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環(huán)己酮是生產(chǎn)關(guān)乎國民經(jīng)濟發(fā)展、人民生活水平的重大需求品——己內(nèi)酰胺的重要中間體。己內(nèi)酰胺廣泛應用于紡織、電子、汽車、軌道交通、航天航空等新材料領(lǐng)域。前不久順利“出龍”的20萬噸/年環(huán)己烯酯化加氫制環(huán)己酮成套技術(shù)，相比傳統(tǒng)的環(huán)己酮生產(chǎn)工藝具有碳收率高、“三廢”排放少、安全清潔高效等顯著優(yōu)勢。應用該技術(shù)的兩套工業(yè)裝置均一次開車成功，產(chǎn)出合格環(huán)己酮，并實現(xiàn)安全穩(wěn)定優(yōu)化運行。本版推出專題，帶您了解中國石化自主開發(fā)的全球首創(chuàng)環(huán)己烯酯化加氫制環(huán)己酮新技術(shù)。

本版文圖由本報記者 彭 展 陳子佩鐘劍鋒 通訊員 朱云峰 趙俊琦 史延強 鞏笑笑 汪 瑩 提供

?碳原子利用率由80%提升至95%

?首創(chuàng)環(huán)己烯酯化加氫制環(huán)己酮新反應途徑

?環(huán)己烯單程轉(zhuǎn)化率大于99%

?“三廢”排放量減少90%

技術(shù)圖標

·什么是環(huán)己酮？

環(huán)己酮是一種有機化合物，化學式為C6H10O。環(huán)己酮是重要的有機化工原料，作為苯的第二大衍生物，是生產(chǎn)尼龍6單體己內(nèi)酰胺和尼龍66單體己二胺/己二酸的重要中間體，還可以作為性能優(yōu)異的高檔溶劑，在涂料、油墨、制藥、農(nóng)藥、膠黏劑、感光材料等領(lǐng)域廣泛應用。

·環(huán)己酮為什么這么重要？

環(huán)己酮是生產(chǎn)關(guān)乎國民經(jīng)濟發(fā)展、人民生活水平的重大需求品——己內(nèi)酰胺的重要中間體，目前全球99%的己內(nèi)酰胺由環(huán)己酮經(jīng)肟化、重排生產(chǎn)。

己內(nèi)酰胺是生產(chǎn)尼龍6合成纖維、工程塑料和薄膜的單體，廣泛應用于紡織、電子、汽車、軌道交通、航天航空等新材料領(lǐng)域，比如人們穿的錦綸衣物就是以環(huán)己酮為中間體制成己內(nèi)酰胺后生產(chǎn)的。環(huán)己酮下游產(chǎn)業(yè)市場需求廣闊。目前我國己內(nèi)酰胺產(chǎn)能達678萬噸/年，占全球己內(nèi)酰胺產(chǎn)能的65%以上。隨著己內(nèi)酰胺等下游產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能進一步擴大，我國對環(huán)己酮需求也將日益增長。

·環(huán)己烯酯化加氫制環(huán)己酮成套技術(shù)有哪些優(yōu)勢？

之前，環(huán)己酮工業(yè)生產(chǎn)工藝按照反應途徑的不同，主要有環(huán)己烷氧化法、環(huán)己烯水合法兩種。環(huán)己烷氧化法的碳原子利用率約80%，原子經(jīng)濟性低、“三廢”排放量大、生產(chǎn)安全性低。環(huán)己烯水合法的碳原子利用率約95%，原子經(jīng)濟性高、生產(chǎn)安全性高，但生產(chǎn)能耗高。

中國石化石科院首次提出環(huán)己酮合成新反應途徑——環(huán)己烯酯化加氫制環(huán)己酮，通過“苯選擇加氫、環(huán)己烯酯化、乙酸環(huán)己酯加氫、環(huán)己醇脫氫”生產(chǎn)環(huán)己酮，具有碳收率高、“三廢”排放少、安全清潔高效等顯著優(yōu)勢，成為中國石化己內(nèi)酰胺新一代綠色生產(chǎn)成套新技術(shù)中的核心技術(shù)。該技術(shù)是新反應途徑、新催化材料和新反應工程的集成創(chuàng)新，引領(lǐng)了環(huán)己酮綠色生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新，是基礎(chǔ)化學品生產(chǎn)技術(shù)的原始性創(chuàng)新，推動了己內(nèi)酰胺產(chǎn)業(yè)鏈高質(zhì)量發(fā)展，經(jīng)濟效益和社會效益顯著，技術(shù)水平達到國際領(lǐng)先。

