己內酰胺生產技術的比較及發展趨勢

李偉亮(滄州旭陽化工有限公司, 河北 滄州 061113)

己內酰胺生產技術的比較及發展趨勢

李偉亮(滄州旭陽化工有限公司, 河北 滄州 061113)

已內酰胺(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中，己內酰胺以其優異的可塑性、耐化學品性和熱穩定性成為其重要單體。近年來，己內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己內酰胺的幾種主流生產技術，并分析了我國己內酰胺的生產和市場情況，從而對己內酰胺的未來發展趨勢做出預測，并提出一些合理建議。

己內酰胺；生產工藝；技術比較；發展趨勢

作為工程塑料、化學纖維行業以及塑料制品行業不可缺少的原材料之一，己內酰胺在國內的需求正在迅速增加，特別是在“十二五”期間，我國確立了生態文明建設及經濟可持續發展戰略，已內酰胺作為一種高效的有機化工原料，預計在幾年后將會迎來新一輪的暴發增長，面對這種情況，提高生產工藝、降低生產成本才能促進我國己內酰胺的可持續發展；就目前來說，世界范圍內的已內酰胺工業生產方法中主要包括環己酮-羥胺法、光化學亞硝化技術、氨肟化技術等，而受到技術、設備等落后原因，甲苯法等技術逐漸被淘汰。

1 當前己內酰胺主要生產技術的對比

(1)氨肟化技術 氨肟化法是目前世界范圍內主流生產方式，也是國內相對來說較為先進的工藝技術。此種生產技術是一種較現代的生產技術，出現于上世紀七十年代，由日本和意大利兩家化學公司聯合推出的一種生產技術，其以環己烷為原料，采用鈦硅酸鹽催化劑, 與氨和過氧化氫反應, 直接得到環己酮肟，從而在甲醇的催化作用下得到己內酰胺。此種生產技術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，而且副產品的數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，這種生產技術因為氧化氫費用昂貴，所以價格優勢并不明顯。

(2)環己酮-羥胺法 相對而言，環己酮-羥胺法是比較傳統的生產技術，此種生產技術要先分別得到羥胺和環己酮，然后由兩者合成之后得到環己酮肟，這是關鍵的一步，此后便根據貝克曼重排法制得己內酰胺。此種方法其中存在兩個變量，即環己酮和羥胺，環己酮作為原料可以從苯加氫制得環己烷之后再氧化得到，雖然步驟較為復雜，但是質量效率卻比較高，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)光化學亞硝化技術 相比較于前兩種生產技術，光化學亞硝化技術的化學反應過程最短，而且副產品較少。它是直接以環己烷為原料，這就使得化學反應的過程極為快速，同時也避免了其余雜質的多重干擾。因此，該生產技術不僅降低了生產費用，而且節省了更多的化學原材料。然而，此種生產技術卻也存在著耗電大、發熱量高等缺點，最為嚴重的是，試驗過后的殘渣存留較多，嚴重影響生產器材的使用壽命，因此這種生產技術受到了一定的限制。

(4)其他技術 己內酰胺的生產技術已經愈發成熟，但是仍然面臨著很多問題，其中最嚴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重的環境保護問題，而且在生產過程當中，仍有嚴重的硫酸銨副產品產出。因此，己內酰胺的技術人員已經把技術改進的重點放在了減少副產品同時有效處理催化劑的方向上。針對這一難點的技術攻關，目前已經有以下新工藝：

第一，DSM公司和殼牌化學公司聯合開發了基于C4的Altam工藝。這種工藝與常規技術相比，通過丁二烯與水或醇反應的方式，不僅減少了副產品的產出，更提高了效率，節約了成本。第二，羅地亞公司開發己二腈工藝，即丁二烯氫氰化制己內酰胺工藝。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，從而生產出高品質的己內酰胺，并且轉化率高達93%，極大提高了生產效率，減少了環境污染的問題。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。在此種新工藝當中，環己酮和環乙醇在醋酸乙酯溶液當中氧化，從而與氨反應轉化成CPL。因為這種工藝對技術水平要求較高，所以目前處于技術試驗階段，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展。

2 我國己內酰胺工業的發展趨勢

(1)新技術和環保逐漸成為主流 我國己內酰胺工業的發展開始于20世紀50年代末，從蘇聯引進技術為源頭，從而在中國正式建立相關工業，經過多年發展，在21世紀初突破了年生產能力6萬噸的大關。2003年中石化開發出了具有自主知識產權的氨肟化技術，從而大大降低了從國外進口的高昂成本，并且獨立開發出了新型鈦硅分子篩技術，并且產品質量更高，成本也更低。從未來己內酰胺的發展趨勢來看，高科技和環保兩種因素將成為主導因素，因此，我國未來的生產技術應該將兩者相結合起來。

(2)保持技術的優勢性 隨著我國工業化的發展和科技的不斷進步，己內酰胺的生產技術在我國得到了進一步的提高，并且生產效率更高，進一步提高了產能，滿足了市場需求。在同外國產品的競爭當中保持了相當大的優勢，無論是產能還是產品的質量，國內己內酰胺的自給程度都在進一步發展。從這一點上來看，在未來的發展過程當中，保持自己獨有的優勢將為我國己內酰胺的生產技術帶來更為強大的競爭力。

3 結語

總體而言，在現代化工業迅速發展的時代，己內酰胺作為各種工業化學品的重要單品顯示出它的獨特性，而與此同時，針對國內市場的持續增長，應加快實現采用新技術改造現有裝置、擴大生產能力的步伐，以滿足市場需求，并實現技術成果的產業化推廣。

[1]趙愛華.己內酰胺的工藝現狀及發展趨勢[J].河南化工,2010,09:28-30.

[2]蔣云峰,鄧蜀平,董桂燕,閆亞明.己內酰胺生產技術發展與市場前景[J]. 合成纖維工業,1999,06:36-39.