己二胺生產(chǎn)工藝及前景分析

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，化工工業(yè)也有了長足的進(jìn)步，化工工業(yè)在我國經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)體系中的比重越來越大?？萍嫉倪M(jìn)步，使化工行業(yè)不斷創(chuàng)新與融合，進(jìn)步了快速發(fā)展的時代。在化工工業(yè)生產(chǎn)過程中，己二胺作為一種重要的有機(jī)化工原料，發(fā)揮著重要的作用，可以說，當(dāng)前用途相當(dāng)普遍廣泛，人們越來越多的對它重視起來，實現(xiàn)了功能開發(fā)和實踐運(yùn)行相結(jié)合，在世界各國，均有共同的認(rèn)知與利用，在民用領(lǐng)域尼龍66、尼龍610等化學(xué)纖維織物和塑料制品得到開發(fā)，其已經(jīng)與紡織、服裝、建筑、電子、汽車等行業(yè)形成了廣泛的融合發(fā)展，實現(xiàn)了市場價值，己二胺未來發(fā)展的潛力非常巨大。文章主要通過對四種傳統(tǒng)己二胺生產(chǎn)工藝技術(shù)及特點(diǎn)進(jìn)行分析研究，進(jìn)一步提出市場應(yīng)用領(lǐng)域及前景預(yù)測。

關(guān)鍵詞：己二胺；生產(chǎn)技術(shù)；分析

隨著我國生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變、裝置規(guī)模的增強(qiáng)、技術(shù)水平的提升，已經(jīng)使產(chǎn)品質(zhì)量形成了穩(wěn)定性發(fā)展，其各項體系指標(biāo)達(dá)到了成熟的水平，在研究方法與管理模式上，也已經(jīng)有了較多的豐富經(jīng)驗，在國際上，隨著研究能力的提高與技術(shù)水平的提升，己二胺各項能力與水平已經(jīng)超過了國際平均標(biāo)準(zhǔn)，在不同的領(lǐng)域形成了廣泛的應(yīng)用與推廣，市場經(jīng)濟(jì)鏈條的形成與發(fā)展，對己二胺需求不斷增加，應(yīng)用領(lǐng)域變得越來越廣，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷攀升。

1 己二胺的用途

己二胺的用途較廣泛，主要用到尼龍66鹽的制造方面，尼龍66是最早實現(xiàn)工業(yè)化標(biāo)志的聚酰胺，和尼龍6并列為最重要的兩大聚酰胺物質(zhì)品類，正是應(yīng)用廣泛，才得到人們更多的關(guān)注與研究。另外，在應(yīng)用中，也得到了快速的拓展，在不同領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。己二胺在聚酰胺領(lǐng)域得到研發(fā)，能夠制造出尼龍610、尼龍612等產(chǎn)品，同時，在聚亞胺羧酸酯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、涂料、環(huán)氧樹脂固化劑、有機(jī)交聯(lián)劑、農(nóng)藥、鐵礦和銅礦浮選劑等方面也有大量的應(yīng)用與開發(fā)，可以說己二胺在化工生產(chǎn)領(lǐng)域是非常重要的有機(jī)原料。

2 己二胺特點(diǎn)

作為一種化工原料，其化學(xué)特點(diǎn)較為明顯，其外觀上看為氨味無色片狀晶體，其沸點(diǎn)是204～205℃，熔點(diǎn)是41～42℃。能夠完全溶于水、乙醇、乙醚和苯等大多數(shù)碳?xì)浠衔铮哂幸欢ǖ母g性，保護(hù)不當(dāng)，則會對人體的皮膚產(chǎn)生刺激和腐蝕，積累性較強(qiáng)，如果散發(fā)到空氣中，也會在潮濕空氣中出現(xiàn)快速擴(kuò)散，產(chǎn)生巨大的煙氣，通過對流升華為針狀。在不斷擴(kuò)散過程中，就能夠快速地吸收空氣中的水分和二氧化碳，形成更大的不散霧團(tuán)。工業(yè)用1，6-己二胺的純度多是99.5%以上濃度，內(nèi)部存在較多的雜質(zhì)，主要是1，2-二氨基環(huán)己烷、甲氨基環(huán)戊烷、氨基己腈等有害成分。