企業(yè)實踐

2023年，湖南石化建成全球首套2×20萬噸/年環(huán)己烯酯化加氫制環(huán)己酮工業(yè)生產(chǎn)裝置,2023年12月15日和2024年5月25日分別一次開車成功，產(chǎn)出合格環(huán)己酮，并實現(xiàn)安全穩(wěn)定優(yōu)化運行，標志著中國石化自主開發(fā)的全球首創(chuàng)環(huán)己烯酯化加氫制環(huán)己酮新技術(shù)成功工業(yè)應用。

湖南石化：產(chǎn)品質(zhì)量滿足下游生產(chǎn)需求

作為落實“守護好一江碧水”重要指示精神、破解“化工圍江”難題的示范工程——湖南石化60萬噸/年己內(nèi)酰胺產(chǎn)業(yè)鏈搬遷與升級轉(zhuǎn)型發(fā)展項目的核心技術(shù)之一，20萬噸/年環(huán)己烯酯化加氫制環(huán)己酮成套技術(shù)于2020年12月被列為中國石化“十條龍”攻關(guān)項目。

環(huán)己烯酯化加氫制環(huán)己酮新反應途徑于2010年首次提出，歷經(jīng)小試和模式研究、中試和工程技術(shù)研究、工藝包開發(fā)和優(yōu)化、本質(zhì)安全性研究、工程設(shè)計和優(yōu)化、工程建設(shè)和完善。2023年，湖南石化建成全球首套2×20萬噸/年環(huán)己烯酯化加氫制環(huán)己酮工業(yè)生產(chǎn)裝置，分別一次開車成功，產(chǎn)出合格環(huán)己酮，并實現(xiàn)安全穩(wěn)定優(yōu)化運行。

裝置開車運行期間，湖南石化與兄弟單位深化協(xié)作，根據(jù)實際生產(chǎn)情況及時進行技術(shù)攻關(guān)，提高了裝置運行的穩(wěn)定性、負荷率和經(jīng)濟性，降低了裝置廢液、廢水中的COD（化學需氧量）含量，保證了產(chǎn)品環(huán)己酮、乙醇、環(huán)己烷的質(zhì)量滿足下游生產(chǎn)需求，裝置主要物耗、能耗全面達標。

石科院：創(chuàng)新形成綠色低碳制備環(huán)己酮新技術(shù)

環(huán)己酮是重要的基礎(chǔ)化學品，我國2024年需求量近千萬噸。2013年，環(huán)己酮被列入國家重點環(huán)境風險防控化學品名單，開發(fā)原子經(jīng)濟性高、能耗低、安全性好的環(huán)己酮綠色生產(chǎn)新技術(shù)迫在眉睫。

石科院項目團隊深入開展環(huán)己酮合成新路線的設(shè)計和基礎(chǔ)研究，全球首創(chuàng)環(huán)己烯酯化加氫制環(huán)己酮新反應途徑，聯(lián)合兄弟企業(yè)，采用全新反應原理，全球首創(chuàng)環(huán)己烯酯化加氫制環(huán)己酮新技術(shù)，開發(fā)了苯選擇加氫制環(huán)己烯、環(huán)己烯酯化制乙酸環(huán)己酯、酯加氫制環(huán)己醇和乙醇、環(huán)己醇脫氫制環(huán)己酮等新技術(shù)，通過系統(tǒng)集成創(chuàng)新形成綠色低碳的制備環(huán)己酮新技術(shù)，碳原子利用率由80%提升至95%，且“三廢”排放量減少90%，經(jīng)濟效益和社會效益顯著。

安工院：全力提升新技術(shù)本質(zhì)安全水平

環(huán)己烯酯化加氫制環(huán)己酮的工藝流程復雜，涉及苯加氫、酯加氫等多個高溫高壓單元。

為提升新技術(shù)本質(zhì)安全水平，安工院成立研發(fā)團隊圍繞熱安全基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、關(guān)鍵模型、安全控制技術(shù)等開展攻關(guān)。

該公司基于新工藝的流程特征，對裝置7個單元42個節(jié)點的700余個潛在風險點進行梳理，并對300余個關(guān)鍵風險點提出整改措施；基于苯選擇性加氫工藝的特點，創(chuàng)新開發(fā)面向氣-液-液-固四相體系的反應量熱方法；針對醇酮分離精制的風險，開發(fā)面向負壓臨氫體系的燃爆測試方法，建立相關(guān)體系的燃爆三相圖等關(guān)鍵安全數(shù)據(jù)模型；基于研究成果編制了工藝安全可靠性研究報告，確保風險可控。

