高海生

(陽(yáng)煤集團(tuán)太化新材料有限公司，山西 太原 030400)

引 言

己內(nèi)酰胺 ，又稱為CPL，被廣泛應(yīng)用于化工生產(chǎn)中。是一種聚合單體，常用于生產(chǎn)聚酰胺6，在紡織、汽車、醫(yī)藥等領(lǐng)域都具有廣泛的運(yùn)用。在國(guó)內(nèi)，它主要是被用于生產(chǎn)聚酰胺切片。己內(nèi)酰胺的重要應(yīng)用領(lǐng)域是聚酰胺塑料?？偟膩?lái)說(shuō)，它在煤化工產(chǎn)業(yè)具有突出性貢獻(xiàn)。

1 國(guó)內(nèi)己內(nèi)酰胺生產(chǎn)狀況

國(guó)內(nèi)的己內(nèi)酰胺生產(chǎn)，主要以20世紀(jì)50年代到70年代和80年代為主要生產(chǎn)代表時(shí)期。而在20世紀(jì)50年代到70年代的時(shí)候，多采用的是小型的生產(chǎn)模式，在20世紀(jì)80年代之后采用的是相對(duì)規(guī)模較大和裝置較為先進(jìn)的生產(chǎn)模式。20世紀(jì)50年代至70年代，已內(nèi)酰胺生產(chǎn)采用的原料主要是環(huán)己烷和環(huán)己酮。拉西法是其生產(chǎn)的主要方法，較為傳統(tǒng)。這個(gè)方法雖然能保證產(chǎn)量，但在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)有大量的副產(chǎn)物產(chǎn)生，給環(huán)境帶來(lái)重大的威脅。因此，很多企業(yè)都在研究如何對(duì)工藝進(jìn)行改進(jìn)減少副產(chǎn)物的產(chǎn)出[1]。

以南京帝斯曼東方化工有限公司為代表，該公司采用了DSM公司的技術(shù)，通過(guò)該技術(shù)，極大程度上減少了副產(chǎn)物的產(chǎn)生。包括巴陵石油化工公司采用DSM公司的工藝技術(shù)等國(guó)內(nèi)很多企業(yè)都積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)來(lái)促進(jìn)企業(yè)的工藝優(yōu)化，使得我國(guó)的己內(nèi)酰胺生產(chǎn)都得到了迅猛的發(fā)展。在2013年的統(tǒng)計(jì)中，我國(guó)的己內(nèi)酰胺產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到了70萬(wàn)t。比過(guò)去增長(zhǎng)了不少。產(chǎn)量增加的同時(shí)，生產(chǎn)裝置也在不斷的優(yōu)化，如今路線雖然多元化，但是主要是還是采用以環(huán)己烷為原料的工藝[2]。

2 國(guó)內(nèi)己內(nèi)酰胺生產(chǎn)能力和市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)

2.1 國(guó)內(nèi)己內(nèi)酰胺生產(chǎn)能力

近幾年來(lái)，隨著己內(nèi)酰胺在錦綸方面的使用，極大程度上帶動(dòng)了整個(gè)市場(chǎng)對(duì)于己內(nèi)酰胺的消費(fèi)量需求熱潮。盡管近幾年以來(lái)我國(guó)的己內(nèi)酰胺產(chǎn)量不斷的增大，規(guī)模不擴(kuò)大。但是，仍然不能滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中對(duì)于己內(nèi)酰胺的消費(fèi)量需求，還是存在著很大的供求缺口。所以，很大部分還是得依靠進(jìn)口，而進(jìn)口量增加的同時(shí)，也影響到了我國(guó)國(guó)內(nèi)己內(nèi)酰胺產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)。由于國(guó)外在投資技術(shù)等方面都優(yōu)越于國(guó)內(nèi)，因此，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)還是很難擺脫依靠依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀。

2.2 市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)

