己内酰胺制己二胺前景可期

  一項創新架起兩條産品鍊

  己内酰胺制己二胺工藝此前由于不具有經濟性,一度發展前景不明朗。但随着其主要原料己内酰胺産能增長導緻價格下滑,該工藝的經濟性也正在顯現。未來如果能夠突破工藝的關鍵瓶頸,打通己内酰胺—尼龍全産業鍊,形成尼龍6與尼龍66“雙龍驅動”的大型新材料産業集群,那麼該工藝的未來前景值得期待。

  經濟性逐步顯現

  己内酰胺制己二胺工藝是己内酰胺與氨在催化劑作用下,生成氨基己腈,随後對氨基己腈加氫得到己二胺。該工藝由日本東麗于1965年實現工業化,主要用于尼龍6工廠回收的己内酰胺次品或廢尼龍等廢舊原料的再生利用。因此,該工藝一直不具有經濟性,業内關注較少。

  作為該工藝的主要原料,我國己内酰胺的産能和産量自2010以來穩步增長,新增和擴增己内酰胺項目逐步增多,今年我國己内酰胺産能更呈大幅擴張之勢,已新增年産能123萬噸。至今年年底,我國己内酰胺年産能将達477萬噸,面臨過剩危機,市場價格也随之逐步下滑。

  與丁二烯直接氫氰化法制己二胺相比,我國液體己内酰胺均價13800元(噸價,下同),己内酰胺制己二胺工藝路線原料成本為15000元左右;丁二烯價格為8000多元,丁二烯直接氫氰化法原料成本在11000元左右。雖然目前在成本上己内酰胺制己二胺工藝不具優勢,但未來幾年随着己内酰胺走向過剩,原料價格下降後,該工藝的經濟性會逐步提高。而且己内酰胺制己二胺工藝投資也比丁二烯氫氰化法要低,生産規模為5萬噸/年的己内酰胺制己二胺裝置投資保守估計不會超過4億元,安全性和環保性也優于丁二烯氫氰化法。

  此外,丁二烯氫氰化法僅為英威達、奧升德等少數國外公司掌握,我國尚未實現自主生産。在己内酰胺産能即将面臨過剩的形勢下,以市場上富餘的己内酰胺制取己二胺,技術門檻較低,技術的安全可靠性較高,可部分替代丁二烯氫氰化法。

  氨化脫水反應是關鍵

  己内酰胺制取己二胺需經曆以下三步反應過程:第一步是己内酰胺和氨氣發生氨化開環反應生成6-氨基己酰胺;第二步是6-氨基己酰胺脫水去除氧原子反應,生成6-氨基己腈;第三步是6-氨基己腈和氫氣進行加氫反應獲得己二胺。相較而言,第三步反應的技術較成熟,與工業己二腈加氫制己二胺類似,可采用骨架鎳、鐵—鎳或鎳—鉻催化劑在氫氧化鈉溶液中進行,反應溫度75℃、壓力3MPa,己二胺選擇性達99%。該操作過程目标産物收率高,安全性和可靠性較強。

  而第一步和第二步反應是一個連續的氨化脫水過程,在一個反應器中進行,目前也是該技術的核心。該脫水反應可逆,需加入過量氨氣,并及時排除生成的水,以提高6-氨基己腈收率,一般選用磷酸鹽作為主要催化劑。根據己内酰胺的反應狀态可以分為氣相法和液相法兩種,液相法反應條件溫和,但催化劑和産品分離繁瑣,能耗高。氣相法制備簡單,不存在産物與催化劑分離問題,所采用催化劑制備簡單,但難點在于催化劑穩定性尚未經過工業化驗證。氣相法反應溫度達350℃,催化劑要保持活性、選擇性、熱穩定性等性能和結構不變,在設計上要提高活性結構的熱穩定性。

  己内酰胺氨化脫水過程的反應機理也比較複雜,包含C-N鍵斷裂和生成的過程。己内酰胺要打開C-N鍵,由環狀分子開環變成鍊狀分子,同時酮基上的碳原子鍵合氨基生成鍊式酰胺分子,然後進一步發生脫水反應把氧原子脫掉生成腈基分子,上述每一步反應都會影響6-氨基己腈的合成效率。因此,推進己内酰胺制己二胺技術産業化,首先要從反應機理、工藝上深入研究,其次要推進高效催化劑的研制及其中試、工業化驗證,以此确定氣相法和液相法哪個更有綜合經濟優勢。