工業(yè)裝置建成后，該公司與兄弟單位對裝置安全開停車方案進行反復論證及推演，實現(xiàn)裝置一次安全開車成功。

上海工程：為工業(yè)應用提供全方位保障

上海工程公司在“環(huán)己烯酯化加氫制環(huán)己酮成套技術(shù)”的工業(yè)轉(zhuǎn)化進程中，深度參與技術(shù)開發(fā)、工程設(shè)計到施工建設(shè)的全流程，助推全球首套2×20萬噸/年環(huán)己烯酯化加氫制環(huán)己酮工業(yè)裝置投產(chǎn)運行。

為切實發(fā)揮好從科技研發(fā)到裝置建設(shè)的橋梁作用，該公司以工程設(shè)計為核心，向科研和施工領(lǐng)域雙向延伸。在科研合作方面，與科研單位緊密協(xié)同攻關(guān)，將安全環(huán)保、節(jié)能環(huán)保理念深度融入技術(shù)研發(fā)過程，從源頭思考并解決工程化放大和工程設(shè)計中遇到的“卡脖子”難題。在施工服務方面，提供全程服務，派遣專業(yè)技術(shù)團隊常駐施工現(xiàn)場，嚴格把控施工質(zhì)量和進度。在裝置開車階段，對優(yōu)化方案快速響應，及時解決各類技術(shù)問題，為裝置實現(xiàn)“安全、穩(wěn)定、長周期、滿負荷、優(yōu)質(zhì)”運行提供全方位保障。

催化劑公司：新技術(shù)用催化劑實現(xiàn)連續(xù)工業(yè)生產(chǎn)

在環(huán)己烯酯化加氫制環(huán)己酮新技術(shù)研發(fā)中，催化劑公司承擔苯選擇加氫催化劑、環(huán)己烯酯化催化劑、環(huán)己烯酯化規(guī)整催化劑、乙酸環(huán)己酯加氫催化劑四種主要催化劑的生產(chǎn)任務。

該公司建設(shè)年產(chǎn)24噸苯選擇加氫制環(huán)己烯催化劑工業(yè)示范裝置和廢水處理裝置，并在石科院的指導下，對四種催化劑進行多次小試、中試和工業(yè)試驗，打通制備流程、優(yōu)化工藝條件，實現(xiàn)催化劑連續(xù)工業(yè)生產(chǎn)。

目前，該公司已生產(chǎn)苯選擇加氫催化劑數(shù)十噸、環(huán)己烯酯化和乙酸環(huán)己酯加氫催化劑數(shù)百噸，工業(yè)生產(chǎn)所有催化劑均滿足環(huán)己烯酯化加氫制環(huán)己酮裝置使用要求。

引領(lǐng)我國己內(nèi)酰胺產(chǎn)業(yè)鏈高質(zhì)量發(fā)展

問：環(huán)己烯酯化加氫制環(huán)己酮成套技術(shù)在國內(nèi)處于什么水平？相比傳統(tǒng)環(huán)己酮生產(chǎn)工藝實現(xiàn)了哪些突破？

宗保寧：環(huán)己烯酯化加氫制環(huán)己酮成套技術(shù)是我國在有機化工領(lǐng)域的一項重大原創(chuàng)性突破，技術(shù)水平全球領(lǐng)先，與傳統(tǒng)環(huán)己酮生產(chǎn)工藝相比，在創(chuàng)新性、技術(shù)經(jīng)濟性和綠色低碳方面優(yōu)勢顯著。

一是創(chuàng)新集成度高。首創(chuàng)環(huán)己烯酯化加氫制環(huán)己酮新反應途徑，實現(xiàn)基礎(chǔ)化學品領(lǐng)域的原始性創(chuàng)新，通過集成新反應途徑、新催化材料及新反應工程，實現(xiàn)新反應途徑的工程化應用，建成全球首套2×20萬噸/年環(huán)己烯酯化加氫制環(huán)己酮工業(yè)生產(chǎn)裝置。新技術(shù)已布局中國專利40余件、涉外專利3件，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。

二是技術(shù)經(jīng)濟性好。新技術(shù)的環(huán)己烯單程轉(zhuǎn)化率大于99%，而且無須高能耗環(huán)己烯/環(huán)己烷分離環(huán)節(jié)，循環(huán)和分離能耗大幅降低，在生產(chǎn)環(huán)己酮的同時可將低價值乙酸轉(zhuǎn)化為高價值無水乙醇，顯著提升了新技術(shù)的經(jīng)濟性。湖南石化2×20萬噸/年環(huán)己烯酯化加氫制環(huán)己酮裝置運行數(shù)據(jù)顯示，環(huán)己烯酯化加氫制環(huán)己酮新技術(shù)成本較環(huán)己烷氧化法每噸降低數(shù)千元，較環(huán)己烯水合法每噸降低數(shù)百元。