從目前國(guó)內(nèi)己內(nèi)酰胺生產(chǎn)變化，可以看出今后國(guó)內(nèi)己內(nèi)酰胺的生產(chǎn)總量仍會(huì)不斷增加，而且市場(chǎng)對(duì)于其的消費(fèi)量也會(huì)急速增長(zhǎng)。但是，市場(chǎng)中的己內(nèi)酰胺的供求還是會(huì)存在缺口。還是需要不斷的依靠進(jìn)口，只是在之后的幾年中，依賴進(jìn)口的比率會(huì)極大程度的降低。只是整體上的產(chǎn)量需求會(huì)不斷增加。因此，國(guó)內(nèi)的己內(nèi)酰胺產(chǎn)業(yè)，既存在機(jī)遇又存在挑戰(zhàn)，而如何抓住機(jī)遇，迎接挑戰(zhàn)成為了主要的問(wèn)題。所以在國(guó)內(nèi)，己內(nèi)酰胺具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的開發(fā)利用前景。

3 我國(guó)己內(nèi)酰胺生產(chǎn)工藝技術(shù)

我國(guó)己內(nèi)酰生產(chǎn)工藝技術(shù)主要是采用環(huán)已酮肟貝克曼重排作為基礎(chǔ)，一直都是圍繞傳統(tǒng)的方法來(lái)生產(chǎn)。而傳統(tǒng)的方法主要有四個(gè)步驟。而從當(dāng)前的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)來(lái)看。環(huán)已酮-羥胺法、環(huán)已烷光亞硝化法和甲苯法是主要的生產(chǎn)方法。

3.1 環(huán)己酮-羥胺法

這種方法使用的原料是苯。具體是將原料苯經(jīng)過(guò)氣相加氫反應(yīng)得到環(huán)己烷。在這個(gè)過(guò)程中會(huì)運(yùn)用到催化劑鎳，而且催化劑必不可少。在得到環(huán)己烷之后，在經(jīng)過(guò)液相氧化得到環(huán)已酮。環(huán)己酮-羥胺法主要流程，如圖1所示。

圖1 環(huán)己酮-羥胺法流程

環(huán)己酮一羥胺法另一種方法是以苯酚為原料，使用的催化劑是鎳鉛合金。主要流程，如圖2所示。

圖2 環(huán)己酮-羥胺法流程

3.2 環(huán)己烷光亞硝化法

該方法采用的原料是苯，使用的催化劑是鎳，該方法的反應(yīng)鏈很長(zhǎng)，具體流程，如圖3所示。

3.3 甲苯法

使用原料是苯，當(dāng)此方法的成本相比之前的要大很多，而且產(chǎn)生的副產(chǎn)物較多，所以在實(shí)際運(yùn)用中減少。主要流程，如圖4所示。

4 我國(guó)煤化工行業(yè)中己內(nèi)酰胺的發(fā)展前景

我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)中煤炭資源的利用不夠充分，因此國(guó)家鼓勵(lì)和支持煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和技術(shù)的更新。而己內(nèi)酰胺在煤化工產(chǎn)業(yè)具有充分的運(yùn)用，擁有廣闊的發(fā)展前景。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

圖3 環(huán)己烷光亞硝化法流程

圖4 甲苯法流程

1) 粗苯加氫精制技術(shù)生產(chǎn)高純度苯

粗苯加氫精制技術(shù)生產(chǎn)高純度苯作為己內(nèi)酰胺生產(chǎn)的主要原料。很多企業(yè)都在加大對(duì)于粗笨提取的研究和運(yùn)用力度。它是一種有機(jī)化工產(chǎn)品。我國(guó)對(duì)于純苯的消費(fèi)量逐年上升，比如:苯酚、已內(nèi)酰胺和尼龍6鹽等等都要運(yùn)用到純苯，因此，它是一種必不可少的原料。與此同時(shí)，粗笨具有價(jià)格低廉的特點(diǎn)，所以可以投入廣泛地運(yùn)用。由于通過(guò)粗笨的提取可以得到高純度的苯，因此具備了數(shù)量龐大的純苯之后，可以生產(chǎn)出更多的己內(nèi)酰胺，純苯是其生產(chǎn)的必備原料。所以就可以在一定范圍內(nèi)緩解國(guó)內(nèi)市場(chǎng)己內(nèi)酰胺供求缺口的現(xiàn)狀。提高產(chǎn)量，調(diào)整整個(gè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化配置，加強(qiáng)資源的利用。最終可以通過(guò)運(yùn)用這樣的粗笨的提取方法極大地減少副產(chǎn)物的產(chǎn)生，減少對(duì)于環(huán)境的污染，同時(shí)也可以減少原料的浪費(fèi)，提高利用率。調(diào)節(jié)技術(shù)的發(fā)展作用進(jìn)程，延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈[3]。

