1,3-丁二醇市场情况分析
一、1,3-丁二醇产业链基本情况介绍
1,3-丁二醇是一种重要的化工原料,目前全球1,3-丁二醇的生产方法包括化学合成和生物合成,其中化学合成法分为了乙醛缩合加氢法、丙烯和甲醛缩合水解法,以及双乙烯酮的一步法,其中乙炔缩合加氢法是目前主流的生产工艺。
乙醛缩合加氢法:乙醛在碱性水溶液中自缩合生成3-羟基丁醛,然后通过加氢反应生成1,3-丁二醇。这个过程中可能会有副反应发生,导致乙醛的高聚物和其他副产物的生成。通过特定的催化剂和工艺条件,可以提高目标产物的收率并减少副产品的生成
丙烯与甲醛缩合水解工艺:丙烯和甲醛在酸性催化剂存在下发生普林斯加成反应,生成1,3-丁二醇及其副产品。这个过程通常涉及两步法,首先是丙烯和甲醛缩合制得4-甲基-1,3-二氧杂环己烷,其次是该中间体在甲醇存在下水解得到1,3-丁二醇。这个工艺可以通过调整反应条件和使用特定的催化剂来优化1,3-丁二醇的收率。
生物合成法:生物合成工艺是利用微生物发酵的方式生产1,3-丁二醇,这种方法相对环境友好,可以减少化学试剂的使用和废物的产生。常用的微生物菌株包括大肠杆菌和厌氧发酵菌株Clostridium,它们能够将可再生的原料如玉米渣、废弃粮食和木质纤维素等转化为1,3-丁二醇。
图1 中国1,3-丁二醇产业链图

1,3-丁二醇目前主流被应用在化妆品领域中,作为保湿剂,有良好的抑菌作用,较甘油和丙二醇具有更低的刺激性和致敏性。在化工行业中,用于合成各类树脂,改善性能,提升染色性。1,3-丁二醇作为一种溶剂,可用于涂料、胶粘剂和其他化工产品的制造。是生产聚酯和聚醚多元醇的重要原料,这些聚合物用于制造聚氨酯泡沫、弹性体和涂料等。在医药行业中,1,3-丁二醇可以作为合成多种药物分子的关键中间体,它参与合成的药物包括抗生素、抗病毒药物、抗肿瘤药物等。在药物制备过程中,1,3-丁二醇可以作为溶剂,帮助提高药物成分的溶解度和稳定性。
二、1,3-丁二醇的全球生产企业及市场规模
根据相关资料显示,全球1,3-丙二醇生产规模超过6万吨/年,其中阿曼OQ是全球最大的生产企业,年产能在3万吨/年。OQ是一家总部位于阿曼的全球综合性能源公司,业务范围涵盖了从石油天然气勘探、开采到高性能化学品的生产及市场营销,几乎涵盖了整个能源化工价值链的上下游。其中1,3-丁二醇装置采用乙醛缩合加氢法,产品主要在中东、东南亚地区销售。
从国家来看,日本是全球最大的1,3-丁二醇生产企业,总计有3家企业,总计生产能力超过2.4万吨/年。其中有2家为乙醛缩合加氢法,1家为生物发酵法生产,目前均已投产运行,产品主要是化妆品为主,在日本当地销售。
中国目前已投产的仅有海科新源和华昌化工,其中工业化的仅有海科,产能在3000吨/年,产品以化妆品级为主。华昌化工仅有200吨/年中试装置开工,后期会选择性进行工业化放大。
表1 全球1,3-丁二醇主要生产企业统计

根据相关资料显示,中国目前存在一定规模的1,3-丁二醇进口,进口规模约在2-3万吨,主要从美国OQ进口,进口货源的贸易商报价在1.8-2.6万元/吨。随着国产化的提升,中国1,3-丁二醇供应面有望继续增加,国产资源有望快速实现进口资源的替代。
图2 全球1,3-丁二醇产值及变化(单位:亿美元)

三、1,3-丁二醇的消费市场发展趋势
1,3-丁二醇在消费市场中,均存在一定的替代性。因1,3-丁二醇具有特定的化学结构和性质,作为一种溶剂和保湿剂,在化妆品和个人护理产品中的应用,能提供其他化学品难以达到的质地和效果,但是多以生物质生产工艺为主。中国化妆品领域始终保持正增长,并且产品升级迭代明显,随着高端化学品不断的平民化,化妆品领域对于生物基1,3-丁二醇的消费也将呈现增长的趋势。
1,3-丁二醇在医药领域中存在一定的独特功能,如可以参与合成R,S-1,3-丁二醇乙酰乙酸二酯(BD-AcAc2)和β-内酰胺类抗生素,BD-AcAc2是一种生酮饮食替代剂,可以有效提高血液中酮体水平,降低血糖和胰岛素浓度,也用于预防和治疗由癌症引起的肌肉萎缩。另外,1,3-丁二醇还可用作药物制剂中的稳定剂、抗冻剂和增塑剂,有助于提高药品的稳定性并改善其口感和溶解性。中国医药行业仍存在不断增长的趋势,药品迭代明显,预期有望带动1,3-丁二醇在医药行业中的应用呈现持续增长的趋势。但是需要特别说明的是,1,3-丁二醇在医药行业中的应用多以生物基产品为主,并且需要经过一定的认证及市场推广,进入仍有较高的门槛。
1,3-丁二醇全球消费市场预期增速将会超过5%,而中国市场消费增速将会超过10%,中国是潜在且最大的消费市场,未来前景良好,这也是万华化学选择发展1,3-丁二醇的关键原因。但是,未来存在部分拟在建项目,并且万华化学投建3万吨/年装置,将会带动中国市场快速进入供需平衡状态,对其他企业发展带来一定冲击,建议相关企业和投资者需要密切关注市场动态,制定相应的战略以适应市场变化。