ε己内酯产业现状及其应用

综述与专论

合成纤维工业,2013,36(1):46

CHINA

SYNTHETIC

FIBER

INDUSTRY

占-己内酯产业现状及其应用

黎树根李长存

(中国石化集团资产管理有限公司巴陵石化分公司环己酮事业部,湖南岳阳414014)摘

要:阐述了国内外占.己内酯生产能力、产品质量及国内市场情况等产业现状;分析了国外占.己内酯的

生产工艺,如过氧酸氧化工艺、6一羟基己酸酯环化工艺、催化氧化工艺等;介绍了占一己内酯及其聚合物的应用情况,包括聚己内酯、聚己内酯多元醇、聚己内酯型聚氨酯、己内酯共聚物、聚酯分散剂等,展望了占一己内酯产业的发展趋势;随着占一己内酯及其应用领域的拓展,占.己内酯需求量增大,我国应加大开发占.己内酯型聚氨酯。

关键词:s.己内酯生产应用聚氨酯中图分类号:TQ342.2

文献标识码:A

文章编号:1001—0041(2013)01.0046.04

占一己内酯是一种无毒的有机化工中间体,主大s一己内酯生产能力,为满足市场增长需求,巴要作为单体来制备高性能聚合物¨j。占.己内酯还斯夫将投入更多的资金用于占一己内酯项目及其可以作为良溶剂,对一些高分子材料具有很好的

价值链的扩能¨J。日本大赛璐对占一己内酯的研溶解性【2J。占一己内酯作为单体主要用于生产热塑

究起于20世纪80年代∞J,目前是亚洲最大的占一性聚己内酯、聚己内酯多元醇、聚己内酯型聚氨己内酯生产商,其生产能力大于10kt/a【『7|。美国酯,己内酯.丙交酯共聚物、聚合物分散剂等,广泛UCC公司于1967年用环己酮与过氧酸反应制备应用于生物降解塑料、医用高分子材料,合成革、占.己内酯,再用s一己内酯与氨水反应制备己内酰胶黏剂、涂料等。20世纪30年代占一己内酯首次胺,装置产能为25kt/a,1972年氨解工序停工,装在实验室成功合成旧J。近年来,随着占一己内酯及置依然可生产占一己内酯。此外陶氏化学曾生产下游产品用途及应用领域的不断扩大,8一己内酯占.己内酯产品,后由于产品成本及市场情况等原

单体的市场需求量也逐年增加。作者分析了国内

因于2008年宣布退出占一己内酯领域。

外s一己内酯产业现状及产品应用,并展望了占一由于s一己内酯市场的需求量不断增加,近年

己内酯的发展趋势。

来,国外占一己内酯生产企业也不断扩大产能。2011年全球占一己内酯的市场需求量已超过501国内外占一己内酯产业现状kt/a,并且占一己内酯的缺口将不断增大H1。国外1.1国外占-己内酯产业现状

s一己内酯市场需求主要集中欧洲、北美及亚洲。国外占.己内酯生产企业主要有柏斯托、巴斯柏斯托公司在欧洲的销售份额约占总份额的夫、大赛璐、陶氏化学及美国Union

carbidecorpo—

42%,北美占33%,亚洲及其他地区占25%。目ration(UCC)公司。柏斯托公司是最大的占一己内前,亚洲市场对占.己内酯需求的年增长率最高,酯生产企业,预计总生产能力在40—60

kt/a。

约为7%,欧洲和北美约为5%。国外占一己内酯1975年苏威公司在英国Warrington开始研发和企业正在调整生产及销售战略,仅有少部分占一己生产己内酯。占.己内酯装置生产能力已达到15内酯产品供应市场,大多数产品用来生产聚占?己kt/a,同时生产热塑性聚占一己内酯及聚己内酯多内酯、聚己内酯型聚氨酯等高附加值产品。例如元醇,产品销往全球各地。2008年,柏斯托公司

全球最大的占一己内酯生产商柏斯托公司,仅有约将苏威旗下的占一己内酯及聚己内酯业务全部收30%的s一己内酯产品销往全球各地,其余约70%购。2010年柏斯托公司对装置进行扩能改造,用于生产聚己内酯、聚己内酯多元醇等MJ。

8.己内酯装置产能翻番MJ。巴斯夫公司自2001

收稿日期:2012—11—12;修改稿收到日期:2012—12-12。年开始生产占.己内酯产品,生产基地位于美国的作者简介:黎树根(1967一),男,高级工程师,主要从事环德克萨斯州Freeport。2008年巴斯夫开始逐步扩

己酮技术开发管理工作。E・mail:yh02jk@163.corn。

万方数据

第1期黎树根等.占.己内酯产业现状及其应用

47

1.2国内F一己内酯产业现状从20世纪70年代开始,国内曾有4家企业研发生产占.己内酯产品,分别分布在湖南岳阳、江苏盐城、江苏南京、四川成都。目前仅有中国石化巴陵石化公司(简称巴陵石化)正常生产,装置生产规模为200t/a,产品纯度大于99.9%。

