环己酮是生产关乎国民经济发展、人民生活水平的重大需求品——己内酰胺的重要中间体。己内酰胺广泛应用于纺织、电子、汽车、轨道交通、航天航空等新材料领域。前不久顺利“出龙”的20万吨/年环己烯酯化加氢制环己酮成套技术，相比传统的环己酮生产工艺具有碳收率高、“三废”排放少、安全清洁高效等显著优势。应用该技术的两套工业装置均一次开车成功，产出合格环己酮，并实现安全稳定优化运行。

•碳原子利用率由80%提升至95%

•首创环己烯酯化加氢制环己酮新反应途径

•环己烯单程转化率大于99%

•“三废”排放量减少90%

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·什么是环己酮？

环己酮是一种有机化合物，化学式为C6H10O。环己酮是重要的有机化工原料，作为苯的第二大衍生物，是生产尼龙6单体己内酰胺和尼龙66单体己二胺/己二酸的重要中间体，还可以作为性能优异的高档溶剂，在涂料、油墨、制药、农药、胶黏剂、感光材料等领域广泛应用。

·环己酮为什么这么重要？

环己酮是生产关乎国民经济发展、人民生活水平的重大需求品——己内酰胺的重要中间体，目前全球99%的己内酰胺由环己酮经肟化、重排生产。

己内酰胺是生产尼龙6合成纤维、工程塑料和薄膜的单体，广泛应用于纺织、电子、汽车、轨道交通、航天航空等新材料领域，比如人们穿的锦纶衣物就是以环己酮为中间体制成己内酰胺后生产的。环己酮下游产业市场需求广阔。目前我国己内酰胺产能达678万吨/年，占全球己内酰胺产能的65%以上。随着己内酰胺等下游产业产能进一步扩大，我国对环己酮需求也将日益增长。

·环己烯酯化加氢制环己酮成套技术有哪些优势？

之前，环己酮工业生产工艺按照反应途径的不同，主要有环己烷氧化法、环己烯水合法两种。环己烷氧化法的碳原子利用率约80%，原子经济性低、“三废”排放量大、生产安全性低。环己烯水合法的碳原子利用率约95%，原子经济性高、生产安全性高，但生产能耗高。

中国石化石科院首次提出环己酮合成新反应途径——环己烯酯化加氢制环己酮，通过“苯选择加氢、环己烯酯化、乙酸环己酯加氢、环己醇脱氢”生产环己酮，具有碳收率高、“三废”排放少、安全清洁高效等显著优势，成为中国石化己内酰胺新一代绿色生产成套新技术中的核心技术。该技术是新反应途径、新催化材料和新反应工程的集成创新，引领了环己酮绿色生产技术创新，是基础化学品生产技术的原始性创新，推动了己内酰胺产业链高质量发展，经济效益和社会效益显著，技术水平达到国际领先。

企业实践

2023年，湖南石化建成全球首套2×20万吨/年环己烯酯化加氢制环己酮工业生产装置,2023年12月15日和2024年5月25日分别一次开车成功，产出合格环己酮，并实现安全稳定优化运行，标志着中国石化自主开发的全球首创环己烯酯化加氢制环己酮新技术成功工业应用。

湖南石化：产品质量满足下游生产需求

湖南石化己内酰胺部酯化法环己酮装置管理人员为当班员工讲解巡检注意事项。

湖南石化60万吨/年己内酰胺装置。

作为落实“守护好一江碧水”重要指示精神、破解“化工围江”难题的示范工程——湖南石化60万吨/年己内酰胺产业链搬迁与升级转型发展项目的核心技术之一，20万吨/年环己烯酯化加氢制环己酮成套技术于2020年12月被列为中国石化“十条龙”攻关项目。

环己烯酯化加氢制环己酮新反应途径于2010年首次提出，历经小试和模式研究、中试和工程技术研究、工艺包开发和优化、本质安全性研究、工程设计和优化、工程建设和完善。2023年，湖南石化建成全球首套2×20万吨/年环己烯酯化加氢制环己酮工业生产装置，分别一次开车成功，产出合格环己酮，并实现安全稳定优化运行。

