N-метилпирролидон (НМП) — апротонный растворитель, который характеризуется высокой полярностью, высокой температурой кипения, низкой вязкостью, низкой летучестью, высокой термической и химической стабильностью. В качестве высокоэффективного растворителя он широко используется в производстве литий-ионных аккумуляторов, синтезе полимеров, электронной химии, изоляционных красках и других областях.

Источники NMP можно разделить на две категории: синтетический NMP и переработанный NMP. Синтетический НМП относится к продуктам НМП, полученным путем химического синтеза. Промышленный путь производства заключается в использовании гамма-бутиролактона (ГБЛ) и монометиламина в качестве сырья для конденсации с получением переработанных продуктов НМП. Это рекуперация и очистка жидких отходов НМП; растворитель. Осуществить переработку.

Рынок NMP огромен и демонстрирует тенденцию к росту.

За последние 5–10 лет из-за быстрого развития индустрии литиевых батарей масштабы потребления NMP быстро выросли. В 2022 году потребление NMP в моей стране составит примерно 1,52 миллиона тонн, из которых потребление в области литиевых батарей составит примерно 1,428 миллиона тонн, что составит примерно 94,0% от общего потребления моей страны. Поскольку масштабы рынка транспортных средств на новой энергии продолжают расширяться, спрос на литиевые батареи также увеличился. Ожидается, что к 2025 году потребление НМП в моей стране достигнет 3,44 миллиона тонн. С 2022 по 2025 год совокупный годовой темп роста потребления составит около 31,3%.
Помимо использования в области литий-ионных аккумуляторов, NMP можно использовать в качестве средства для снятия фоторезиста и чистящего средства для полупроводниковых панелей дисплеев в области электронной химии. В синтезе полимеров его можно использовать в качестве реакционного растворителя для специальных полимеров, таких как параарамид, полифениленсульфид (ПФС) и полиимид (ПИ).

Технология синтеза НМП

При синтезе НМП большинство производителей используют технологический маршрут дегидрирования 1,4-бутандиола (БДО) для получения ГБЛ, а затем его аммиакирования и конденсации для получения НМП. Компания Mitsubishi Chemical использует гидрирование малеинового ангидрида для производства ГБЛ, а затем аммиакирование и конденсацию для получения NMP.

Промышленное производство НМП было реализовано ранее, и производственный процесс является зрелым. Текущий индустриальный технический маршрут производства НМП во всем мире заключается в основном в конденсации ГБЛ и монометиламина для производства НМП. В зависимости от различных условий реакции ее можно разделить на некаталитические реакции и каталитические реакции. Первый представляет собой производственный процесс, принятый большинством производственных компаний.

Безкатализаторная конденсация ГБЛ и монометиламина для получения НМП была разработана Э. Спатом и другими в 1936 году. Позже она была промышленно внедрена компаниями BASF в Германии и GAF в США. В настоящее время это наиболее часто используемая технология производства NMP. . Поскольку некаталитический процесс производства NMP часто требует более высоких температур и давлений, высоких требований к оборудованию и высокого энергопотребления, использование катализаторов может уменьшить условия реакции и сэкономить энергию. Поэтому в последние годы многие исследователи в стране и за рубежом стали обращать внимание на роль катализаторов в этом процессе. В 2008 году южнокорейская компания Lishu Chemical внедрила технологию каталитического синтеза молекулярных сит ZSM, которая может в определенной степени уменьшить условия реакции.

Рынок переработки и очистки НМП имеет широкие перспективы

В отрасли NMP нет высоких входных барьеров. Благодаря продолжающемуся процветанию отрасли переработки литиевых батарей все больше и больше компаний начинают производить NMP, и масштабы отрасли растут.

Технология переработки НМП

Технология извлечения и очистки НМЗ состоит из двух частей: рекуперация и очистка. В настоящее время основными процессами очистки хвостовых газов НМЗ являются: процесс конденсации + сотовая канавочная адсорбция, процесс конденсации + распыления воды и многоступенчатый процесс распыления воды.