巴陵石化占-己内酯生产技术研究始于2006年,2007年小试研究合成出合格的占一己内酯产品。2011年底中试装置通过中国石化集团公司鉴定。目前正准备建设10kt/a的s一己内酯工业装置。随着国内对占一己内酯下游产品需求的不断增加,国内占一己内酯的市场需求量逐年增加,根据2009--2011年中国海关数据分析,2010年国内占-己内酯进口增长率为41.9%,2011年为53.2%。在销售价格方面,2009年国外s.己内酯在中国大陆的销售价格为33800.寻r/t,2010年为

36

500彤t,2011年为42000形t。2010年占一己

内酯价格年增长率为8.O%,2011年为15.1%。

1.3

占.己内酯产品质量情况

占-己内酯的产品质量主要取决于其纯度、酸

值和含水量。占.己内酯产品纯度越高,酸值和含水量越低,产品质量越好。

由表1可看出,巴陵石化的占.己内酯的产品

质量与国外产品质量相当。

表l国内外8-己内酯产品质量指标

Tab.1

Qualityindexofcaprolactonein

Chinaandabroad

1.4

占.己内酯生产工艺

1.4.1过氧酸氧化工艺

过氧酸氧化工艺主要是用过氧酸作氧化剂氧化环己酮合成占一己内酯,其反应机理是环己酮与过氧酸反应生成含有过氧基团的中间体,由于过氧基团不稳定,容易异裂成正负氧离子,异裂所得到的正氧离子经过重排,便得到占.己内酯。常用的有机过氧酸包括过氧甲酸、过氧乙酸、过氧丙酸、单过氧邻苯二甲酸和间氯过氧苯甲酸等心J。目前,日本大赛璐采用过氧乙酸氧化方法来制备占一己内酯,并申请了专利o¨。大赛璐的主要生产工艺是将环己酮、乙酸乙酯(作为溶剂)、30%的过氧乙酸输送到流动式反应器中,在50%条件下

万方数据

反应,得到的产物为混合物,包括:28.78%占一己

内酯,0.52%未反应的环己酮,1.31%未反应的过氧乙酸,0。59%副产物己二酸,0.30%己内酯低聚

物,21,16%的乙酸,47.34%的乙酸乙酯。然后混合物进入精馏塔进行分离提纯。塔顶温度35℃,低沸物被分离,塔釜温度为160%,最高压力为60mmHg,回流比为1.0。分离出乙酸乙酯及乙酸后,其余的混合物将送人下一个塔,最后分离出高

纯度的8一己内酯产品【5J。此工艺的优点为氧化

效果好,产品转化率高,缺点为对安全措施要求高,工序多,物耗、能耗高。此外,后期的产品分离和羧酸的回收再利用也存在一定的困难¨J。

1.4.2

6一羟基己酸酯环化工艺

6.羟基己酸酯环化工艺首先用富氧氧化环己烷得到环己酮及环己醇等混合物,用水萃取混合物得到副产物为羧酸混合物。羧酸混合物主要包括己二酸、6一羟基己酸和少量的环己二醇。将羧酸混合物与小分子醇类进行反应,则可得到相应的己二酸酯、6一羟基己酸酯等。将己二酸酯加氢分离后可得到1,6.己二醇,将6-羟基己酸酯在加热的条件下环化后可得到8一己内酯。目前,巴斯夫公司专利报道该工艺的优点为既可产占.己内酯又可产1,6一己二醇,缺点为过程中分离工序多、能耗大、收率低【9j。

1.4.3催化氧化工艺

为了解决用过氧羧酸氧化环己酮生产占一己内酯过程中安全风险大的弊端,苏威公司英国工厂(现被柏斯托公司收购)于2003年开发了新的催化氧化方法。此催化氧化法主要是用将三氟化锑催化剂(负载介孔二氧化硅上)与环己酮混合,

升温至70℃,并加入一定浓度的双氧水,在压力

恒定条件下进行催化氧化反应u0|。此工艺路线简单,安全风险低,缺点是催化剂寿命短。

s.己内酯的应用2.1热塑性聚己内酯

热塑性聚己内酯是s.己内酯开环聚合所得到的高相对分子质量聚合物,热塑性聚己内酯具有良好的生物降解性能,形状记忆特性、低温柔韧性、耐水解性等诸多优点。这也使得热塑性聚己内酯的应用越来越广。

热塑性聚己内酯的熔点约为60℃,在55—75℃下,具有非常好的变形特性和记忆特性,被广泛用于整形外科的骨科夹板、牙印模和放射治

合成纤维工业2013年第36卷

疗系统,以及骨折体内固定材料,如体内骨骼固定板,骨钉等,还可用于手术缝合线H1l。

另外,热塑聚己内酯可与聚乳酸共混,用于制备吹塑薄膜、层压材料和包装材料的产品。如生物降解农用薄膜,一次性餐具,生物降解塑料袋等。聚己内酯与很多聚合物具有优异的相容性。可用于增塑剂、改性料以及色母粒载体等。2.2聚己内酯多元醇及聚己内酯型聚氨酯

