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己二酸工业生产现状及发展建议
该 法 适 合 在 苯 酚 原 料 相 对 丰 富 的 地 区 使 用 .目 前,仅美国 Hopewell、巴 西 Paulinia、比 利时 Zand- voorde、德国 Zeitz和意大利 Novara等5家工 厂采 用此法,总规模约为15万 吨/ 年[3],占 全 球 己 二 酸
苯完全氢化 氧 化 工 艺,技 术 成 熟,操 作 条 件 温 和 ,原 料 为 石 油 化 工 中 常 用 的 苯 ,方 便 易 得 ,经 济 合 理 ,是 目 前 世 界 上 己 二 酸 生 产 中 使 用 最 广 泛 的 生 产 工 艺 ,该 工 艺 的 产 能 占 世 界 产 能 的 80% 以 上 . 1.3 苯 部 分 氢 化 氧 化 工 艺
20世纪90 年 代 日 本 旭 化 成 以 精 苯 为 原 料 在 催 化 剂 的 存 在 下 部 分 氢 化 生 成 环 己 烯 ,环 己 烯 水 合 生 成 环 己 醇,环 己 醇 再 经 硝 酸 氧 化 生 产 己 二 酸 [3-6].化 学 反 应 式 如 下 :
收 稿 日 期 :2015-06-01;修 回 日 期 :2015-06-20 作者简介:禹光辉(1980- ),男,河南新密人,硕士,主要从事尼龙化工的生产及其应用研究.
14.0 22.5 52.5 14.0 7.5
国外企业名称 英威达 (Invista)公司 罗地亚公司 (Rhodia)
Ascend Performance 巴斯夫公司 (BASF) 兰蒂奇 (Radici)公司
生 产 能 力 (万 吨/年 ) 71.4 54.5 42.0 26.0 15.0
山东华鲁恒升集团公司 山西阳煤丰喜集团 重庆华峰 浙江曙扬化工 唐山中浩 国内产能合计
(1)丁二烯 氢 羧 基 化 生 成 3- 戊 烯 酸,进 一 步 氢羧基化生成己二酸 . [4]
丁二烯为原料的己二酸生产工艺还没有投入工业 应 用 ,需 要 进 一 步 研 究 . 1.5 以 H2O2或 O2等洁净氧化剂制备的工艺
为 了 减 少 己 二 酸 生 产 对 环 境 的 污 染 ,科 研 人 员 通过使用 H2O2或 O2代替浓硝酸作为氧化剂,在相 应 的 催 化 剂 存 在 下 ,氧 化 环 己 烯 、环 己 醇 或 环 己 酮 , 合成己二酸.该 工 艺 不 会 产 生 危 害 环 境 的 氮 氧 化 物,且原料来源充足,但由于 O2与有 机 物 反 应 在 较 大的范围内易燃 易 爆,反 应 条 件 苛 刻,进 程 难 以 控 制,H2O2生产成本较高,用量较大,经 济 效 益 不 好, 目前尚不具备工业生产条件 . [4,7] 1.6 葡 萄 糖 生 物 催 化 合 成 工 艺
第32卷 第5期 Vol.32 No.5
周口师范学院学报 Journal of Zhoukou Normal University
2015 年 9 月 Sept.2015
己二酸工业生产现状及发展建议
禹光辉,金保国,李艳丽,毛晓鹏
(河南神马尼龙化工有限责任公司,河南 平顶山 467013)
摘 要:综述了重要化工中间体己二酸的各生产工艺及优 缺 点,介 绍 了 己 二 酸 在 中 国 和 世 界 范 围 的 生 产 发 展 和 消 费 情 况 ,针 对 中 国 己 二 酸 工 业 生 产 现 状 ,给 出 了 发 展 建 议 . 关 键 词 :己 二 酸 ;生 产 工 艺 ;产 能 ;发 展 建 议 中图分类号:TQ225.14+ 文献标志码:A 文章编号:1671-9476(2015)05-0098-05 DOI:10.13450/j.cnki.jzknu.2015.05.025
(3)丁二烯 羰 基 化 生 成 3- 戊 烯 酸 甲 酯,进 一 步与 HCN 反应生成 5- 氰 戊 酸 甲 酯,再 水 解 生 成 己二酸,或者3-戊烯酸甲 酯 进 一 步 羰 基 化 生 成 己 二 酸 二 甲 酯 ,再 水 解 生 成 己 二 酸 .
或者:
丁二烯法生产 己 二 酸 的 成 本 较 低,产 率 较 高, 但是该工 艺 过 程 较 为 复 杂,原 料 来 源 受 到 一 定 限 制,反 应 条 件 苛 刻,副 产 物 较 多,分 离 困 难.目 前 以
2 己 二 酸 的 产 能
2.1 国 外 己 二 酸 产 能 己二酸自工业化生产以来,经过70多年的发展,
世 界 产 能 达 到 了 414.2 万 吨/年,且 生 产 能 力 越 来 越 集中.由于环 境 的 影 响 和 下 游 产 品 开 发 迟 缓,国 外 产 能有减少的趋势.在2009年,世界产能最高的英威达 公司先后 关 闭 了 其 位 于 加 拿 大 梅 特 兰 得 (Maitland) 的17.0万吨/年 己 二 酸 生 产 装 置 以 及 位 于 英 国 威 尔 顿(Hilton)的 27.0 万 吨/年 己 二 酸 生 产 装 置,使 得 其 生产能力由 2009 年 的 115.4 万 吨/年 减 少 到 2011 年 的71.4万吨/年[14,16].目前国外己二酸产能见表1. 2.2 国 内 己 二 酸 的 工 业 产 能
己 二 酸 (Adipic Acid,简 称 ADA),即 HOOC (CH2)4COOH,天 然 存 在 于 酸 败 的 甜 菜 中,1902 年 由1,4- 二 溴 丁 烷 首 次 人 工 合 成 ,常 温 下 是 白 色 单斜晶体,熔点152 ℃,沸 点 337.5 ℃(101kPa分 解),相 对 密 度 1.366,微 溶 于 苯 、环 己 烷 ,易 溶 于 醇 、 醚 ,在 水 中 的 溶 解 度 随 温 度 的 下 降 快 速 降 低 .己 二 酸 主要用于生产尼龙纤维和聚氨酯,己二酸 还可以 用 于食品添 加 剂、医 药 中 间 体、杀 虫 剂、润 滑 剂、增 塑 剂、香精香料控制剂、黏合剂、涂料和染料等[1-2].
