1,4-环己烷二甲醇 (CHDM)实现國(guó)产(chǎn)化生产(chǎn)后,生产(chǎn)成本高,销售价格每吨接近3万,高成本制约着应用(yòng),直接影响了下游产(chǎn)品性价比.

DMT两步加氢合成

CHDM為(wèi)白色蜡状固體(tǐ),是一种重要的有(yǒu)机化工(gōng)原料,分(fēn)子式為(wèi) C8H16O2，分(fēn)子量為(wèi) 144.21,有(yǒu)顺式、反式两种结构顺式异构體(tǐ)熔点為(wèi) 43℃，反式异构體(tǐ) 70℃, 1,4--环己烷二甲醇 (CHDM) 是涂料，油墨，胶黏剂，绝缘材料及一些特殊用(yòng)途方面的饱和聚酯和不饱和聚酯的中(zhōng)间體(tǐ),最大的用(yòng)途在于合成PCT、PETG、PCTG新(xīn)型聚酯，产(chǎn)品具(jù)有(yǒu)良好的透明性、耐冲击性、耐磨性和耐腐蚀性。日本应用(yòng)CHDM 生产(chǎn)树脂型涂料，高性能(néng)膜片，高尖端液晶材料年需求量不断在增長(cháng)，同时，其他(tā)欧洲國(guó)家的的需求量也在不断增長(cháng)。

CHDM主要由对苯二甲酸二甲酯(DMT)经两步加氢反应制得,由DMT先苯环饱和加氢生成1,4-环己烷二甲酸二甲酯(DMCD),再通过酯基氢解经中(zhōng)间产(chǎn)物(wù)4-(甲氧羰基)环己烷甲醇(CMCHM)最后生成CHDM。

DMT加氢生产(chǎn)CHDM公(gōng)式

早在1959年,美國(guó)伊士曼公(gōng)司采用(yòng)Pd/Al2O3催化剂催化DMT加氢，為(wèi)避免微量CO使催化剂活性降低，反应需在高压氢条件下进行，氢气压力30MPa以上，该公(gōng)司于20世纪90年代改进催化剂，添加Ni、Pt、Ru等第二活性组分(fēn)，反应氢气压力可(kě)降至12.5MPa，反应温度180～200℃。钯催化剂反应收率高，但是需要在高压下进行，设备费用(yòng)和运行成本高，高分(fēn)散纳米Ru/C催化剂在低压条件下被用(yòng)于制备DMCD,产(chǎn)品收率达95%,但催化剂仍较昂贵。使用(yòng)铑、钌或者钌-M双金属催化剂，可(kě)以显著降低反应压力，但是收率偏低，近年来改性的Pd或Ru负载型催化剂在一定程度上降低了DMT加氢的操作(zuò)压力,但目标产(chǎn)物(wù)收率也不理(lǐ)想.

一直以来,我國(guó)在共聚酯PETG或PCTG的开发和生产(chǎn)方面尚属空白,主要原因是对原料CHDM的生产(chǎn)技(jì )术没有(yǒu)掌握,國(guó)内不能(néng)生产(chǎn),國(guó)外进口产(chǎn)品的价格较高。

业内人士分(fēn)析，CHDM國(guó)产(chǎn)化后，生产(chǎn)成本高，主要大约有(yǒu)三个因素：

生产(chǎn)原料成本高

CHDM為(wèi)DMT经两步不同的加氢反应生成,目前國(guó)内已经建设成的生产(chǎn)装(zhuāng)置都是DMT外購(gòu)或进口,目前的市场价格下, 生产(chǎn)1吨CHDM ,所需的DMT原料成本就占到1.4万元.

两步加氢消耗的氢气量大,由于DMCD和CHDM饱和蒸汽压较低，气相反应需要的氢气循环量巨大，一般需要氢油摩尔比在600以上,巨大的氢气循环量不仅大大增加能(néng)耗，而且限制产(chǎn)能(néng),液相加氢生产(chǎn)CHDM，氢油摩尔比从气相的600降低到80-200，虽然大幅减少了氢气的循环量,但是目前, 生产(chǎn)1吨CHDM氢气消耗成本也要在3000元.

催化剂成本高

1,4-环己烷二甲醇具(jù)有(yǒu)顺式、反式 2 种异构體(tǐ)结构，反式比例结构较為(wèi)对称，晶格结构规整，晶格能(néng)高，具(jù)有(yǒu)较高的熔点，产(chǎn)品的耐热性好，用(yòng)于生产(chǎn) PETG 等聚酯产(chǎn)品时，反式比例越高，聚酯耐热性能(néng)越高,产(chǎn)品性能(néng)好,但是,对催化剂选择性要求高,催化剂為(wèi)贵金属催化剂,如果催化剂选择性不高,造成了催化剂成本高.

目前，工(gōng)业 DMT加氢工(gōng)艺一定程度上降低了加氢操作(zuò)压力,但目标产(chǎn)物(wù)收率较低。因此，為(wèi)了最大程度上减少催化剂用(yòng)量、降低催化剂成本，需要开发高活性、高选择性的新(xīn)型催化剂，以降低 DMT 加氢的操作(zuò)压力、提高目标产(chǎn)物(wù) DMCD 的收率，这是 DMT 加氢工(gōng)艺发展方向。

工(gōng)艺流程设计与优化问题

目前國(guó)内CHDM生产(chǎn)装(zhuāng)置不是DMT-CHDM全流程的设置和设计，全流程设置以及工(gōng)艺、设备设计优化还存在不足，或将造成能(néng)耗与成本高，像液相加氢，提高转化率和选择性是核心技(jì )术，DMCD加氢完成后，当DMCD转化為(wèi)CHDM后，尽可(kě)能(néng)的降低物(wù)料在反应體(tǐ)系中(zhōng)的停留时间,另一方面是将温度降低至不容易生成高沸物(wù)的温度，然而这都与提高DMCD转化率要求相矛盾。这都需要在流程设置、工(gōng)艺设备设计上有(yǒu)独到之处，生产(chǎn)操作(zuò)上还要有(yǒu)经验。

DMT-CHDM一體(tǐ)化生产(chǎn)流程图

CHDM國(guó)产(chǎn)化优化提升方向：

扩大生产(chǎn)规模，降低生产(chǎn)成本

目前國(guó)内的CHDM生产(chǎn)装(zhuāng)置生产(chǎn)规模小(xiǎo),生产(chǎn)成本高，市场应用(yòng)受制约，装(zhuāng)置生产(chǎn)负荷低，形成了恶性循环。

DMT-CHDM一體(tǐ)化设计是方向

一體(tǐ)化设计，有(yǒu)利用(yòng)流程设置的优化，由于对苯二甲酸制备DMT,需要甲醇,而制备CHDM会副产(chǎn)甲醇，通过氢化副产(chǎn)物(wù)甲醇循环利用(yòng)，避免了甲醇提纯，降低了系统能(néng)耗，同时，利用(yòng)部分(fēn)副产(chǎn)物(wù)4-甲基环己基甲醇的循环来抑制4-甲基环己基甲醇副产(chǎn)物(wù)的生成，提高CHDM的选择性，而全流程的设计与优化决定了能(néng)耗降低、选择性提高。

以上内容摘自媒體(tǐ)：化工(gōng)号 2020-09-26 14:21，如有(yǒu)侵权，敬请告知！