2024年4月8日,辽宁汤河子经济开发区管理委员会与吉林省弘泰新能源有限公司就年产10万吨己二腈项目框架协议签约仪式在辽宁锦州举行。项目总投资15亿元,预计2025年建成。
此次签约的年产10万吨己二腈项目,采用丙烯腈电解法,原材料丙烯腈距离近,在盘锦直线距离五十公里,采用产学研一体化自主研发的工艺技术。
项目预计2025年建成,年可实现销售收入26亿元,年均利润总额5亿元。其己二腈专利技术及生产经验方面有着国内领先优势。产品质量能满足化纤级己二胺的生产要求,装置安全稳定,环保排放标准达到国际标准的要求。
该项目已经启动可行性报告编制,项目选址已完成。
3月23日,辽宁汤河子开发区党工委副书记、管委会常务副主任李志新带队赴长春、白城考察对接项目。在吉林弘泰新能源有限公司,李志新与公司总经理、技术人员就年产10万吨己二腈项目及年产20万吨尼龙66生产基地建设项目进行了深入对接。
吉林省弘泰新能源有限公司成立于2012年11月,注册地位于吉林省白城市大安市两家子镇工业园区。其在大安市建有年产15万吨煤焦油轻质化项目。
己二腈(ADN)简介
己二腈分子式
尼龙最早由杜邦公司在1929年研发成功,由于其高强度、高韧性、耐磨性等原因成为五大工程塑料之首,其中PA66与PA6又构成了全球95%的尼龙产能。然而,对于PA66如此重要的化工产品,其重要中间体己二腈的生产工艺长期掌握在三大外资厂商英威达、奥升德以及索尔维手中,合计市占率超过90%。
外资厂商在己二腈生产工艺上的长期垄断导致我国PA66产业链利润波动剧烈,一定程度上阻碍了我国PA66的发展。
锦纶&尼龙产业链
目前工业上己二腈的生产工艺共有三种:丙烯腈电解法、己二酸胺化法以及丁二烯氰化法,下文为三种工艺的具体生产方法。
丙烯腈电解法
丙烯腈(AN),化学式C3H3N,是以丙烯和氨水为原料生成的有机化工原料,主要用于橡胶、树脂、合成纤维的生产制造。丙烯腈电解制己二腈分为隔膜法以及无隔膜法,最早于上世纪60年代由孟山都研制成功。
隔膜法的反应过程如图3所示,季铵盐(R4NX)可以用来增强电解液的电导率、增加丙烯腈溶解度,提高己二腈收率和电流效率。电解反应在负极进行,电解后的复相阴极液进入汽提塔,塔顶采出含有丙烯腈、丙腈、水的共沸混合物,塔底溶液经分离提纯后得到己二腈半成品,再经过精制得到己二腈产品。
无隔膜法则是将丙烯腈溶于磷酸钾和氢氧化四乙基铵(C8H21NO,用于支持电解质)的水溶液中电解,得到的混合物送入分离器中分离水相和油相,油相送入精制系统精制,最终得到己二腈产品。与隔膜法相比,无隔膜法能耗更低,产品收率更高,成为丙烯腈电解二聚法的攻关方向。
电解法的技术难点是电解过程中会析出大量氢气,从而造成析氢腐蚀,影响己二腈的产率以及电流效率。除此之外,控制温度兼顾丙烯腈流失以及己二腈选择性、副产物的分离等均是电解法制己二腈的技术难点。
丙烯腈电解法制己二腈
2.己二酸氨化法
己二酸氨化法的催化剂为磷酸或磷酸盐,反应方程式为:
HOOC(CH2)4COOH+2NH3→NC(CH2)4CN+4H2O
具体的生产过程分为液相及气相两种方法,液相法是将己二酸以及氨混合送入反应器,之后通过分离塔进行分离得到己二腈的粗产品,气相法则是在高温下使得己二酸与氨气直接发生脱水反应,气相冷凝后得到己二腈氨水混合物,进而分离精制得到己二腈产品。与丙烯腈电解法相比,己二酸胺化法的原料为己二酸,由图2可知,己二酸的生产以苯为原料,生产流程较长,成本很高,因此被逐步淘汰。
3.丁二烯直接氰化法
当下全球相对较为主流的生产工艺为丁二烯直接氰化法,与丙烯腈电解法相比,该生产工艺较为节能,降低了电力消耗量,从而在成本更具竞争优势。丁二烯直接氰化法的反应原理分为一级氢氰化、异构化和二级氢氰化三步,反应原理如图5所示,第一步将丁二烯(C4H6)、氢氰酸(HCN)、溶剂以及催化剂放入反应器中进行一级氰化反应,反应得到3-戊烯腈(3-PN)和2-甲基-3-丁烯腈(2M3BN),2M3BN在催化剂作用下可以异构化为3-PN,3-PN再异构化生成己二腈前体4-戊烯(4-PN),4-PN与HCN发生二级氰化反应得到己二腈成品。丁二烯法流程工艺看似较为复杂,但由于不涉及电解,原料工艺流程较短,因此投资较少,原料成本低,且产品收率较好,分离相对较为简单,因此产品质量较好,是目前最好的工艺路线。
丁二烯直接氰化法反应原理
丁二烯直接氰化法工艺流程
丁二烯法技术难点较为分散,首先,反应所需的络合物催化剂受热易分解,遇水易水解,后期分离回收较为困难,其次,HCN具有剧毒,容易使催化剂活性下降,HCN聚合也会使管道堵塞,最后,最终反应物中同系物较多,沸点相近,体系复杂,提纯难度高。以上种种技术问题会导致产品收率较低,单位产品成本升高,因此需要不断尝试改进才能在成本上达到国际巨头的水准。
文章内容来源辽宁汤河子经济开发区、塑成交、化工新材料、烯烃及高端下游,责任编辑:胡静,审核人:李峥
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近日,岳阳市工业和信息化局对岳阳市政协九届二次会议第266号提案—《关于高质量发展岳阳化工产业的提案》作出答复,其中提到:中国化学投资100亿元的己二腈项目已完成可研编制,与华中化销就丁二烯等原料保障进行了对接,并取得支持。
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工业是节能降碳的重点领域,也是实现“3060”碳达峰碳中和目标的关键。党的二十大报告明确提出,积极稳妥推进碳达峰碳中和,推进降碳、减污、扩绿、增长,完善能源消耗总量和强度调控,重点控制化石能源消费,逐步转向碳排放总量和强度“双控”制度。为了回顾 2023 年工业企业在节能降碳、绿色可持续发展方面的成就,了解当下的创新技术和应用,《流程工业》编辑部在 2024 年第一期特别策划了“工业碳中和”专题,邀请了一批国内外优秀的工业企业分享观点和产业实践,为广大的流程工业企业提供绿色可持续发展的启迪和借鉴。
作者:本刊编辑部
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