己二胺&尼龍66介紹
己二胺(1,6-diaminohexane; hexamethylenediamine;HMD),分子式C6H16N2,其分子中有2個含有一對孤對電子的氮原子,能與親電基團發生反應,體現了己二胺較強的堿性質。由于己二胺中存在2個氨基,因此,可根據反應物的不同,得到多種化學產品。
尼龍66(Nylon-66,簡稱PA66),全稱聚己二酰己二胺,通常由己二胺及己二酸縮聚而成。與其他工程塑料進行相比,尼龍66具備較高的機械強度、硬度和較大的剛性,加上其出色的耐熱性、耐疲勞性、耐油性、耐磨性和阻燃性、易加工成型等優點,其下游制品被廣泛應用于電子、汽車、航空、交通和消費者安全等領域。
目前,全球己二腈幾乎全部用于己二胺的生產,己二胺則主要應用于尼龍66等材料的生產。
以往其國產化率較低的瓶頸主要在于上游原材料己二腈的工業化生產難度較大。2020年,以天辰公司為代表的國內生產企業突破丁二烯法己二腈技術路線,打破了己二腈生產國外壟斷局面。隨著己二腈產能釋放帶來尼龍66生產成本降低,突破了尼龍66生原料制約瓶頸,截至2022年底,在建/擬建產能合計已超過752萬噸。
尼龍66生產工藝
尼龍66是由己二胺和己二酸進行縮聚制得的。在工業生產中,為了保證己二胺和己二酸等物質的量比進行縮聚反應,一般制成尼龍66鹽后再進行縮聚反應。
己二胺生產工藝
1. 己二腈法
目前大規模生產己二胺的方法是己二腈法。其反應機理是,在一定的溫度、壓力以及催化劑的作用下,己二腈與氫氣發生加成反應生成己二胺。
2. 己二酸法
以己二酸和氨氣為原料,發生氨化反應生成己二酸銨鹽和水,己二酸銨鹽高溫脫水生成己二腈,己二腈再與氫氣反應生成己二胺。
3. 己內酰胺法
其反應機理是己內酰胺與氨氣反應脫水生成氨基己腈,氨基己腈在高溫下與氫氣發生加成反應生成己二胺。
己二胺的生產工藝主要分為低壓法和高壓法。高壓法反應條件比較苛刻,操作安全性要求較高,設備投資相對較大。因低壓法的反應溫度、壓力較低,安全性能較好,目前,世界上生產己二胺的主導工藝路線是低壓流化床加氫。
該工藝中,氣液固三相物料在流化床反應器反應高速流動。在反應的過程中,因己二腈存在2個氰基,其加氫副反應較多。基于反應機理和工藝流程控制,如何有效提高己二胺的選擇性、減少副反應產生和降低催化劑消耗成為己二腈加氫催化劑最為關注和特別需要解決的問題。
RaneCAT-1200系列雷尼鎳,是迅凱催化自主研發的腈加氫專用催化劑,具備高活性、高強度、沉降性能好等優勢,適用于己二胺的生產工藝。其高活性可使反應快速加氫到己二胺,從而減少副反應的產生;好的沉降性能也可減少上層液外帶,提高生產效率;其高強度可有效避免在反應器高速流動中催化劑破碎,而導致的沉降變差,消耗高的情況。已成功應用于己二腈、癸二腈、脂肪胺、DMAPA等多種腈類生產,在工業應用中獲得良好口碑。
RaneCAT-1200催化劑
活性高、選擇性高——減少副反應發生,提高收率
沉降速度快、易分離——提高生產效率,減少催化劑消耗及能耗
高強度、耐磨損——套用性能好,減少催化劑消耗,高性價比
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