N甲基吡咯烷酮技术简介

N-甲基吡咯烷酮技术简介

专题论述

N-甲基吡咯烷酮合成技术分析

摘要：N-甲基吡咯烷酮是一种性能优良的化工溶剂。该文简要分析

了N-甲基吡咯烷酮的国内外市场情况，对比分析了γ-丁内酯与单甲基胺、混合甲基胺无催化及催化合成技术，以及丁二醇脱氢制γ-丁内酯-γ-丁内酯胺化一体化制N-甲基吡咯烷酮技术，提出了N-甲基吡咯烷酮技术发展建议。

关键词：N-甲基吡咯烷酮γ-丁内酯1,4-丁二醇生产技术

Analysis of production technology for N-methyl pyrrolidone

(Yizheng Chemical Fibre Co., Ltd., SINOPEC,Yizheng Jiangsu 211900,China) Abstract: N-methyl pyrrolidone is a good chemical industrial solvent. This paper analyzed the domestic and foreign market of N-methyl pyrrolidone and its synthesis technology, which consists of methods prepared from gamma-butyrolactone and monomethyl amine with or without catalyst , or using mixing methyl amine instead of monomethyl amine. In addition, an integration process from 1,4-butanediol to produce gamma-butyrolactone and furthermore to produce N-methyl pyrrolidone has also been analyzed. In the end, a suggestion about development of N-methyl pyrrolidone project has also been proposed.

Key words: N-methyl pyrrolidone;; 1,4-butanediol; synthesis

N-甲基吡咯烷酮[1,2,3,4]（NMP）是一种极性非质子传递溶剂，具有高沸点、强极性、低粘度、强溶解能力、无腐蚀、毒性小、化学及热稳

定性好等优点，主要用于芳烃萃取，乙炔、烯烃、二烯烃的纯化分离，

聚合物溶剂以及聚合反应溶剂等领域。随着国内聚酰胺、聚酰亚胺、聚苯硫醚等高强工程塑料及高强纤维的飞速发展，对N-甲基吡咯烷酮的质量及需求量都提出了更高的要求。目前N-甲基吡咯烷酮工业化生产工艺主要有3种[1-4]：a）γ-丁内酯（GBL）与单甲基胺（MMA）反应合成N-甲基吡咯烷酮；b）γ-丁内酯和混合胺反应合成N-甲基吡咯烷酮；c)1,4-丁二醇脱氢-胺化制备N-甲基吡咯烷酮。国外N-甲基吡咯烷酮的生产能力主要集中在少数几个大公司手中，国内有10多家企业从事N-甲基吡咯烷酮的生产，但装置规模相对较小，原料来源途径多，产品质量稳定性差，生产技术有待改进。目前国内表观N-甲基吡咯烷酮的年产量为53

kt/a，且以每年6%～8%的速度增长，NMP的前景比较广阔。笔者对国内外N-甲基吡咯烷酮的生产情况及生产技术进行了简要分析，提出了加快发展N-甲基吡咯烷酮建议。

1 国内外N-甲基吡咯烷酮生产情况

N-甲基吡咯烷酮是一个大宗化学品，2007年以前世界总产能已达到130 kt，美国GAF1

公司、德国BASF公司、日本三菱化成公司以及北海道有机化工公司是主要的生产商，以年均约8%的速度在增长。

国内N-甲基吡咯烷酮生产厂家相对较多，但产能相对较小，主要生产厂家有：南京金龙化工有限公司（4 kt/a）、浙江联盛化学工业有限公司（10 kt/a）、河南濮阳市迈奇科技有限公司（4 kt/a）、泰州延龄精细化工有限责任公司（9 kt），此外还有四川天华富邦有限责任公司湖南省南岭化工有限责任公司、山东庆云长信化学科技有限公司、胜利油田东胜星润化工有限责任公司、焦作中维化工有限公司、南京瑞泽精细化工有限公司等。 2 N-甲基吡咯烷酮的生产技术

N-甲基吡咯烷酮的生产技术主要有3种：γ-丁内酯与单甲基胺无催

化合成工艺，γ-丁内酯与混合甲基胺连续无催化合成工艺、γ-丁内酯与单甲基胺催化合成工艺及1,4-丁二醇催化脱氢-胺化工艺。

2.1 γ-丁内酯与单甲基胺无催化合成N-甲基吡咯烷酮

γ-丁内酯与单甲基胺无催化反应合成N-甲基吡咯烷酮是最经典的合成方法。早在1936年，Spath和Lunder就介绍了在间歇反应器中、甲基胺远过量的情况下，合成得到转化率大于90%的NMP。1946年，Elvain

和Vozza在美国化学协会会志中介绍了在间歇反应器中，温度为

280 ℃，甲基胺过量1倍的情况下，NMP产率大于90%。进入20世纪90年代，潘托希米股份有限公司（比利时），开发了γ-丁内酯与单甲基胺反应连续无催化合成N-甲基吡咯烷酮的工艺，如图1所示，该工艺具有以下两个特征：a）低的投资成本、产品NMP的高选择性以及原料MMA与GBL的高转化率；b）以连续的方式进行，低的MMA和GBL原

料比，无需加入水，所得NMP纯度高（>99.5%），水含量低于

0.05%。宋国全等人研究了生产工艺条件对原料转化率及产品选择性的影响，得到了优化的工艺生产条件。

14

[6][5][5]

图1 γ-丁内酯与单甲基胺连续无催化合成NMP流程示意

2

[5]

1.胺化反应器；

2.环化反应器；

3.后续环化反应器；

4.闪蒸罐；

5.脱胺塔；

6.脱轻组分塔；

7.脱重组分塔；8.混合器；9.1#加热器；10.2#加热器；11.减压阀；12.甲基胺；13.GBL；

14.水；15.轻质副产物；16.NMP；17.重质副产物