摘要：在现阶段的化工行业中，有机化工产品的应用越来越广泛，其生产过程中杂质的存在会严重产品质量，进而影响下游行业的发展，因而精制技术的开发是己内酰胺生产技术的一个重要环节。目前，己内酰胺的精制方法主要有溶液萃取法、离子交换树脂法、以及催化加氢和精馏精制等方法。本文对这些方法的研究进展情况进行了概述，并提出了今后的发展建议。
关键词：己内酰胺；精制；杂质；技术进展
引言
己内酰胺（CPL）是一种重要的有机化工产品，其生产过程中含有的还原性杂质如苯胺、酮肟、呋喃、吩嗪、醇类能导致己内酰胺的高锰酸钾吸收值（PM）和稳定性降低；含有的具有生色基团的杂质如芳香族胺类能导致己内酰胺的颜色色度上升，透明度下降；而一些碱性物质能使己内酰胺的挥发性碱上升。这些杂质的存在会严重产品质量，进而影响下游行业的发展，因而精制技术的研究开发是己内酰胺生产技术的一个重要环节。从生产工艺和装置等方面概述了我国己内酰胺精制技术的研究进展，并指出了其今后的发方向。
1己内酰胺中杂质的来源途径
己内酰胺生产过程中产生的杂质超过30多种，其来源一般认为有以下几个方面：一是由原材料和反应中间体带入；二是生产过程中工艺参数控制不当，工艺条件波动，促进副反应发生；三是产品己内酰胺在储存、转运过程中因环境影响，如受潮、受热、吸氧等因素使之发生质变。己内酰胺不同生产方法因所用原料、工艺路线不同，生产过程中杂质的种类和含量也有区别。主要杂质有：2-甲基环戊醇、环己酮、苯胺、N-乙基-N(1-甲乙基)-2-丙胺、1，4-己二酸、8-甲基-2，4-氢吡啶二烯二酮、丁基环戊烷、戊基环己烷、2-环己烯-1-酮、1,3-丁二醇、5-乙氧基-2氢呋喃、4,5，6，7-四氢苯并呋喃、N-甘氨酸叔丁酯、N-乙基-N-2-丙胺、环己基甲酸以及3-甲基环己酮肟等。环己酮-羟胺工艺为目前生产己内酰胺的主要生产工艺，它主要包括五个反应步骤，即苯加氢生成环己烯；环己烯水合为环己醇；环己醇脱氢制取环己酮；环己酮经氨肟化为环己酮肟；环己酮肟液相重排生成己内酰胺。各步反应都或多或少会生成一定的杂质。其中贝克曼重排工序是中间产物中杂质最多的工序。贝克曼重排工序产生的水溶性杂质主要通过己内酰胺萃取塔萃取操作后实现与有机相的分离，然后经冷凝液汽提塔回收溶于其中的苯后排入废水总管；无机离子的排出途径是通过离子交换树脂去除少量的铵根离子和硫酸根离子；有机杂质主要通过苯精馏塔精馏操作后经塔底排出多元醇酮及溶于其中的有机杂质。高品质的己内酰胺可用在生产高速纺切片和民用丝，而质量不高的己内酰胺只能用来生产工业丝。因此在己内酰胺各个生产工序中及时排出杂质，有助于控制己内酰胺的产品质量，生产更多的合格品乃至优级品，创造更多的经济价值。
2精制工艺
目前，己内酰胺的精制方法主要有溶液萃取法、离子交换树脂法、催化加氢法和精馏精制法等。（1）开发出一种己内酰胺精制方法。它是将含己内酰胺的苯溶液在常压下蒸发去除苯，得到熔融的粗己内酰胺；在所述熔融的粗己内酰胺中加入溶剂，充分溶解后进行热过滤，得到滤液；滤液在１５～６０℃结晶，离心分离后得到精制的己内酰胺。该方法工艺流程简单，可大大减少工艺用水量。（2）开发出一种己内酰胺精制工艺。它是将萃取工序后得到的粗己内酰胺水溶液进行加氢反应，然后经离子交换吸附，并进一步浓缩和蒸馏制得高纯度己内酰胺。该方法打破了现有技术先吸附后加氢的常规，采用先加氢后离交吸附的工序对反萃取后的粗己内酰胺水溶液进行精制，能有效降低粗己内酰胺中影响产品质量的杂质含量和无机盐含量，实现粗己内酰胺的纯化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外，该方法延长了离子交换树脂的使用周期，减少了再生次数，避免了离子交换树脂再生产生大量的废水，能在提高产品质量的前提下节约成本和资源，减少对环境的污染。（3）开发出一种己内酰胺精制工艺。该精制工艺包括在水萃取工序前将原有2次脱盐水水洗改为碱洗、水洗工艺，不但降低了进料液中硫酸铵的含量，同时也降低了有机杂质的含量，从而减轻了后续离子交换工序运行负荷，延长了离子交换树脂寿命，减少了再生操作频次，降低了运行费用和劳动强度，提高了产品质量。（4）开发出一种己内酰胺结晶纯化的方法。它是以环己酮肟通过贝克曼重排反应水反萃取工序中产出的己内酰胺水溶液为原料，通过蒸发脱水降温结晶、离心分离、二次结晶、离心分离、蒸发蒸馏等工序制备出高纯度的己内酰胺固体产品。该方法与传统的己内酰胺精制纯化方法相比，减少了离子交换、加氢等工序，具有废水排放量少、能耗低、己内酰胺产品质量稳定等优点。（5）开发出一种采用溶剂结晶与重结晶将含杂己内酰胺水溶液通过苯萃取得到的己内酰胺苯溶液进行蒸发结晶与重结晶获得高品质己内酰胺，苯经过精制进行循环使用的方法。该方法能耗低，产品收率高，工艺流程短，设备投资低、产品质量好，同时“三废”排放少，对环境污染小。
3己内酰胺生产的发展建议
我国在己内酰胺产业的发展基本上相对较晚，和国外一些发达国家相比，在生产装置的规模量、生产成本、技术装备以及生产产品的应用方面都有着较大的差距。因此，在后续的发展过程当中，己内酰胺的生产会不断朝着更大规模以及更高效经济效益上不断发展，毕竟生产企业要想得到长远稳定的发展，关键因素不单单是社会市场方面的问题，而是企业是否可以生产出高质量低成本的己内酰胺产品，以此来有效满足下游产业的更多发展需求。尽管当前我国国内己内酰胺的市场发展前景一片良好，价格也在不断上涨，生产发展空间相对较大，但是在未来的几年发展过程中，己内酰胺市场会不断保持更加旺盛的需求状况，在高利润的发展背景下，由于己内酰胺的生产能力和生产规模不断扩张，各大生产单位相互之间的竞争也越来越激烈，因此，必须要从原材料的来源、生产工艺路线优化以及生产规模的扩张等多个方面来进行综合提升，以提高化工产业的整体发展能力，实现良好的经济效益。
结语
综上所述，由于己内酰胺的生产工艺路线长，原料较多，使得粗己内酰胺中杂质组分复杂。随着国内己内酰胺行业竞争的日趋激烈，对产品的质量要求逐步提高，单一的精制方法很难满足下游客户对产品品质的要求。因此，在己内酰胺精制过程中，均采取多种精制方法相结合对其进行处理，以达到理想的效果，但这就产生了精制路线长、能耗高、产品质量稳定性差等问题。未来己内酰胺的精制研究将会集中在对现有的精制工艺进行改进优化，以及新精制工艺的研发与应用上，逐步形成一条高效、经济、环保的己内酰胺精制组合工艺。
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论文作者:高超
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/30