1000t/a电子级γ-丁内酯项目技术经济分析

原创平安化工 BDO精细视界

1. 电子级γ-丁内酯市场情况

γ-丁内酯（GBL），因其低毒、优异的溶解能力及良好的反应性能等优点，不仅被广泛用作有机溶剂，还可作为基础化工原料向下游延伸制备一系列高附加值重要化学品，如2-吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、环丙胺、γ-羟基丁酸等，涉及锂离子电池、医药、农药、香料、纺织等诸多领域。近年来，随着锂离子电池在智能手机、电子设备以及航空航天、深海探测和军工等特殊领域的深入应用，尤其随着电动汽车的快速发展，我国锂离子电池需求量以每年25%的增速快速增长。尤为重要的是，我国光刻胶、晶圆清洗剂领域应用的高纯度γ-丁内酯，尤其是纯度在99.99%以上的的高纯度电子级GBL，依赖进口，其价格在5万-8万元/吨。

我国《“十四五”规划纲要》：明确将高端新材料（包括电子级化工品）列为重点发展领域，强调突破高纯试剂、光刻胶、电子特气等关键材料的核心技术；《中国制造——2025》新规：将电子级化学品列为关键战略材料，强调高纯试剂、光刻胶、特种气体等产品的国产化替代；《新材料产业发展指南》：将电子级高纯化学品列为重点发展方向，支持纯度达到ppt（万亿分之一）级别的技术攻关。

我国高端电子级γ-丁内酯被严重“卡脖子”，我国光刻胶需求高纯度丁内酯严重依赖外国进口。根据调研，我国每年进口电子级γ-丁内酯120亿人民币，约2.5万吨左右：

指标	进口产品（如巴斯夫）	国产水平（领先企业）	差距
纯度	≥99.999%	≥99.99%（部分企业）	杂质控制
单价	50000-80000 元美国卡脖子后，预测超 8 万元	25000-40000 元
应用领域	7nm 以下制程	28nm 以上制程	高端光刻胶适配性不足
产能规模	万吨级稳定供应	千吨级中试线	连续化生产能力待提升

2. 技术方案

本技术采用顺酐气相加氢法：

顺酐直接加氢合成γ-丁内酯

与Reppe法和顺酐酯化加氢法合成γ-丁内酯，顺酐直接加氢（如上图所示），合成γ-丁内酯，具有工艺流程短、设备投资低、选择性高、产物分离简单的优点，具有较强的竞争优势。

（1）技术优势

本技术与其他顺酐气相加氢技术的对比见下表

顺酐气相加氢技术对比

技术方	反应条件	反应性能	吨GBL物料消耗	技术状态
早期报道技术	反应温度270～300℃、液体空速0.01～0.02kg/kg·h-1	顺酐转化率约100％，GBL平均选择性85％；催化剂活性周期约20天（即480小时）；	催化剂20 Kg，顺酐1.6吨，氢气1600～2000 m3。	百吨级
本技术	反应温度250～350℃、在液体空速为0.16 Kg/Kg·h-1。	顺酐转化率100%，γ-丁内酯选择性90%~95%，催化剂单程使用周期为78天，催化剂失活后可再生，总寿命预期约300天。	催化剂4.3 Kg（若总寿命能达到300天，则催化剂消耗为1.2 Kg），顺酐1.29 吨，氢气1000 m3。	完成实验室研究，着手百吨级中试放大

本团队成功研发出顺酐加氢制γ-丁内酯高活性、高选择性和高使用稳定性催化剂，完成了催化剂的逐级放大工作，形成了工业规模制备催化剂技术及产品。

催化剂长周期评价结果表明，在反应温度250～350℃、在液体空速为0.16 Kg/Kg·h-1的反应条件下，顺酐转化率100%，γ-丁内酯选择性90%~95%，副产少量四氢呋喃、丙醇、丁醇等，难以与γ-丁内酯分离的丁酸含量低于0.3%，大幅降低精馏能耗，提纯后GBL品质可达到99.99%，并有进一步提升到99.999%的空间。

同时，顺酐制γ-丁内酯为强放热反应（214 KJ/mol），本技术团队所研发催化剂的反应温度范围为250-350 ℃，最有利于热量的综合利用，有效降低产品生产能耗。