李偉亮(滄州旭陽化工有限公司, 河北 滄州 061113)

己內(nèi)酰胺生產(chǎn)技術(shù)的比較及發(fā)展趨勢

李偉亮(滄州旭陽化工有限公司, 河北 滄州 061113)

已內(nèi)酰胺(C6H11NO)是一種重要的有機化工原料，尤其在錦綸和尼龍等工程塑料的制作當(dāng)中，己內(nèi)酰胺以其優(yōu)異的可塑性、耐化學(xué)品性和熱穩(wěn)定性成為其重要單體。近年來，己內(nèi)酰胺在亞洲特別是在中國保持著高速增長的勢頭。本文介紹了世界范圍內(nèi)己內(nèi)酰胺的幾種主流生產(chǎn)技術(shù)，并分析了我國己內(nèi)酰胺的生產(chǎn)和市場情況，從而對己內(nèi)酰胺的未來發(fā)展趨勢做出預(yù)測，并提出一些合理建議。

己內(nèi)酰胺；生產(chǎn)工藝；技術(shù)比較；發(fā)展趨勢

作為工程塑料、化學(xué)纖維行業(yè)以及塑料制品行業(yè)不可缺少的原材料之一，己內(nèi)酰胺在國內(nèi)的需求正在迅速增加，特別是在“十二五”期間，我國確立了生態(tài)文明建設(shè)及經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，已內(nèi)酰胺作為一種高效的有機化工原料，預(yù)計在幾年后將會迎來新一輪的暴發(fā)增長，面對這種情況，提高生產(chǎn)工藝、降低生產(chǎn)成本才能促進我國己內(nèi)酰胺的可持續(xù)發(fā)展；就目前來說，世界范圍內(nèi)的已內(nèi)酰胺工業(yè)生產(chǎn)方法中主要包括環(huán)己酮-羥胺法、光化學(xué)亞硝化技術(shù)、氨肟化技術(shù)等，而受到技術(shù)、設(shè)備等落后原因，甲苯法等技術(shù)逐漸被淘汰。

1 當(dāng)前己內(nèi)酰胺主要生產(chǎn)技術(shù)的對比

(1)氨肟化技術(shù) 氨肟化法是目前世界范圍內(nèi)主流生產(chǎn)方式，也是國內(nèi)相對來說較為先進的工藝技術(shù)。此種生產(chǎn)技術(shù)是一種較現(xiàn)代的生產(chǎn)技術(shù)，出現(xiàn)于上世紀(jì)七十年代，由日本和意大利兩家化學(xué)公司聯(lián)合推出的一種生產(chǎn)技術(shù)，其以環(huán)己烷為原料，采用鈦硅酸鹽催化劑, 與氨和過氧化氫反應(yīng), 直接得到環(huán)己酮肟，從而在甲醇的催化作用下得到己內(nèi)酰胺。此種生產(chǎn)技術(shù)的特點是由于使用原材料很少，所以使得投資成本大大降低，而且副產(chǎn)品的數(shù)量幾乎可以忽略不計，從而可以大大延長器械的使用壽命，但是另一方面，這種生產(chǎn)技術(shù)因為氧化氫費用昂貴，所以價格優(yōu)勢并不明顯。

(2)環(huán)己酮-羥胺法 相對而言，環(huán)己酮-羥胺法是比較傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)，此種生產(chǎn)技術(shù)要先分別得到羥胺和環(huán)己酮，然后由兩者合成之后得到環(huán)己酮肟，這是關(guān)鍵的一步，此后便根據(jù)貝克曼重排法制得己內(nèi)酰胺。此種方法其中存在兩個變量，即環(huán)己酮和羥胺，環(huán)己酮作為原料可以從苯加氫制得環(huán)己烷之后再氧化得到，雖然步驟較為復(fù)雜，但是質(zhì)量效率卻比較高，而另一種原料羥胺，因為其制備過程的多樣性大致可以分為拉西法、硝酸根離子還原法和一氧化氮還原法。

(3)光化學(xué)亞硝化技術(shù) 相比較于前兩種生產(chǎn)技術(shù)，光化學(xué)亞硝化技術(shù)的化學(xué)反應(yīng)過程最短，而且副產(chǎn)品較少。它是直接以環(huán)己烷為原料，這就使得化學(xué)反應(yīng)的過程極為快速，同時也避免了其余雜質(zhì)的多重干擾。因此，該生產(chǎn)技術(shù)不僅降低了生產(chǎn)費用，而且節(jié)省了更多的化學(xué)原材料。然而，此種生產(chǎn)技術(shù)卻也存在著耗電大、發(fā)熱量高等缺點，最為嚴(yán)重的是，試驗過后的殘渣存留較多，嚴(yán)重影響生產(chǎn)器材的使用壽命，因此這種生產(chǎn)技術(shù)受到了一定的限制。

