开篇:神秘液体的召唤
在化学的神秘世界里,有一种液体悄然诞生,它看似平凡,却蕴含着改变世界的力量,这就是乙二胺。它的故事,要从 1871 年那个充满探索精神的年代说起。
当时,一位名叫 A.W. Hofmann 的化学家,如同在黑暗中摸索宝藏的探险家。他在实验室里,将二氯乙烷和氨醇溶液放入一热管中加热。在那个狭小的空间里,化学反应如同一场神秘的魔法表演,各种分子相互碰撞、组合。经过漫长的等待,当他打开热管的那一刻,一种新的物质诞生了,这便是乙二胺。但在当时,Hofmann 或许并未完全意识到,他所创造的这种物质,将会在未来的世界里掀起怎样的波澜。
萌芽:艰难的工业化起步
时光荏苒,到了 1933 年,美国联碳公司及道化学公司敏锐地察觉到了乙二胺的潜在价值,先后建成了工业生产装置,试图将这种实验室里的产物推向大规模生产的舞台。然而,工业化的道路从来都不是一帆风顺的。
早期的生产技术存在诸多问题,以二氯乙烷法为例,在列管式反应器中,65%(w) 的液氨和二氯乙烷进行热压氨解反应制取乙二胺。反应温度需控制在 93 - 100℃,压力约 4.9MPa,条件极为苛刻。而且,这种方法污染严重,设备腐蚀得厉害,投资费用也高得惊人。但即便如此,在当时有限的技术条件下,这已经是人们能想到的最接近工业化生产的方法了。
在生产过程中,工厂里弥漫着刺鼻的气味,工人们在恶劣的环境中工作,却依然坚守着,为了将乙二胺从实验室的神秘产物变成工业领域的实用材料而努力。尽管产量不高,质量也不稳定,但每一滴乙二胺的产出,都凝聚着无数人的心血和期望。
发展:新技术带来新曙光
20 世纪 60 年代初,联邦德国 BASF 公司如同在黑暗中找到了新方向的航海者,开发出了乙醇胺临氢氨化制乙二胺(MEA 法),并成功实现了工业化。这一技术的出现,犹如一道曙光,照亮了乙二胺生产的未来之路。
MEA 法以乙醇胺和氨为原料,在催化剂的作用下合成乙二胺。与传统的二氯乙烷法相比,它污染小,原料也相对易得。这一技术的关键在于催化剂的选择和反应条件的优化。科学家们在实验室里不断尝试各种催化剂,从金属氧化物到分子筛,每一次尝试都是一次对未知的挑战。终于,他们找到了合适的催化剂,使得反应能够在相对温和的条件下进行,乙二胺的收率也得到了显著提高。
在欧美地区,Texaco、Air Products & Chemicals 等公司纷纷采用 MEA 法,开启了乙二胺生产的新篇章。工厂的规模逐渐扩大,生产效率不断提升,乙二胺的产量开始大幅增长,逐渐满足了市场日益增长的需求。
中国故事:从依赖进口到自主创新
与此同时,在遥远的东方,中国也开始了对乙二胺的探索。20 世纪 60 年代,中国踏上了乙二胺生产的征程。但当时,技术落后,设备简陋,产品大部分为乙二胺的水溶液(70% 左右),远远无法满足国内工业发展的需求。
随着国内工业的快速发展,对乙二胺的需求量急剧增加。到了 20 世纪 90 年代,国内橡胶促进剂等行业对乙二胺的需求大幅增长,1993 年总需求量为 3000t,1996 年就增长到了 6180t,2000 年更是达到了 15000t 以上,年均增长率在 15% 左右。然而,国内的生产现状却不容乐观,规模小、成本高、技术落后、污染严重且产品质量不高,除少数几家企业外,绝大多数生产厂都处于停产或临时生产状态,我国乙二胺的供应主要依赖进口。