装置开车运行期间，湖南石化与兄弟单位深化协作，根据实际生产情况及时进行技术攻关，提高了装置运行的稳定性、负荷率和经济性，降低了装置废液、废水中的COD（化学需氧量）含量，保证了产品环己酮、乙醇、环己烷的质量满足下游生产需求，装置主要物耗、能耗全面达标。

石科院：创新形成绿色低碳制备环己酮新技术

石科院科研人员检查己内酰胺产品质量。

环己酮是重要的基础化学品，我国2024年需求量近千万吨。2013年，环己酮被列入国家重点环境风险防控化学品名单，开发原子经济性高、能耗低、安全性好的环己酮绿色生产新技术迫在眉睫。

石科院项目团队深入开展环己酮合成新路线的设计和基础研究，全球首创环己烯酯化加氢制环己酮新反应途径，联合兄弟企业，采用全新反应原理，全球首创环己烯酯化加氢制环己酮新技术，开发了苯选择加氢制环己烯、环己烯酯化制乙酸环己酯、酯加氢制环己醇和乙醇、环己醇脱氢制环己酮等新技术，通过系统集成创新形成绿色低碳的制备环己酮新技术，碳原子利用率由80%提升至95%，且“三废”排放量减少90%，经济效益和社会效益显著。

安工院：全力提升新技术本质安全水平

环己烯酯化加氢制环己酮的工艺流程复杂，涉及苯加氢、酯加氢等多个高温高压单元。

为提升新技术本质安全水平，安工院成立研发团队围绕热安全基础数据、关键模型、安全控制技术等开展攻关。

该公司基于新工艺的流程特征，对装置7个单元42个节点的700余个潜在风险点进行梳理，并对300余个关键风险点提出整改措施；基于苯选择性加氢工艺的特点，创新开发面向气-液-液-固四相体系的反应量热方法；针对醇酮分离精制的风险，开发面向负压临氢体系的燃爆测试方法，建立相关体系的燃爆三相图等关键安全数据模型；基于研究成果编制了工艺安全可靠性研究报告，确保风险可控。

工业装置建成后，该公司与兄弟单位对装置安全开停车方案进行反复论证及推演，实现装置一次安全开车成功。

上海工程：为工业应用提供全方位保障

上海工程公司在“环己烯酯化加氢制环己酮成套技术”的工业转化进程中，深度参与技术开发、工程设计到施工建设的全流程，助推全球首套2×20万吨/年环己烯酯化加氢制环己酮工业装置投产运行。

为切实发挥好从科技研发到装置建设的桥梁作用，该公司以工程设计为核心，向科研和施工领域双向延伸。在科研合作方面，与科研单位紧密协同攻关，将安全环保、节能环保理念深度融入技术研发过程，从源头思考并解决工程化放大和工程设计中遇到的“卡脖子”难题。在施工服务方面，提供全程服务，派遣专业技术团队常驻施工现场，严格把控施工质量和进度。在装置开车阶段，对优化方案快速响应，及时解决各类技术问题，为装置实现“安全、稳定、长周期、满负荷、优质”运行提供全方位保障。

催化剂公司：新技术用催化剂实现连续工业生产

在环己烯酯化加氢制环己酮新技术研发中，催化剂公司承担苯选择加氢催化剂、环己烯酯化催化剂、环己烯酯化规整催化剂、乙酸环己酯加氢催化剂四种主要催化剂的生产任务。

该公司建设年产24吨苯选择加氢制环己烯催化剂工业示范装置和废水处理装置，并在石科院的指导下，对四种催化剂进行多次小试、中试和工业试验，打通制备流程、优化工艺条件，实现催化剂连续工业生产。

目前，该公司已生产苯选择加氢催化剂数十吨、环己烯酯化和乙酸环己酯加氢催化剂数百吨，工业生产所有催化剂均满足环己烯酯化加氢制环己酮装置使用要求。

引领我国己内酰胺产业链高质量发展

宗保宁 集团公司首席专家、石油化工分子转化与反应工程全国重点实验室主任

杨 军 上海工程公司高级专家

问：环己烯酯化加氢制环己酮成套技术在国内处于什么水平？相比传统环己酮生产工艺实现了哪些突破？

宗保宁：环己烯酯化加氢制环己酮成套技术是我国在有机化工领域的一项重大原创性突破，技术水平全球领先，与传统环己酮生产工艺相比，在创新性、技术经济性和绿色低碳方面优势显著。