聚己内酯多元醇是由占.己内酯在多元醇的引发下所得到的具有多个端羟基的低相对分子质量聚合物。聚己内酯多元醇可以与二异氰酸酯反应来制备高性能的聚己内酯型聚氨酯。聚己内酯多元醇具有调节聚氨酯弹性体中软段的功能,用聚己内酯多元醇制备的聚氨酯的水解稳定性和低温柔韧性远远优于通常以聚醚二元醇或其他聚酯二元醇为原材料生产的聚氨酯。此外,用其制得的弹性体的高温适应性、机械性能和耐溶剂性能都优于其他普通聚氨酯。广泛应用于制鞋、家电、汽车、纺织和轮胎等行业【12|。聚己内酯型聚氨酯还具有其他优异性能,如低温柔顺性、耐候型、光稳定性、高抗撕裂强度及耐水解性等。在高档合成革、汽车涂料、鞋底料、胶黏剂等领域的应用较

为广泛。

2.3

占.己内酯系共聚物

占.己内酯可以与丙交酯或乙交酯等进行共

聚,来改善聚己内酯在熔点低、降解时间长等缺点,占一己内酯与乙交酯或丙交酯的共聚物可制备手术缝合线,其降解速度适当,韧性好,性能优于传统的乙交酯丙交酯共聚物(PLGA)手术缝合线。另外在一次性餐具、生物降解塑料袋等领域应用也较多。

2.4聚己内酯型分散剂

聚己内酯分散剂主要用于塑料填充体系中,由于无机填料如纳米碳酸钙与聚合物之间的极性差别很大,无机填料在聚合物中不能得到很好的分散,聚己内酯分散剂具有很好的分散效果,可增强两相的界面结合力¨…。

3结语

从占.己内酯行业市场现状来看,未来5年,占.己内酯在欧洲,北美,东亚地区的需求量依然保持强劲态势,预计年均增长率约5%,随着8一己内酯及其下游产品应用领域的不断拓展,占-己内酯的需求量也将逐年增高。从全球占一己内酯产能

万方数据

分布来看,目前的生产企业主要集中在英国、日本和美国,装置产能较大,且产业链已较为成熟。国内对于8.己内酯的生产技术研究起步较晚,目前只有中国石化巴陵石化公司拥有200t/a的占一己内酯中试装置。此公司计划2015年前建成投产

10

kt/a的占.己内酯工业装置。这将填补国内无

大规模8.己内酯工业装置的空白,且满足中国市场的需求,将对国内s.己内酯产业链的形成和发展起到积极作用。

从s.己内酯行业生产技术现状来看,开展占.己内酯在生产过程中的阻聚技术攻关及低聚物的解聚技术攻关、降低能耗物耗、开发绿色环保的新工艺,依然是未来几年业内研究的重点。从产品应用来看,国外对聚己内酯型聚氨酯的开发和应用较为成熟,而国内在这一领域仍属于起步阶段,建议国内聚氨酯生产企业大力开发聚己内酯型聚氨酯。

参考文献

[1]Kweon

HY,YooMK,ParkIK,eta1.Anoveldegradablepoly-

caprolactonenetworksfortissue

engineering[J].Biomaterials,

2003,24(5):801—808.

[2]郭明奇,邱仁华,尹双凤.环己酮氧化制备己内酯的研究进

展[J].石油化工,2012,41(3):354—363.

[3]杜宗罡,朱光明,於秋霞.占・己内酯的合成与应用[J].化工

新型材料,2003,31(9):12—14.[4]

WhiteL.Perstorp

to

stBrt

new

caprolactonecapacity

in

Q3

[J].UrethanesTechnol

Int,201l,28(3):28—29.

[5]Pmnfindia

group.BASFincreases

capacityforepsilon-caprolac—

tone[J].Paintindia.2007,57(11):134—134.[6]

YamaguehiK,AshikawaY.Purifyingmethodofepsiloncapro-

lactone:JP,57040481[P].1982—03—06.[7]

OhamE,KawazumiK.Processforproducingepsilon—eaprolac-

tone:US,6936724[P].2005-08—30.

[8]程进,徐进.占.己内酯的合成应用探究[J].科技资讯,2011

(2):1.[9]Pinkos

R,TebbenGD,BreuningerD,eta1.Proce88forprepar-

ing

epsflon-eaprolaetone:US,8217186[P].2012-07—10.

[10]RoceaM

C,CartG,LambertAB,et

a1.PM∞sforthe

oxidation

ofeyclohexanoneto占-capmlactone:US,6531615[P].2003—

03—11.

[11]杨延慧,严涵,康晓梅,等.聚己内酯的应用研究进展[J].化

工新型材料,2011,39(12):13一15.

[12]庄景,徐世崇.聚己内酯多元醇的合成与应用[J].上海涂

料,2003,4l(5):17—18.