2) 焦?fàn)t煤氣變壓吸附制氫(FA)

我國(guó)是世界上最大的焦炭生產(chǎn)國(guó)，而在所有的生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，由于焦?fàn)t氣制氫對(duì)環(huán)境的危害極小，所以焦?fàn)t氣的生產(chǎn)是主要的研究方向。越來(lái)越多的企業(yè)都在致力于這方面的生產(chǎn)工作。那么焦?fàn)t煤氣變壓吸附制氫(FA)的存在就變得更加有意義，它可以更加高效地制造出氫氣，從而為產(chǎn)業(yè)鏈提供足夠的原料。焦?fàn)t氣生產(chǎn)氫氣具有高效性，而且得到的可燃?xì)怏w富含氫量，易點(diǎn)燃。整個(gè)過(guò)程都具有高效性，所以需要投入的成本較小，對(duì)投資方的要求很低，便于企業(yè)的投入生產(chǎn)，因而被廣泛地運(yùn)用于實(shí)際生產(chǎn)中。目前我國(guó)的很多企業(yè)都在致力于這方面的研究，成功率也較高，不僅在國(guó)內(nèi)，國(guó)外的很多企業(yè)在對(duì)于這方面的運(yùn)用也是有很好的前景，運(yùn)用成功率也很高。通過(guò)變壓吸附的方式，整個(gè)工藝都得到了優(yōu)化，而且產(chǎn)品的好評(píng)度高，純度高。在很大程度上解決了已內(nèi)酰胺需要?dú)錃饬繕O為龐大的難題。運(yùn)用這樣方法，可以便于整個(gè)焦?fàn)t煤氣的生產(chǎn)工序的開展[4]。

3) 焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)合成氨硫酸

隨著我國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，如今的煤化工行業(yè)越來(lái)越廣泛地運(yùn)用到焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)。而焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)主要利用的原料是合成氨。采用煤氣中的硫來(lái)生產(chǎn)硫酸，隨著運(yùn)用范圍不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)技術(shù)也得到了不斷的提高，由于氨硫酸要被運(yùn)用到己內(nèi)酰胺的生產(chǎn)中，是其中關(guān)鍵性的原料。所以，這樣一來(lái)也可以不斷補(bǔ)充其生產(chǎn)原料。從一定程度上避免了己內(nèi)酰胺原料不足的缺陷，使得己內(nèi)酰胺在煤化工行業(yè)可以得到更為長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。減少該行業(yè)的原料需求壓力，平衡供給與需求。促進(jìn)市場(chǎng)的有效運(yùn)行和消費(fèi)量的健康增長(zhǎng)，減少外來(lái)進(jìn)口，提高國(guó)內(nèi)產(chǎn)品在市場(chǎng)中的占有率和在國(guó)民中的消費(fèi)認(rèn)可度。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)對(duì)于己內(nèi)酰胺的消費(fèi)量一直都在迅猛上升，市場(chǎng)一直處于供求缺口的狀態(tài)，而己內(nèi)酰胺在煤化工產(chǎn)業(yè)中具有巨大的優(yōu)勢(shì)。在這個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中，可以通過(guò)一些其他的方法得到己內(nèi)酰胺的生產(chǎn)原料，所以能極大地緩解供應(yīng)不足的緊張現(xiàn)狀。本文通過(guò)對(duì)其生產(chǎn)的工藝進(jìn)行介紹，從而發(fā)展過(guò)程中一些可以進(jìn)行優(yōu)化的流程和結(jié)構(gòu)，之后可以看出己內(nèi)酰胺在煤化工產(chǎn)業(yè)中的地位和優(yōu)勢(shì)所在，最終通過(guò)分析對(duì)己內(nèi)酰胺在煤化工產(chǎn)業(yè)中的前景進(jìn)行了論述和展望。