技術318
二、以雜多酸為催化劑的工藝323
第五節以固體氧化物及天然黏土為催化劑的聚四氫呋喃技術329
一、沸石、復合氧化物催化劑聚四氫呋喃技術的發展329
二、氧化鋯-醋酐-醋酸催化劑體系的聚四氫呋喃技術331
三、天然黏土催化劑的聚四氫呋喃技術334
第六節不同聚四氫呋喃生產技術的比較和發展340
一、主要生產聚四氫呋喃公司的產品規格340
二、聚四氫呋喃產品質量和規格的重要性343
三、聚四氫呋喃的貯存、運輸和包裝344
四、不同聚四氫呋喃生產技術的優勢和不足345
五、未來聚四氫呋喃生產技術的發展347
第七節全球聚四氫呋喃的產能、用途和需求348
一、全球聚四氫呋喃的生產能力和產量348
二、聚四氫呋喃的用途及應用領域353
三、全球聚四氫呋喃的用途分配355
四、中國聚四氫呋喃的產能、產量和消費356
參考文獻361

第八章聚氨酯彈性體和聚氨酯彈性纖維366
第一節聚氨酯化學366
一、生成聚氨酯的主要化學反應和產品的多樣性366
二、制造聚氨酯的主要原料367
三、聚氨酯的分子結構和性能368
四、聚氨酯的合成方法370
五、聚氨酯彈性體的不同類型及終端市場371
六、全球聚氨酯的產能概況372
第二節二苯基甲烷二異氰酸酯373
一、MDI的物理性質373
二、MDI的化學性質374
三、MDI的毒性376
四、MDI產品的各種規格376
五、MDI的工業生產技術378
六、全球MDI的產能、需求及市場385
第三節聚氨酯彈性體389
一、聚氨酯彈性體的分子結構和綜合性能389
二、聚氨酯彈性體合成、加工方法391
三、全球聚氨酯彈性體的生產和消費狀況394
四、美國聚氨酯彈性體的生產和消費396
五、中國聚氨酯彈性體的生產和消費401
第四節聚氨酯彈性纖維的生產原料和性能405
一、聚氨酯彈性纖維——氨綸405
二、聚氨酯彈性纖維的生產原料405
三、聚氨酯彈性纖維的大分子結構406
四、聚氨酯彈性纖維的優良性能407
第五節聚氨酯彈性纖維的生產技術413
一、聚氨酯彈性纖維的工業生產方法413
二、不同聚氨酯彈性纖維產品的規格419
三、聚氨酯彈性纖維的應用419
四、聚氨酯彈性纖維的改性研究及新產品和發展421
五、全球聚氨酯彈性纖維的產能、產量與發展423
六、中國的氨綸產能和市場迅速發展425
第六節聚氨酯泡沫塑料、涂料、膠黏劑和密封劑430
一、聚氨酯泡沫塑料430
二、聚氨酯涂料435
三、聚氨酯膠黏劑和密封劑443
四、聚氨酯涂料、膠黏劑和密封劑協同發展448
參考文獻449

第九章1,4-丁二醇產業鏈的現狀和展望452
第一節1,4-丁二醇產業鏈的現狀452
一、1,4-丁二醇產業鏈的誕生和發展452
二、1,4-丁二醇產業鏈的特點455
三、1,4-丁二醇產業鏈主要產品全球的產能和規模456
四、產業鏈發展大事記459
五、產業鏈進一步發展的有利因素和限制因素461
六、1,4-丁二醇產業鏈今后發展的戰略考慮462
七、1,4-丁二醇產業鏈的中心已由西方轉移到中國并得到大發展463
八、產業鏈的進一步發展孕育著新的機遇、變革和動力463
九、能源結構的變化和石油化工的發展對產業鏈發展的影響464
第二節1,4-丁二醇產業鏈在中國的現狀和發展466
一、中國1,4-丁二醇產業鏈的現狀和地位466
二、中國對1,4-丁二醇產業鏈的貢獻和競爭優劣勢467
三、做強中國1,4-丁二醇產業鏈470
參考文獻471

縮略語表473