[13]冯开才,张胜寒,李谷,等.聚酯型超分散剂对聚丙烯/无机

填料复合材料力学性能的影响[J].塑料工业,2006。34

(21):12—14.

第1期黎树根等.占.己内酯产业现状及其应用

49

Industry

statusandapplicationof占-caprolactone

LiShugen,LiChangcun

(CydohexanoneDivision,BalingPetrochemicalCompany.SINOPECAssetManagementCorporation,Yueyang414014)Abstract:Theproductioncapacity。productqualityandChinamarketofe-capmlactoneindustry

tional占.caprolactoneprocesstechnologie8wereanalyzed,such

as

weredescribed.Theintema-

pemceticacidoxidationprocess,6-hydroxyhexanatecyclization

process,catalyticoxidationprocess,ere.Theapplicationsofz—caprolactoneanditspolymerswereintroduced,includingpolyca-prolactone,polycaprolactonepolyol,polycaprolactone-typepolyurethane,caprolactonedevelopmenttrendofe.caprolactoneindustrywas

copolymer

was

and

polyester

dispersants.The

outlooked.The

demandfor8-caprolactoneexpandedwhiledeveloping占・

caprolactoneanditsapplication.Chinashouldenhancethedevelopmentofpolycaprolactone・typepolyurethane.

Keywords:s.caprolactone;production;application;polyurethane

.一国内外动态◆

IVL在北美新PET工厂

日本化纤协会《行业新闻:》报道,泰国Indorama

Ven-

姆赫斯特大学教授乔治・胡贝尔发明,可利用非粮生物质生产苯、甲苯、二甲苯和烯烃。该工艺不同于传统的发

酵工艺,不用将纤维素转化为糖类。木质纤维素生物质

进入含有催化剂、生物质和气体混合物的流化床反应器,

通过热分解形成热解蒸汽,再转化成目标产物芳烃和烯

烃,以及副产物一氧化碳、二氧化碳和焦炭等。

Andlotech公司在生产对二甲苯方面将具有成本优势:原料为木屑和玉米秸秆等非粮生物质,并且这些原料无需任何预处理;所有的化学反应在一个流化床中进行,

tu瑚(IVL)决定,在美国建新聚对苯二甲酸乙二醇酯

(PET)工厂。新建工厂的生产能力为540kt/a,预定在2015年第4季度投产。由此,该公司在北美的PET树脂总生产能力将扩大到2

100kt/a。

(通讯员王德诚)

有助于提高产物效率;改进的CFP技术可使对二甲苯的产率提高至95%,从而极大地降低了产物分离成本;工艺

放大也比较简单。目前,该生产工艺仍处在实验室阶段,有望2014年达到示范装置规模,2018年实现商业化生产。

(通讯员崔小明)

三菱丽阳和SK合作开发碳纤维预浸料业务

三菱丽阳公司于2012年12月19日宣布,已与韩国SK化学品公司组建了业务联盟,以便在亚洲国家开发和扩大碳纤维预浸料业务。

该联盟的目的是为制造和开发碳纤维及复合材料形成合力。三菱丽阳和sK化学公司已经签署了一项长期

英威达在新加坡新建氨纶工厂

据报道,英威达公司2012年12月宣布,将在新加坡

的Tuas新建l条氨纶生产线,生产Lycra纤维产品,以满足亚洲地区不断增长的需求。该生产线开始将侧重生产

Easy

供应协议,据此,三菱丽阳将向sK化学品公司提供碳纤维。三菱丽阳委托sK化学品公司用三菱丽阳的碳纤维

生产预浸料。这些预浸料将在SK化学品公司位于韩国蔚山和中国青岛的装置进行制造。

三菱丽阳公司和SK化学品公司也将合作开发和制造工业应用的碳纤维预浸料。风力发电叶片用重量级预浸料的商业化生产将在SK化学公司的蔚山工厂进行。

全球对碳纤维的需求目前估计在柏kt/a,15%的年

Set专业型的Lyc,a纤维,提高热能效率,改进了纤维

质量,手感更柔软。

(通讯员王德诚)

上海将建己二胺生产装置

全球领先的尼龙中间体和纤维制造商英威达公司将在上海化学工业区建立一家215kt/a己二胺(HMD)的全球最高效节能生产厂。该工厂预计2015年建成投产。这

均增长率预计主要在工业市场。除了体育及旅游休闲用

品传统的应用外,不断增长的需求应用预期如风力发电机,尤其是在亚洲。

(通讯员钱伯章)

是英威达在亚太区建立综合尼龙66中间体和聚合物生

产厂的重要里程碑。

目前,英威达正在加强在中国的尼龙66投资,包括采用其专有技术生产己二腈(ADN)、尼龙66及工程塑料复合物的有关生产设施。

(通讯员郑宁来)

Aneilotech公司生物法对二甲苯技术获突破

2012年12月,Anellotech公司获得美国马萨诸塞州阿姆赫斯特(Amherst)大学的技术授权,采用催化快速热解(CFP)技术生产对二甲苯。CFP技术由马萨诸塞州阿

