正丁醇 (1 - 丁醇) 百科全书式深度报告
正丁醇 (英文名 n-Butanol，1-Butanol) 是一种饱和脂肪族一元直链伯醇，化学式为 C₄H₁₀O，结构简式为 CH₃CH₂CH₂CH₂OH，CAS 号 71-36-3，UN 编号 1120，EINECS 号 200-751-6，分子量 74.12。它是丁醇四种异构体 (正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇) 中最常见的一种，通常 "丁醇" 一词若无特别说明即指正丁醇。
一、基本信息与化学结构
| 项目 | 详细内容 |
|---|---|
| 中文名称 | 正丁醇、1 - 丁醇、丁醇 |
| 英文名称 | n-Butanol, 1-Butanol, Butan-1-ol |
| 中文别名 | 酪醇、丙原醇、第一丁醇 |
| 分子式 | C₄H₁₀O |
| 结构简式 | CH₃(CH₂)₃OH |
| 分子结构特点 | 含一个羟基 (-OH) 位于碳链末端 (伯醇结构) |
| PSA (极性表面积) | 20.23000 |
| LogP (油水分配系数) | 0.88 |
正丁醇分子由一个四碳直链烷基和一个末端羟基组成，化学性质与乙醇类似，但因碳链较长，极性低于乙醇，水溶性也相对较差。
二、物理化学性质
1. 物理性质
| 性质 | 数值 |
|---|---|
| 外观 | 无色透明液体 |
| 气味 | 特殊刺激性酒香味 / 酒精气味 |
| 熔点 | -89.8°C |
| 沸点 | 117.7°C(117.72°C) |
| 密度 (20°C) | 0.810 g/cm³ |
| 折射率 (20°C) | 1.3993 |
| 闪点 | 35°C (闭杯) |
| 自燃温度 | 343°C |
| 蒸气压 (25°C) | 0.73 kPa |
| 水溶性 (20°C) | 7.7 g/100 mL (部分互溶) |
| 与有机溶剂互溶性 | 易溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯等多数有机溶剂 |
| 黏度 (20°C) | 2.95 mPa·s |
| 表面张力 (20°C) | 24.6 mN/m |
正丁醇与水可形成共沸物，共沸点 92.7°C，含正丁醇 57.5%。
2. 化学性质
正丁醇具有醇类典型的化学性质，主要包括：
酯化反应：与有机酸 (如邻苯二甲酸、醋酸) 反应生成酯类，如邻苯二甲酸二丁酯 (DBP)、醋酸丁酯，是其最重要的工业反应之一
氧化反应：可被氧化为丁醛，进一步氧化生成丁酸；强氧化剂条件下可完全氧化为 CO₂和 H₂O
脱水反应：酸性条件下加热可发生分子内脱水生成 1 - 丁烯，或分子间脱水生成二丁醚
卤代反应：与氢卤酸 (如 HCl) 反应生成 1 - 卤丁烷
与金属反应：与钠等活泼金属反应生成丁醇钠并放出氢气
稳定性：常温下稳定，忌与强酸、强氧化剂接触，加热至 100°C 以上可与铝反应生成氢气
三、制备方法Arkema
工业上正丁醇主要通过以下两种方法生产：
丙烯羰基合成法 (OXO 法) - 主流工艺
第一步：丙烯与合成气 (CO+H₂) 在钴或铑催化剂作用下进行氢甲酰化反应生成正丁醛和异丁醛混合物
第二步：将正丁醛从混合物中分离
第三步：正丁醛催化加氢生成正丁醇
特点：技术成熟，成本低，产品纯度高，占全球产能 90% 以上
发酵法
以淀粉质或糖质原料 (如玉米、甘蔗) 为底物，通过丙酮 - 丁醇 - 乙醇 (ABE) 发酵工艺，由梭状芽孢杆菌发酵生产