3 己二胺生產(chǎn)工藝

己二胺工業(yè)生產(chǎn)方法較復(fù)雜，方式多樣，通過總結(jié)，國際上通用的生產(chǎn)方式主要有己二腈法、以己二腈為中間體的己二酸法、己內(nèi)酰胺法和己二醇法等多種方法，按不同的方法，我們進(jìn)行具體分析。

3.1 己二腈法

這種方法主要是采用催化加氫的方法進(jìn)行生產(chǎn)，其化學(xué)公式為：NC（CH2）4CN+4H2→H2N（CH2）6NH2。在工業(yè)生產(chǎn)方式中，通過高壓和低壓兩種方法進(jìn)行生產(chǎn)。高壓法主要是利用鈷-銅催化劑形成溫度為100～135℃，壓力為60～65Mpa的反應(yīng)；另外，根據(jù)成分與過程的不同，也可以進(jìn)行鐵催化劑反應(yīng)，保持溫度100～180℃，壓力30～35Mpa即可。形成反應(yīng)的過程較為復(fù)雜，需要在三相涓流床反應(yīng)器中進(jìn)行，一般溶劑利用的是液氨，為了提高反應(yīng)效果，還可以單獨(dú)加入芳烴等材料，己二胺選擇性是90%～95%之間。利用高壓法生產(chǎn)時，其環(huán)境條件要求非常高，對反應(yīng)的條件也較為苛刻，需要高度的責(zé)任感和細(xì)心才能細(xì)致進(jìn)行操作，確保操作過程的安全可靠，初期投入大，設(shè)備投入大，整體投資量大，適合單套裝置10萬t/a以上。低壓法生產(chǎn)時，主要是利用了己二腈原料，以鎳為催化劑、乙醇為溶劑、氫氧化鈉或氫氧化鉀作助催化劑形成堿性介質(zhì)進(jìn)行的生產(chǎn)，通過液相流化床進(jìn)行有效催化加氫制取己二胺，在操作過程中，需要保證反應(yīng)溫度60～100℃，壓力1.8～3.0Mpa即可。利用這種工藝反應(yīng)的時候，會出現(xiàn)中間體和副產(chǎn)物，如果想提純，則需要再次進(jìn)行物質(zhì)分離等精制程序，這樣，己二胺產(chǎn)品的純度才能有所保證，基本可達(dá)99%以上。這種方法不受溫度限制，反應(yīng)溫度和壓力要求不高，整個操作較為安全可靠，是各國己二胺生產(chǎn)加工中首選的工藝技術(shù)，隨著技術(shù)能力的改善與創(chuàng)新，已經(jīng)成為當(dāng)前最為普遍的一種方法。

3.2 己二酸法

這種方法主要就是己二酸與氨經(jīng)胺化、脫水生成己二腈，再對己二腈進(jìn)行加氫深加工，最后得到己二胺產(chǎn)品。其化學(xué)公式為：HOOC（CH2）4COOH+2NH3→NC（CH2）4CN+4H2O。這種方法主要由氣相法和液相法兩種工藝構(gòu)成。采取氣相法時，需要利用磷酸硼做催化劑，保持反應(yīng)溫度是300～350℃即可，根據(jù)己二酸氣化分解的原理，能夠形成有效選擇的僅占8成，如果利用瞬時氣化和流化床反應(yīng)器，就能夠提高選擇性，一般可以達(dá)到9成以上。利用液相法加工時，主要是把200～300℃的熔融己二酸，利用磷酸類的催化劑形成胺化反應(yīng)，然后通過對反應(yīng)產(chǎn)物的深加工，通過脫水、脫重，產(chǎn)生一定的化學(xué)反應(yīng)，再通過真空蒸餾，提取純度較高的己二腈，通過再次加工生產(chǎn)，就能夠在己二腈基礎(chǔ)上，得到需要的己二胺產(chǎn)品。