万方数据

综述与专论

合成纤维工业,2013,36(1):46

CHINA

SYNTHETIC

FIBER

INDUSTRY

占-己内酯产业现状及其应用

黎树根李长存

(中国石化集团资产管理有限公司巴陵石化分公司环己酮事业部,湖南岳阳414014)摘

要:阐述了国内外占.己内酯生产能力、产品质量及国内市场情况等产业现状;分析了国外占.己内酯的

生产工艺,如过氧酸氧化工艺、6一羟基己酸酯环化工艺、催化氧化工艺等;介绍了占一己内酯及其聚合物的应用情况,包括聚己内酯、聚己内酯多元醇、聚己内酯型聚氨酯、己内酯共聚物、聚酯分散剂等,展望了占一己内酯产业的发展趋势;随着占一己内酯及其应用领域的拓展,占.己内酯需求量增大,我国应加大开发占.己内酯型聚氨酯。

关键词:s.己内酯生产应用聚氨酯中图分类号:TQ342.2

文献标识码:A

文章编号:1001—0041(2013)01.0046.04

占一己内酯是一种无毒的有机化工中间体,主大s一己内酯生产能力,为满足市场增长需求,巴要作为单体来制备高性能聚合物¨j。占.己内酯还斯夫将投入更多的资金用于占一己内酯项目及其可以作为良溶剂,对一些高分子材料具有很好的

价值链的扩能¨J。日本大赛璐对占一己内酯的研溶解性【2J。占一己内酯作为单体主要用于生产热塑

究起于20世纪80年代∞J,目前是亚洲最大的占一性聚己内酯、聚己内酯多元醇、聚己内酯型聚氨己内酯生产商,其生产能力大于10kt/a【『7|。美国酯,己内酯.丙交酯共聚物、聚合物分散剂等,广泛UCC公司于1967年用环己酮与过氧酸反应制备应用于生物降解塑料、医用高分子材料,合成革、占.己内酯,再用s一己内酯与氨水反应制备己内酰胶黏剂、涂料等。20世纪30年代占一己内酯首次胺,装置产能为25kt/a,1972年氨解工序停工,装在实验室成功合成旧J。近年来,随着占一己内酯及置依然可生产占一己内酯。此外陶氏化学曾生产下游产品用途及应用领域的不断扩大,8一己内酯占.己内酯产品,后由于产品成本及市场情况等原

单体的市场需求量也逐年增加。作者分析了国内

因于2008年宣布退出占一己内酯领域。

外s一己内酯产业现状及产品应用,并展望了占一由于s一己内酯市场的需求量不断增加,近年

己内酯的发展趋势。

来,国外占一己内酯生产企业也不断扩大产能。2011年全球占一己内酯的市场需求量已超过501国内外占一己内酯产业现状kt/a,并且占一己内酯的缺口将不断增大H1。国外1.1国外占-己内酯产业现状

s一己内酯市场需求主要集中欧洲、北美及亚洲。国外占.己内酯生产企业主要有柏斯托、巴斯柏斯托公司在欧洲的销售份额约占总份额的夫、大赛璐、陶氏化学及美国Union

carbidecorpo—

42%,北美占33%,亚洲及其他地区占25%。目ration(UCC)公司。柏斯托公司是最大的占一己内前,亚洲市场对占.己内酯需求的年增长率最高,酯生产企业,预计总生产能力在40—60

kt/a。

约为7%,欧洲和北美约为5%。国外占一己内酯1975年苏威公司在英国Warrington开始研发和企业正在调整生产及销售战略,仅有少部分占一己生产己内酯。占.己内酯装置生产能力已达到15内酯产品供应市场,大多数产品用来生产聚占?己kt/a,同时生产热塑性聚占一己内酯及聚己内酯多内酯、聚己内酯型聚氨酯等高附加值产品。例如元醇,产品销往全球各地。2008年,柏斯托公司

全球最大的占一己内酯生产商柏斯托公司,仅有约将苏威旗下的占一己内酯及聚己内酯业务全部收30%的s一己内酯产品销往全球各地,其余约70%购。2010年柏斯托公司对装置进行扩能改造,用于生产聚己内酯、聚己内酯多元醇等MJ。

8.己内酯装置产能翻番MJ。巴斯夫公司自2001

收稿日期:2012—11—12;修改稿收到日期:2012—12-12。年开始生产占.己内酯产品,生产基地位于美国的作者简介:黎树根(1967一),男,高级工程师,主要从事环德克萨斯州Freeport。2008年巴斯夫开始逐步扩

己酮技术开发管理工作。E・mail:yh02jk@163.corn。

万方数据

第1期黎树根等.占.己内酯产业现状及其应用

47

1.2国内F一己内酯产业现状从20世纪70年代开始,国内曾有4家企业研发生产占.己内酯产品,分别分布在湖南岳阳、江苏盐城、江苏南京、四川成都。目前仅有中国石化巴陵石化公司(简称巴陵石化)正常生产,装置生产规模为200t/a,产品纯度大于99.9%。