一是创新集成度高。首创环己烯酯化加氢制环己酮新反应途径，实现基础化学品领域的原始性创新，通过集成新反应途径、新催化材料及新反应工程，实现新反应途径的工程化应用，建成全球首套2×20万吨/年环己烯酯化加氢制环己酮工业生产装置。新技术已布局中国专利40余件、涉外专利3件，拥有完全自主知识产权。

二是技术经济性好。新技术的环己烯单程转化率大于99%，而且无须高能耗环己烯/环己烷分离环节，循环和分离能耗大幅降低，在生产环己酮的同时可将低价值乙酸转化为高价值无水乙醇，显著提升了新技术的经济性。湖南石化2×20万吨/年环己烯酯化加氢制环己酮装置运行数据显示，环己烯酯化加氢制环己酮新技术成本较环己烷氧化法每吨降低数千元，较环己烯水合法每吨降低数百元。

三是绿色低碳优势显著。环己烯酯化加氢制环己酮技术将碳原子利用率由80%提升至95%，与传统环己烷氧化法和环己烯水合法相比，生产能耗显著降低、碳排放大幅减少，“三废”排放可以减少90%，为湖南省绿色化工生产建设贡献了科技智慧，有力支撑了我国己内酰胺产业链高质量发展。

问：如何实现新技术科技研发与装置建设的契合？

杨 军：一是协同攻关，赋予新技术工程属性。科技攻关时，坚持问题与结果导向相统一，整合科研单位的创新能力和工程公司的转化、设计经验，构建“科技+工程”联合攻关模式。全面梳理、解决技术开发和工程转化中的难题，从根源兼顾技术的先进性、可行性与经济性，为后续技术转化筑牢根基。

二是持续优化，探寻工程转化最优路径。工程设计环节，注重工艺集成和成本控制，大力推进大型关键设备国产化，突破“卡脖子”技术瓶颈。运用流程模拟技术完善成套技术，秉持本质安全理念开展危险与可操作性、安全完整性等级分析，严守质量、安全、环保标准，确保技术成果顺利从理论走向实践。

三是团结合作，强化项目全周期技术保障。工业装置是科技创新成果转化的关键载体。项目建设期间，建设、设计、施工各方紧密配合，高质量推进项目，及时解决技术与工程难题。装置运行阶段，密切跟踪现场运行数据和实际情况，收集运行中出现的问题并提出解决方案，为技术迭代升级提供实践依据，切实以产业链需求反哺创新链，使科技创新更贴合高质量发展与未来产业趋势。

问：下一步，中国石化应如何通过技术创新提升化工业务竞争力？

宗保宁：我国化工行业应通过整合与技术创新化解产能过剩，并通过技术升级、产业链协同、培育壮大新质生产力等方式提升自身综合竞争力。中国石化在化工领域可从以下三方面发力：

一是绿色低碳技术研发与产业化应用，特别是注重现有化工领域绿色化生产技术研发与迭代，如大宗化学品对苯二甲酸（年消费量6000万吨）、尼龙66关键单体己二酸和己二胺、苯胺等，现有生产技术在绿色环保方面还有较大提升空间，但国内缺乏绿色生产替代技术。

二是研发生物基材料及降碳技术，特别是重点发展可降解塑料（如聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯、氨基己内酰胺等）、生物质制化学品平台技术（如生物基乙二醇、生物基丁二酸）、碳捕集与转化技术（如二氧化碳制甲醇、烯烃等）。

三是突破高端化工新材料技术，特别是可以加强在特种树脂、碳纤维、功能化尼龙材料、高性能聚合材料、电子级湿化学品过氧化氢、电子级乙醇等高性能、高纯和高附加值产品的研发与转化，实现强链补链，并拓展在电子、医药等领域的产品应用，进一步提升中国石化在高性能材料领域市场份额。