20世纪70年代,中国 辽 阳 石 化 公 司 从 法 国罗 地 亚 引 进 5.6 万 吨/年 己 二 酸 生 产 装 置 ,采 用 苯 完 全
100 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
周口师范学院学报
2015 年 9 月
氢 化 氧 化 工 艺 ,在 中 国 实 现 了 己 二 酸 的 工 业 化 生 产 . 1994年河南神马集团从日本旭化成公司引进3.8万 吨/年的己二 酸 生 产 装 置,采 用 苯 部 分 氢 化 氧 化 工 艺,使中国己二 酸总产能 达到 9.4万吨/年,丰富 了 中国己二 酸 的 生 产 方 式.2007 年 之 前,中 国 只 有 辽 阳石化和河南神马两家大型己二酸生产 企 业,通 过 技术改造和扩建后总产能提升至21万吨/年[15].
16.0 7.5 16.0 16.0 15.0 181.0
旭化成公司 (Asahi Kasei) 朗盛公司 (Lanxess) 乌克兰 obedinenic Azot 乌克兰 Rovno Azot 国外产能合计
12.0 6.8 2.5 3.0 233.2
从 2006 年 开 始,随 着 浆 料 和 鞋 底 原 液 市 场 需 求的迅猛增长,国 内 己 二 酸 供 应 偏 紧,己 二 酸 产 品 价格飞涨.受到巨 额 利 润 的 刺 激,山 东 海 力 化 工 有 限公司、山东洪业 化 工 集 团 有 限 公 司、新 疆 独 山 子 天 利 高 新 技 术 股 份 有 限 公 司 、山 东 华 鲁 恒 升 集 团 公 司、山 西 阳 煤 丰 喜 集 团、重 庆 华 峰、浙 江 曙 扬 化 工、 唐山中浩等国内化工企业新建了己二酸生产装置, 河 南 神 马 集 团 进 行 了 扩 建 .至 2014 年 底 ,中 国 己 二 酸 产 能 已 经 达 到 181.0 万 吨/年 ,企 业 产 能 见 表 2.
以 上 三 种 生 产 方 式 均 以 苯 或 苯 酚 为 原 料 ,氧 化 过 程 以 浓 硝 酸 为 氧 化 剂 ,生 产 过 程 中 产 生 大 量 的 亚 硝 气 ,破 坏 臭 氧 层 ,对 大 气 造 成 严 重 污 染 .为 扩 大 原 料 来 源 ,减 少 环 境 污 染 ,杜 邦 、巴 斯 夫 等 公 司 积 极 开 发了合成己二 酸 的 新 工 艺———丁 二 烯 法 .丁 [9-10] 二 烯可经3种不同路线生成己二酸:
3 消 费 情 况
3.2 中 国 己 二 酸 消 费 情 况 随 着 中 国 聚 氨 酯 行 业 的 快 速 发 展 ,中 国 己 二 酸
的表 观 消 费 量 由 2005 年 的 33.54 万 吨,增 长 至 2010 年 的 69.73 万 吨 ,年 均 增 长 率 为 15.7% .其 中 2008年由于受 到 世 界 金 融 危 机 的 影 响,表 观 消 费 量从2007 年 的 49.04 万 吨 下 降 到 约 42.98 万 吨, 同比下降约12.36%.进 入 2010 年 以 后,由 于 中 国 经济增长速度放 缓,特 别 是 出 口 行 业 增 速 放 缓,中 国 己 二 酸 消 费 量 进 入 缓 慢 增 长 阶 段 ,年 均 增 长 速 度 约为5.9%.预计到2020年,中 国 己 二 酸 年 消 费 量 将增长至124万吨 . [17-18]
1 己 二 酸 各 种 生 产 工 艺
1.1 苯 酚 工 艺 1937 年,美 国 杜 邦 公 司 用 苯 酚 在 催 化 剂 的 作
用 下 与 氢 气 反 应 合 成 环 己 醇 ,再 用 硝 酸 氧 化 环 己 醇 生成己二酸,首次 实 现 了 己 二 酸 的 工 业 化 生 产.化 学反应式如下:
以上几种生产方式所用原料均为不可再生的 石油资源,为了减 少 对 石 油 资 源 的 消 耗,发 展 绿 色 循环经济,Frost和 Draths等人提出一种 利用生 物 技 术 来 生 产 己 二 酸 的 洁 净 路 线 ,该 路 线 通 过 酶 的 作 用将 D-葡萄糖转变为儿茶酚,儿茶酚进一步转化 为 顺 ,顺 - 己 二 烯 二 酸 ,再 经 氢 化 ,就 可 以 生 成 己 二 酸 [8-11].化 学 反 应 式 如 下 :