巴陵石化占-己内酯生产技术研究始于2006年,2007年小试研究合成出合格的占一己内酯产品。2011年底中试装置通过中国石化集团公司鉴定。目前正准备建设10kt/a的s一己内酯工业装置。随着国内对占一己内酯下游产品需求的不断增加,国内占一己内酯的市场需求量逐年增加,根据2009--2011年中国海关数据分析,2010年国内占-己内酯进口增长率为41.9%,2011年为53.2%。在销售价格方面,2009年国外s.己内酯在中国大陆的销售价格为33800.寻r/t,2010年为

36

500彤t,2011年为42000形t。2010年占一己

内酯价格年增长率为8.O%,2011年为15.1%。

1.3

占.己内酯产品质量情况

占-己内酯的产品质量主要取决于其纯度、酸

值和含水量。占.己内酯产品纯度越高,酸值和含水量越低,产品质量越好。

由表1可看出,巴陵石化的占.己内酯的产品

质量与国外产品质量相当。

表l国内外8-己内酯产品质量指标

Tab.1

Qualityindexofcaprolactonein

Chinaandabroad

1.4

占.己内酯生产工艺

1.4.1过氧酸氧化工艺

过氧酸氧化工艺主要是用过氧酸作氧化剂氧化环己酮合成占一己内酯,其反应机理是环己酮与过氧酸反应生成含有过氧基团的中间体,由于过氧基团不稳定,容易异裂成正负氧离子,异裂所得到的正氧离子经过重排,便得到占.己内酯。常用的有机过氧酸包括过氧甲酸、过氧乙酸、过氧丙酸、单过氧邻苯二甲酸和间氯过氧苯甲酸等心J。目前,日本大赛璐采用过氧乙酸氧化方法来制备占一己内酯,并申请了专利o¨。大赛璐的主要生产工艺是将环己酮、乙酸乙酯(作为溶剂)、30%的过氧乙酸输送到流动式反应器中,在50%条件下

万方数据

反应,得到的产物为混合物,包括:28.78%占一己

内酯,0.52%未反应的环己酮,1.31%未反应的过氧乙酸,0。59%副产物己二酸,0.30%己内酯低聚

物,21,16%的乙酸,47.34%的乙酸乙酯。然后混合物进入精馏塔进行分离提纯。塔顶温度35℃,低沸物被分离,塔釜温度为160%,最高压力为60mmHg,回流比为1.0。分离出乙酸乙酯及乙酸后,其余的混合物将送人下一个塔,最后分离出高

纯度的8一己内酯产品【5J。此工艺的优点为氧化

效果好,产品转化率高,缺点为对安全措施要求高,工序多,物耗、能耗高。此外,后期的产品分离和羧酸的回收再利用也存在一定的困难¨J。

1.4.2

6一羟基己酸酯环化工艺

6.羟基己酸酯环化工艺首先用富氧氧化环己烷得到环己酮及环己醇等混合物,用水萃取混合物得到副产物为羧酸混合物。羧酸混合物主要包括己二酸、6一羟基己酸和少量的环己二醇。将羧酸混合物与小分子醇类进行反应,则可得到相应的己二酸酯、6一羟基己酸酯等。将己二酸酯加氢分离后可得到1,6.己二醇,将6-羟基己酸酯在加热的条件下环化后可得到8一己内酯。目前,巴斯夫公司专利报道该工艺的优点为既可产占.己内酯又可产1,6一己二醇,缺点为过程中分离工序多、能耗大、收率低【9j。

1.4.3催化氧化工艺

为了解决用过氧羧酸氧化环己酮生产占一己内酯过程中安全风险大的弊端,苏威公司英国工厂(现被柏斯托公司收购)于2003年开发了新的催化氧化方法。此催化氧化法主要是用将三氟化锑催化剂(负载介孔二氧化硅上)与环己酮混合,

升温至70℃,并加入一定浓度的双氧水,在压力

恒定条件下进行催化氧化反应u0|。此工艺路线简单,安全风险低,缺点是催化剂寿命短。

s.己内酯的应用2.1热塑性聚己内酯

热塑性聚己内酯是s.己内酯开环聚合所得到的高相对分子质量聚合物,热塑性聚己内酯具有良好的生物降解性能,形状记忆特性、低温柔韧性、耐水解性等诸多优点。这也使得热塑性聚己内酯的应用越来越广。

热塑性聚己内酯的熔点约为60℃,在55—75℃下,具有非常好的变形特性和记忆特性,被广泛用于整形外科的骨科夹板、牙印模和放射治

合成纤维工业2013年第36卷

疗系统,以及骨折体内固定材料,如体内骨骼固定板,骨钉等,还可用于手术缝合线H1l。

另外,热塑聚己内酯可与聚乳酸共混,用于制备吹塑薄膜、层压材料和包装材料的产品。如生物降解农用薄膜,一次性餐具,生物降解塑料袋等。聚己内酯与很多聚合物具有优异的相容性。可用于增塑剂、改性料以及色母粒载体等。2.2聚己内酯多元醇及聚己内酯型聚氨酯