三是綠色低碳優(yōu)勢顯著。環(huán)己烯酯化加氫制環(huán)己酮技術(shù)將碳原子利用率由80%提升至95%，與傳統(tǒng)環(huán)己烷氧化法和環(huán)己烯水合法相比，生產(chǎn)能耗顯著降低、碳排放大幅減少，“三廢”排放可以減少90%，為湖南省綠色化工生產(chǎn)建設(shè)貢獻了科技智慧，有力支撐了我國己內(nèi)酰胺產(chǎn)業(yè)鏈高質(zhì)量發(fā)展。

問：如何實現(xiàn)新技術(shù)科技研發(fā)與裝置建設(shè)的契合？

楊 軍：一是協(xié)同攻關(guān)，賦予新技術(shù)工程屬性。科技攻關(guān)時，堅持問題與結(jié)果導向相統(tǒng)一，整合科研單位的創(chuàng)新能力和工程公司的轉(zhuǎn)化、設(shè)計經(jīng)驗，構(gòu)建“科技+工程”聯(lián)合攻關(guān)模式。全面梳理、解決技術(shù)開發(fā)和工程轉(zhuǎn)化中的難題，從根源兼顧技術(shù)的先進性、可行性與經(jīng)濟性，為后續(xù)技術(shù)轉(zhuǎn)化筑牢根基。

二是持續(xù)優(yōu)化，探尋工程轉(zhuǎn)化最優(yōu)路徑。工程設(shè)計環(huán)節(jié)，注重工藝集成和成本控制，大力推進大型關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化，突破“卡脖子”技術(shù)瓶頸。運用流程模擬技術(shù)完善成套技術(shù)，秉持本質(zhì)安全理念開展危險與可操作性、安全完整性等級分析，嚴守質(zhì)量、安全、環(huán)保標準，確保技術(shù)成果順利從理論走向?qū)嵺`。

三是團結(jié)合作，強化項目全周期技術(shù)保障。工業(yè)裝置是科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵載體。項目建設(shè)期間，建設(shè)、設(shè)計、施工各方緊密配合，高質(zhì)量推進項目，及時解決技術(shù)與工程難題。裝置運行階段，密切跟蹤現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)和實際情況，收集運行中出現(xiàn)的問題并提出解決方案，為技術(shù)迭代升級提供實踐依據(jù)，切實以產(chǎn)業(yè)鏈需求反哺創(chuàng)新鏈，使科技創(chuàng)新更貼合高質(zhì)量發(fā)展與未來產(chǎn)業(yè)趨勢。

問：下一步，中國石化應如何通過技術(shù)創(chuàng)新提升化工業(yè)務競爭力？

宗保寧：我國化工行業(yè)應通過整合與技術(shù)創(chuàng)新化解產(chǎn)能過剩，并通過技術(shù)升級、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同、培育壯大新質(zhì)生產(chǎn)力等方式提升自身綜合競爭力。中國石化在化工領(lǐng)域可從以下三方面發(fā)力：

一是綠色低碳技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應用，特別是注重現(xiàn)有化工領(lǐng)域綠色化生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)與迭代，如大宗化學品對苯二甲酸（年消費量6000萬噸）、尼龍66關(guān)鍵單體己二酸和己二胺、苯胺等，現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)在綠色環(huán)保方面還有較大提升空間，但國內(nèi)缺乏綠色生產(chǎn)替代技術(shù)。

二是研發(fā)生物基材料及降碳技術(shù)，特別是重點發(fā)展可降解塑料（如聚乳酸、聚羥基脂肪酸酯、氨基己內(nèi)酰胺等）、生物質(zhì)制化學品平臺技術(shù)（如生物基乙二醇、生物基丁二酸）、碳捕集與轉(zhuǎn)化技術(shù)（如二氧化碳制甲醇、烯烴等）。

三是突破高端化工新材料技術(shù)，特別是可以加強在特種樹脂、碳纖維、功能化尼龍材料、高性能聚合材料、電子級濕化學品過氧化氫、電子級乙醇等高性能、高純和高附加值產(chǎn)品的研發(fā)與轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)強鏈補鏈，并拓展在電子、醫(yī)藥等領(lǐng)域的產(chǎn)品應用，進一步提升中國石化在高性能材料領(lǐng)域市場份額。