(4)其他技術(shù) 己內(nèi)酰胺的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)愈發(fā)成熟，但是仍然面臨著很多問題，其中最嚴(yán)重的一個工藝缺點就是采用有毒的羥胺及腐蝕性強的濃硫酸而引起的嚴(yán)重的環(huán)境保護問題，而且在生產(chǎn)過程當(dāng)中，仍有嚴(yán)重的硫酸銨副產(chǎn)品產(chǎn)出。因此，己內(nèi)酰胺的技術(shù)人員已經(jīng)把技術(shù)改進的重點放在了減少副產(chǎn)品同時有效處理催化劑的方向上。針對這一難點的技術(shù)攻關(guān)，目前已經(jīng)有以下新工藝：

第一，DSM公司和殼牌化學(xué)公司聯(lián)合開發(fā)了基于C4的Altam工藝。這種工藝與常規(guī)技術(shù)相比，通過丁二烯與水或醇反應(yīng)的方式，不僅減少了副產(chǎn)品的產(chǎn)出，更提高了效率，節(jié)約了成本。第二，羅地亞公司開發(fā)己二腈工藝，即丁二烯氫氰化制己內(nèi)酰胺工藝。這種工藝由丁二烯和HCN合成己二腈，并采用催化劑二氧化鈦，從而生產(chǎn)出高品質(zhì)的己內(nèi)酰胺，并且轉(zhuǎn)化率高達93%，極大提高了生產(chǎn)效率，減少了環(huán)境污染的問題。第三，基于專有的N-羥基酞酰亞胺氧化催化劑的合成新路線。在此種新工藝當(dāng)中，環(huán)己酮和環(huán)乙醇在醋酸乙酯溶液當(dāng)中氧化，從而與氨反應(yīng)轉(zhuǎn)化成CPL。因為這種工藝對技術(shù)水平要求較高，所以目前處于技術(shù)試驗階段，但是因為其高效污染小的特點，未來將會得到極大的推廣發(fā)展。

2 我國己內(nèi)酰胺工業(yè)的發(fā)展趨勢

(1)新技術(shù)和環(huán)保逐漸成為主流 我國己內(nèi)酰胺工業(yè)的發(fā)展開始于20世紀(jì)50年代末，從蘇聯(lián)引進技術(shù)為源頭，從而在中國正式建立相關(guān)工業(yè)，經(jīng)過多年發(fā)展，在21世紀(jì)初突破了年生產(chǎn)能力6萬噸的大關(guān)。2003年中石化開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的氨肟化技術(shù)，從而大大降低了從國外進口的高昂成本，并且獨立開發(fā)出了新型鈦硅分子篩技術(shù)，并且產(chǎn)品質(zhì)量更高，成本也更低。從未來己內(nèi)酰胺的發(fā)展趨勢來看，高科技和環(huán)保兩種因素將成為主導(dǎo)因素，因此，我國未來的生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)該將兩者相結(jié)合起來。

(2)保持技術(shù)的優(yōu)勢性 隨著我國工業(yè)化的發(fā)展和科技的不斷進步，己內(nèi)酰胺的生產(chǎn)技術(shù)在我國得到了進一步的提高，并且生產(chǎn)效率更高，進一步提高了產(chǎn)能，滿足了市場需求。在同外國產(chǎn)品的競爭當(dāng)中保持了相當(dāng)大的優(yōu)勢，無論是產(chǎn)能還是產(chǎn)品的質(zhì)量，國內(nèi)己內(nèi)酰胺的自給程度都在進一步發(fā)展。從這一點上來看，在未來的發(fā)展過程當(dāng)中，保持自己獨有的優(yōu)勢將為我國己內(nèi)酰胺的生產(chǎn)技術(shù)帶來更為強大的競爭力。

3 結(jié)語

總體而言，在現(xiàn)代化工業(yè)迅速發(fā)展的時代，己內(nèi)酰胺作為各種工業(yè)化學(xué)品的重要單品顯示出它的獨特性，而與此同時，針對國內(nèi)市場的持續(xù)增長，應(yīng)加快實現(xiàn)采用新技術(shù)改造現(xiàn)有裝置、擴大生產(chǎn)能力的步伐，以滿足市場需求，并實現(xiàn)技術(shù)成果的產(chǎn)業(yè)化推廣。

[1]趙愛華.己內(nèi)酰胺的工藝現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].河南化工,2010,09:28-30.

[2]蔣云峰,鄧蜀平,董桂燕,閆亞明.己內(nèi)酰胺生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展與市場前景[J]. 合成纖維工業(yè),1999,06:36-39.