3.3 己內(nèi)酰胺法

這種方法主要是由己內(nèi)酰胺與氨在磷酸鹽等催化劑反應(yīng)下，利用氣相原理，產(chǎn)生氨基己腈。其化學(xué)公式為：CH2（CH2）4+NH3→H2N（CH2）5CN+H2O。在操作過程中，整個過程較為復(fù)雜，需要操持反應(yīng)溫度350℃以上，收率幾乎達(dá)100%。再對已經(jīng)形成的氨基己腈做好深層次加工，通過加氫形成化學(xué)反應(yīng)得到需要的己二胺產(chǎn)品，這個過程與己二腈加氫是相同的，整體反應(yīng)原理基本一致。這種方法主要是利用尼龍6回收己內(nèi)酰胺次品做原料進(jìn)行生產(chǎn)，受產(chǎn)量的限制，一直是小眾需求，特別是己內(nèi)酰胺價格非常昂貴稀少。

3.4 己二醇法

這種方法主要是由1，6-己二醇通過骨架鎳催化劑形成氨化脫水反應(yīng)形成的。其化學(xué)公式為：HOCH2（CH2）4CH2OH+2NH3→H2N（CH2）6NH2+2H2O。在生產(chǎn)過程中，需要保證反應(yīng)溫度為200℃，壓力為23.0Mpa以下，利用鎳催化劑反應(yīng)，使1，6-己二醇與氨生成反應(yīng)，得到1，6-己二胺。利用這種方法進(jìn)行的生產(chǎn)，能夠出現(xiàn)較多的副反應(yīng)，通過技術(shù)創(chuàng)新，使副產(chǎn)物再次循環(huán)利用，使副反應(yīng)不至于影響產(chǎn)品質(zhì)量，最終可以提煉出9成以上的己二胺產(chǎn)品，回收率較可觀。當(dāng)前，在我國多數(shù)生產(chǎn)裝置已經(jīng)不能使用，形成停產(chǎn)狀態(tài)。

4 己二胺的應(yīng)用領(lǐng)域及需求

4.1 六亞甲基二異氰酸酯

六亞甲基二異氰酸酯簡稱HDI，在多個領(lǐng)域均有良好應(yīng)用，市場中成型的產(chǎn)品如涂料、膠黏劑、彈性體等聚氨酯制品均含有六亞甲基二異氰酸酯，市場前景較為廣闊，特別是隨著人們對物質(zhì)生活需求的增長，汽車走進(jìn)千家萬戶，HDI用量增加，高端航天也有一定的應(yīng)有范圍，國產(chǎn)HDI不多，甘肅銀光有一定量的規(guī)模化生產(chǎn)，我國所需大部分為從德、日等國家直接進(jìn)口的HDI三聚體固化劑。

4.2 助劑

主要應(yīng)用在鋁塑板膠黏劑、塑料穩(wěn)定劑、聚酰胺樹脂油墨、紡織印染固色、環(huán)氧樹脂涂料固化劑和油田破乳劑、水處理助劑、干掛膠等助劑等方面，隨著市場需求的增加，光穩(wěn)定劑行業(yè)成為亮點(diǎn)行業(yè)。

4.3 尼龍66鹽

尼龍66鹽是主要的原料之一，廣泛用于生產(chǎn)輪胎簾子布、安全氣囊、橡膠輸送帶、漁網(wǎng)、地毯、尼龍襪、泳裝等方面，還能替代金屬在機(jī)械附件、外殼、發(fā)動機(jī)葉片上實現(xiàn)應(yīng)用。

5 結(jié)束語

隨著市場的發(fā)展，己二胺應(yīng)用領(lǐng)域會越來越多，只有不斷強(qiáng)化研發(fā)能力，創(chuàng)新研究方向，解決技術(shù)問題，才能全面發(fā)揮己二胺作用，滿足化工生產(chǎn)和人們物質(zhì)生活需求，實現(xiàn)市場化規(guī)模化發(fā)展。

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