聚己内酯多元醇是由占.己内酯在多元醇的引发下所得到的具有多个端羟基的低相对分子质量聚合物。聚己内酯多元醇可以与二异氰酸酯反应来制备高性能的聚己内酯型聚氨酯。聚己内酯多元醇具有调节聚氨酯弹性体中软段的功能,用聚己内酯多元醇制备的聚氨酯的水解稳定性和低温柔韧性远远优于通常以聚醚二元醇或其他聚酯二元醇为原材料生产的聚氨酯。此外,用其制得的弹性体的高温适应性、机械性能和耐溶剂性能都优于其他普通聚氨酯。广泛应用于制鞋、家电、汽车、纺织和轮胎等行业【12|。聚己内酯型聚氨酯还具有其他优异性能,如低温柔顺性、耐候型、光稳定性、高抗撕裂强度及耐水解性等。在高档合成革、汽车涂料、鞋底料、胶黏剂等领域的应用较

为广泛。

2.3

占.己内酯系共聚物

占.己内酯可以与丙交酯或乙交酯等进行共

聚,来改善聚己内酯在熔点低、降解时间长等缺点,占一己内酯与乙交酯或丙交酯的共聚物可制备手术缝合线,其降解速度适当,韧性好,性能优于传统的乙交酯丙交酯共聚物(PLGA)手术缝合线。另外在一次性餐具、生物降解塑料袋等领域应用也较多。

2.4聚己内酯型分散剂

聚己内酯分散剂主要用于塑料填充体系中,由于无机填料如纳米碳酸钙与聚合物之间的极性差别很大,无机填料在聚合物中不能得到很好的分散,聚己内酯分散剂具有很好的分散效果,可增强两相的界面结合力¨…。

3结语

从占.己内酯行业市场现状来看,未来5年,占.己内酯在欧洲,北美,东亚地区的需求量依然保持强劲态势,预计年均增长率约5%,随着8一己内酯及其下游产品应用领域的不断拓展,占-己内酯的需求量也将逐年增高。从全球占一己内酯产能

万方数据

分布来看,目前的生产企业主要集中在英国、日本和美国,装置产能较大,且产业链已较为成熟。国内对于8.己内酯的生产技术研究起步较晚,目前只有中国石化巴陵石化公司拥有200t/a的占一己内酯中试装置。此公司计划2015年前建成投产

10

kt/a的占.己内酯工业装置。这将填补国内无

大规模8.己内酯工业装置的空白,且满足中国市场的需求,将对国内s.己内酯产业链的形成和发展起到积极作用。

从s.己内酯行业生产技术现状来看,开展占.己内酯在生产过程中的阻聚技术攻关及低聚物的解聚技术攻关、降低能耗物耗、开发绿色环保的新工艺,依然是未来几年业内研究的重点。从产品应用来看,国外对聚己内酯型聚氨酯的开发和应用较为成熟,而国内在这一领域仍属于起步阶段,建议国内聚氨酯生产企业大力开发聚己内酯型聚氨酯。

参考文献

[1]Kweon

HY,YooMK,ParkIK,eta1.Anoveldegradablepoly-

caprolactonenetworksfortissue

engineering[J].Biomaterials,

2003,24(5):801—808.

[2]郭明奇,邱仁华,尹双凤.环己酮氧化制备己内酯的研究进

展[J].石油化工,2012,41(3):354—363.

[3]杜宗罡,朱光明,於秋霞.占・己内酯的合成与应用[J].化工

新型材料,2003,31(9):12—14.[4]

WhiteL.Perstorp

to

stBrt

new

caprolactonecapacity

in

Q3

[J].UrethanesTechnol

Int,201l,28(3):28—29.

[5]Pmnfindia

group.BASFincreases

capacityforepsilon-caprolac—

tone[J].Paintindia.2007,57(11):134—134.[6]

YamaguehiK,AshikawaY.Purifyingmethodofepsiloncapro-

lactone:JP,57040481[P].1982—03—06.[7]

OhamE,KawazumiK.Processforproducingepsilon—eaprolac-

tone:US,6936724[P].2005-08—30.

[8]程进,徐进.占.己内酯的合成应用探究[J].科技资讯,2011

(2):1.[9]Pinkos

R,TebbenGD,BreuningerD,eta1.Proce88forprepar-

ing

epsflon-eaprolaetone:US,8217186[P].2012-07—10.

[10]RoceaM

C,CartG,LambertAB,et

a1.PM∞sforthe

oxidation

ofeyclohexanoneto占-capmlactone:US,6531615[P].2003—

03—11.

[11]杨延慧,严涵,康晓梅,等.聚己内酯的应用研究进展[J].化

工新型材料,2011,39(12):13一15.

[12]庄景,徐世崇.聚己内酯多元醇的合成与应用[J].上海涂

料,2003,4l(5):17—18.

