己內(nèi)酰胺在煤化工行業(yè)發(fā)展前景分析

高海生

(陽煤集團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)域都具有廣泛的運用。在國內(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?？偟膩碚f，它在煤化工產(chǎn)業(yè)具有突出性貢獻。

1 國內(nèi)己內(nèi)酰胺生產(chǎn)狀況

國內(nèi)的己內(nèi)酰胺生產(chǎn)，主要以20世紀50年代到70年代和80年代為主要生產(chǎn)代表時期。而在20世紀50年代到70年代的時候，多采用的是小型的生產(chǎn)模式，在20世紀80年代之后采用的是相對規(guī)模較大和裝置較為先進的生產(chǎn)模式。20世紀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)。這個方法雖然能保證產(chǎn)量，但在生產(chǎn)過程中會有大量的副產(chǎn)物產(chǎn)生，給環(huán)境帶來重大的威脅。因此，很多企業(yè)都在研究如何對工藝進行改進減少副產(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)等國內(nèi)很多企業(yè)都積極引進國外先進的技術(shù)來促進企業(yè)的工藝優(yōu)化，使得我國的己內(nèi)酰胺生產(chǎn)都得到了迅猛的發(fā)展。在2013年的統(tǒng)計中，我國的己內(nèi)酰胺產(chǎn)量已經(jīng)達到了70萬t。比過去增長了不少。產(chǎn)量增加的同時，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 國內(nèi)己內(nèi)酰胺生產(chǎn)能力和市場需求預(yù)測

2.1 國內(nèi)己內(nèi)酰胺生產(chǎn)能力

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

2.2 市場需求預(yù)測

從目前國內(nèi)己內(nèi)酰胺生產(chǎn)變化，可以看出今后國內(nèi)己內(nèi)酰胺的生產(chǎn)總量仍會不斷增加，而且市場對于其的消費量也會急速增長。但是，市場中的己內(nèi)酰胺的供求還是會存在缺口。還是需要不斷的依靠進口，只是在之后的幾年中，依賴進口的比率會極大程度的降低。只是整體上的產(chǎn)量需求會不斷增加。因此，國內(nèi)的己內(nèi)酰胺產(chǎn)業(yè)，既存在機遇又存在挑戰(zhàn)，而如何抓住機遇，迎接挑戰(zhàn)成為了主要的問題。所以在國內(nèi)，己內(nèi)酰胺具有長遠的開發(fā)利用前景。

3 我國己內(nèi)酰胺生產(chǎn)工藝技術(shù)

我國己內(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)的方法來生產(chǎn)。而傳統(tǒng)的方法主要有四個步驟。而從當前的國內(nèi)生產(chǎn)來看。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)過氣相加氫反應(yīng)得到環(huán)己烷。在這個過程中會運用到催化劑鎳，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，具體流程，如圖3所示。

3.3 甲苯法

使用原料是苯，當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，所以在實際運用中減少。主要流程，如圖4所示。

4 我國煤化工行業(yè)中己內(nèi)酰胺的發(fā)展前景

我國的能源結(jié)構(gòu)中煤炭資源的利用不夠充分，因此國家鼓勵和支持煤化工產(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)具有充分的運用，擁有廣闊的發(fā)展前景。主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

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)都在加大對于粗笨提取的研究和運用力度。它是一種有機化工產(chǎn)品。我國對于純苯的消費量逐年上升，比如:苯酚、已內(nèi)酰胺和尼龍6鹽等等都要運用到純苯，因此，它是一種必不可少的原料。與此同時，粗笨具有價格低廉的特點，所以可以投入廣泛地運用。由于通過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)緩解國內(nèi)市場己內(nèi)酰胺供求缺口的現(xiàn)狀。提高產(chǎn)量，調(diào)整整個生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化配置，加強資源的利用。最終可以通過運用這樣的粗笨的提取方法極大地減少副產(chǎn)物的產(chǎn)生，減少對于環(huán)境的污染，同時也可以減少原料的浪費，提高利用率。調(diào)節(jié)技術(shù)的發(fā)展作用進程，延長產(chǎn)業(yè)鏈[3]。

2) 焦爐煤氣變壓吸附制氫(FA)

我國是世界上最大的焦炭生產(chǎn)國，而在所有的生產(chǎn)過程當中，由于焦爐氣制氫對環(huán)境的危害極小，所以焦爐氣的生產(chǎn)是主要的研究方向。越來越多的企業(yè)都在致力于這方面的生產(chǎn)工作。那么焦爐煤氣變壓吸附制氫(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。焦爐氣生產(chǎn)氫氣具有高效性，而且得到的可燃氣體富含氫量，易點燃。整個過程都具有高效性，所以需要投入的成本較小，對投資方的要求很低，便于企業(yè)的投入生產(chǎn)，因而被廣泛地運用于實際生產(chǎn)中。目前我國的很多企業(yè)都在致力于這方面的研究，成功率也較高，不僅在國內(nèi)，國外的很多企業(yè)在對于這方面的運用也是有很好的前景，運用成功率也很高。通過變壓吸附的方式，整個工藝都得到了優(yōu)化，而且產(chǎn)品的好評度高，純度高。在很大程度上解決了已內(nèi)酰胺需要氫氣量極為龐大的難題。運用這樣方法，可以便于整個焦爐煤氣的生產(chǎn)工序的開展[4]。

3) 焦爐煤氣生產(chǎn)合成氨硫酸

隨著我國煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，如今的煤化工行業(yè)越來越廣泛地運用到焦爐煤氣生產(chǎn)。而焦爐煤氣生產(chǎn)主要利用的原料是合成氨。采用煤氣中的硫來生產(chǎn)硫酸，隨著運用范圍不斷擴大，生產(chǎn)技術(shù)也得到了不斷的提高，由于氨硫酸要被運用到己內(nèi)酰胺的生產(chǎn)中，是其中關(guān)鍵性的原料。所以，這樣一來也可以不斷補充其生產(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)可以得到更為長遠的發(fā)展。減少該行業(yè)的原料需求壓力，平衡供給與需求。促進市場的有效運行和消費量的健康增長，減少外來進口，提高國內(nèi)產(chǎn)品在市場中的占有率和在國民中的消費認可度。

5 結(jié)語

我國對于己內(nèi)酰胺的消費量一直都在迅猛上升，市場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。在這個產(chǎn)業(yè)鏈中，可以通過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。本文通過對其生產(chǎn)的工藝進行介紹，從而發(fā)展過程中一些可以進行優(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)勢所在，最終通過分析對己內(nèi)酰胺在煤化工產(chǎn)業(yè)中的前景進行了論述和展望。