  一體化将加劇分化

  目前,新投産的己内酰胺産能基本上都實現了環己酮配套和原料自給,成本也大幅降低。我國己内酰胺基本用于生産尼龍6,己内酰胺下遊的切片、錦綸絲生産企業也在布局向上遊擴張。整體看來,上下遊一體化進程在不斷加速,環己酮—己内酰胺—聚合—紡絲一體化的進程也在不斷加快。其中,恒申集團已經率先打通環己酮—己内酰胺—聚合—紡絲—織造—染整的完整産業鍊。紡絲巨頭高速擴張将再造上遊,己内酰胺—尼龍6行業将面臨結構性産能過剩和競争加劇。

  未來幾年,沒有配套下遊尼龍6聚合的己内酰胺生産企業,特别是2014年後大部分新增産能的山西、河南、山東等地煤化工企業,相比一體化企業在盈利能力、綜合競争力方面較弱。目前看來,己内酰胺—尼龍一體化已是發展趨勢,開展己内酰胺制己二胺産業化迫在眉睫,己内酰胺制己二胺可從己内酰胺—尼龍6聚合一體化,踏上向己内酰胺—尼龍66聚合差異化一體化的新征途。


    關于舉辦2019尼龍單體技術和市場國際論壇的通知

  各相關單位:

  未來五年中國将成為全球最大的尼龍市場,尼龍産業受到業内及資本的青睐。但是各種尼龍單體生産技術制約了尼龍材料發展,當前,山東、河南、安徽、陝西、山西、重慶、浙江等多省市的企業、科研院校正對己二腈生産技術進行國産化攻關,而且技術路線呈現了多樣化;對直接合成己二胺也在進行多種技術路線攻關。同時,尼龍5X、尼龍12單體生産與聚合産業化步伐在加快。

  為此,中國化工報社、石油化工衆創孵化平台、尼龍單體技術及市場協作組将共同組織召開2019尼龍單體技術和市場國際論壇及閉門研讨會,旨在搭建交流平台,論證如何聚智聚勢加快尼龍單體産業化步伐。同時,拟在會議上發布《尼龍66市場藍皮書》。

  一、組織機構

  主辦單位:中國化工報社

  石油化工衆創孵化平台

  尼龍單體技術及市場協作組

  支持單位:中國化工産業發展研究院

  二、時間和地點

  時間:10月10日報到,11-12日會議

  地點:山東威海

  三、主要議題

  1、國内各種尼龍單體研發路線産業化進展

  2、丁二烯直接氫氰化法生産己二腈技術及産業化進展

  3、丁二烯直接氫氰化法催化劑開發瓶頸

  4、丙烯腈電解合成己二腈技術及産業化進展

  5、固體酸催化劑用于己二酸氨化制己二腈可行性、經濟性分析

  6、重啟己二酸氨化制己二腈設計再優化

  7、己内酰胺法制己二胺工藝介紹

  8、丁二烯經己二醛合成己二胺技術進展與工程化可行性分析

  9、煤制油、裂解汽油原料路線生産正構烷烴對長鍊尼龍影響分析

  10、賴氨酸為原料一步脫羧生産戊二胺新技術

  11、戊二胺與己二胺成本與應用比較

  12、尼龍56與尼龍66性能對比與市場應用替代分析

  13、尼龍66、尼龍6樹脂聚合優化設計

  14、如何降低己内酰胺可萃取物含量大幅降低尼龍6生産成本

  15、尼龍4産業化與應用替代分析

  16、環十二碳三烯催化劑選擇性分析

  四、閉門研讨會

  1、丁二烯直接氫氰化法合作研發可行性讨論

  2、合作推進丁二烯經己二醛合成己二胺可行性讨論

  3、讨論重啟己二酸氨化制己二腈技術可行性

  4、讨論合作推進己内酰胺法制己二胺産業化

  五、會議費用

  1. 每人收取會務費4000元∕人(含餐飲費、資料費、場地費等);

  2. 9月15日之前報名且彙款,優惠至3800元∕人;

  3. 住宿統一安排,費用自理。

  彙款信息:

  單位名稱:中國化工報社

  納稅人識别号:12100000400003163P

  地址:北京市西城區六鋪炕北小街甲2号

  電話:82032050

  開戶行:工行北京分行六鋪炕支行

  賬号:0200022309004600937

  六、聯系方式

  手機:18612838579(微信)

  電話:010- 82032042

  郵箱:526441836@qq.com

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關鍵字:己内酰胺制己二胺
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