[13]冯开才,张胜寒,李谷,等.聚酯型超分散剂对聚丙烯/无机

填料复合材料力学性能的影响[J].塑料工业,2006。34

(21):12—14.

第1期黎树根等.占.己内酯产业现状及其应用

49

Industry

statusandapplicationof占-caprolactone

LiShugen,LiChangcun

(CydohexanoneDivision,BalingPetrochemicalCompany.SINOPECAssetManagementCorporation,Yueyang414014)Abstract:Theproductioncapacity。productqualityandChinamarketofe-capmlactoneindustry

tional占.caprolactoneprocesstechnologie8wereanalyzed,such

as

weredescribed.Theintema-

pemceticacidoxidationprocess,6-hydroxyhexanatecyclization

process,catalyticoxidationprocess,ere.Theapplicationsofz—caprolactoneanditspolymerswereintroduced,includingpolyca-prolactone,polycaprolactonepolyol,polycaprolactone-typepolyurethane,caprolactonedevelopmenttrendofe.caprolactoneindustrywas

copolymer

was

and

polyester

dispersants.The

outlooked.The

demandfor8-caprolactoneexpandedwhiledeveloping占・

caprolactoneanditsapplication.Chinashouldenhancethedevelopmentofpolycaprolactone・typepolyurethane.

Keywords:s.caprolactone;production;application;polyurethane

.一国内外动态◆

IVL在北美新PET工厂

日本化纤协会《行业新闻:》报道,泰国Indorama

Ven-

姆赫斯特大学教授乔治・胡贝尔发明,可利用非粮生物质生产苯、甲苯、二甲苯和烯烃。该工艺不同于传统的发

酵工艺,不用将纤维素转化为糖类。木质纤维素生物质

进入含有催化剂、生物质和气体混合物的流化床反应器,

通过热分解形成热解蒸汽,再转化成目标产物芳烃和烯

烃,以及副产物一氧化碳、二氧化碳和焦炭等。

Andlotech公司在生产对二甲苯方面将具有成本优势:原料为木屑和玉米秸秆等非粮生物质,并且这些原料无需任何预处理;所有的化学反应在一个流化床中进行,

tu瑚(IVL)决定,在美国建新聚对苯二甲酸乙二醇酯

(PET)工厂。新建工厂的生产能力为540kt/a,预定在2015年第4季度投产。由此,该公司在北美的PET树脂总生产能力将扩大到2

100kt/a。

(通讯员王德诚)

有助于提高产物效率;改进的CFP技术可使对二甲苯的产率提高至95%,从而极大地降低了产物分离成本;工艺

放大也比较简单。目前,该生产工艺仍处在实验室阶段,有望2014年达到示范装置规模,2018年实现商业化生产。

(通讯员崔小明)

三菱丽阳和SK合作开发碳纤维预浸料业务

三菱丽阳公司于2012年12月19日宣布,已与韩国SK化学品公司组建了业务联盟,以便在亚洲国家开发和扩大碳纤维预浸料业务。

该联盟的目的是为制造和开发碳纤维及复合材料形成合力。三菱丽阳和sK化学公司已经签署了一项长期

英威达在新加坡新建氨纶工厂

据报道,英威达公司2012年12月宣布,将在新加坡

的Tuas新建l条氨纶生产线,生产Lycra纤维产品,以满足亚洲地区不断增长的需求。该生产线开始将侧重生产

Easy

供应协议,据此,三菱丽阳将向sK化学品公司提供碳纤维。三菱丽阳委托sK化学品公司用三菱丽阳的碳纤维

生产预浸料。这些预浸料将在SK化学品公司位于韩国蔚山和中国青岛的装置进行制造。

三菱丽阳公司和SK化学品公司也将合作开发和制造工业应用的碳纤维预浸料。风力发电叶片用重量级预浸料的商业化生产将在SK化学公司的蔚山工厂进行。

全球对碳纤维的需求目前估计在柏kt/a,15%的年

Set专业型的Lyc,a纤维,提高热能效率,改进了纤维

质量,手感更柔软。

(通讯员王德诚)

上海将建己二胺生产装置

全球领先的尼龙中间体和纤维制造商英威达公司将在上海化学工业区建立一家215kt/a己二胺(HMD)的全球最高效节能生产厂。该工厂预计2015年建成投产。这

均增长率预计主要在工业市场。除了体育及旅游休闲用

品传统的应用外,不断增长的需求应用预期如风力发电机,尤其是在亚洲。

(通讯员钱伯章)

是英威达在亚太区建立综合尼龙66中间体和聚合物生

产厂的重要里程碑。

目前,英威达正在加强在中国的尼龙66投资,包括采用其专有技术生产己二腈(ADN)、尼龙66及工程塑料复合物的有关生产设施。

(通讯员郑宁来)

Aneilotech公司生物法对二甲苯技术获突破

2012年12月,Anellotech公司获得美国马萨诸塞州阿姆赫斯特(Amherst)大学的技术授权,采用催化快速热解(CFP)技术生产对二甲苯。CFP技术由马萨诸塞州阿

万方数据


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