特点：生物基路线，绿色环保，但成本较高，主要用于生产生物燃料或特殊用途正丁醇
其他方法
乙醛缩合法：乙醛经羟醛缩合生成 3 - 羟基丁醛，再脱水生成巴豆醛，最后加氢生成正丁醇
丁烯水合法：丁烯与水在酸性催化剂下直接水合生成正丁醇 (副产仲丁醇)
四、主要用途Arkema
正丁醇是一种重要的基础化工原料和溶剂，应用广泛：
| 应用领域 | 具体用途 |
|---|---|
| 化工中间体(最大用途) | 生产邻苯二甲酸二丁酯 (DBP)、脂肪族二元酸酯等增塑剂；生产醋酸丁酯、丙烯酸丁酯等酯类；生产丁胺、丁酸等化工产品 |
| 溶剂应用 | 涂料、油墨、胶粘剂、清洁剂的溶剂；医药 (抗生素、激素、维生素) 和香料的萃取剂；化妆品中作皮肤调理剂和溶剂 |
| 涂料与树脂 | 醇酸树脂涂料的添加剂，提高涂料的流平性和光泽度；作为稀释剂用于硝基纤维素、乙基纤维素等树脂体系 |
| 燃料添加剂 | 作为汽油添加剂，提高辛烷值，减少尾气排放；生物燃料组分 (与乙醇混合使用) |
| 其他 | 有机合成反应的溶剂或反应介质；印刷行业的清洗剂；选矿剂；刹车液组分 |
五、安全性与防护措施
1. 危险性分类
易燃液体 (乙类)，闪点 35°C，爆炸极限 1.4%~11.2%(体积分数)
对皮肤、眼睛和呼吸道有刺激性
具有中等毒性，LD₅₀(大鼠，经口)：790 mg/kg
2. 健康危害
急性中毒：头痛、头晕、乏力、恶心、呕吐、眼和呼吸道刺激症状，严重时可导致昏迷、呼吸抑制
慢性影响：长期接触可引起皮肤干燥、皲裂，对神经系统和肝脏有损害
3. 防护措施
| 防护类别 | 具体要求 |
|---|---|
| 呼吸系统 | 高浓度环境下佩戴自吸过滤式防毒面具 (半面罩) |
| 眼睛 | 戴安全防护眼镜 |
| 身体 | 穿防静电工作服 |
| 手 | 戴橡胶耐油手套 |
| 其他 | 工作现场严禁吸烟，使用防爆型通风系统和设备 |
4. 应急处理
泄漏：迅速撤离污染区人员至安全区，切断火源。用沙土或其他不燃材料吸附，收集后转移至安全场所处理
火灾：用抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳、沙土灭火，用水冷却容器
急救：皮肤接触用肥皂水和清水彻底冲洗；眼睛接触用流动清水或生理盐水冲洗至少 15 分钟；吸入者迅速脱离现场至空气新鲜处，呼吸困难时给输氧；食入者饮足量温水，催吐，就医
六、储存与运输
储存于阴凉、通风的库房，远离火种、热源，库温不宜超过 30°C
保持容器密封，与氧化剂、酸类等分开存放，切忌混储
采用防爆型照明、通风设施，禁止使用易产生火花的机械设备和工具
储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料
运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备，夏季最好早晚运输，运输途中应防暴晒、雨淋，防高温
七、市场概况
全球产能：约 1200 万吨 / 年，主要集中在亚洲、北美和欧洲
主要生产企业：巴斯夫、陶氏化学、伊士曼、中国石化、中国石油等
价格趋势：受原油价格、丙烯成本、供需关系影响较大，2026 年初山东地区市场价格约 6000-7000 元 / 吨
发展趋势：随着环保要求提高，生物基正丁醇 (发酵法) 产能逐渐扩大，应用领域持续拓展
总结
正丁醇是一种无色透明、有特殊酒精气味的直链伯醇，兼具醇类典型化学性质与中等极性溶剂特性，是化工、涂料、医药等行业不可或缺的基础原料。其生产以丙烯羰基合成法为主导，安全性方面需注意易燃性和刺激性。随着绿色化工发展，生物基正丁醇有望成为未来重要发展方向。
