近年來,嗎啉的新用途不斷被開拓,如新型農(nóng)藥和醫(yī)藥、化纖行業(yè)溶劑、pH值調(diào)節(jié)劑、氣體吸收劑、合成除草劑、人造纖維的環(huán)保型溶劑、金屬腐蝕抑制劑,其中金屬氣體防銹劑,已廣泛用于機(jī)械儀表、汽車、醫(yī)療器械等領(lǐng)域,我國在這方面剛剛起步。
鹽酸嗎啉胍以嗎啉為原料可以合成數(shù)十種藥物,如止痛藥、局部麻醉劑、鎮(zhèn)靜劑、呼吸系統(tǒng)與血管興奮劑等。我國嗎啉主要用于合成嗎啉胍、布洛芬、萘普生、二氯苯胺、苯乙酸鈉等。N-甲酰嗎啉是制備芳烴的優(yōu)良抽提溶劑。近年來隨著芳烴產(chǎn)量與需求量急劇增加,對(duì)芳烴的質(zhì)量要求越來越高。目前用于分離精制芳烴的溶劑有環(huán)丁砜、N-甲基吡咯烷酮、四甘醇、二甲基甲酰胺和N-甲酰嗎啉。但性能最好的溶劑是N-甲酰嗎啉。合成N-甲酰嗎啉比較適合國情的路線是甲酸?；肪€,國內(nèi)開發(fā)研究單位也主要集中開發(fā)甲酸?；夹g(shù)。
如西南化工研究院自行開發(fā)、投資、設(shè)計(jì)建成國內(nèi)500t/aN-甲酰嗎啉工業(yè)化生產(chǎn)裝置;遼源精細(xì)化工廠和吉林化工學(xué)院共同開發(fā)的N-甲酰嗎啉裝置于2002年底投產(chǎn),裝置規(guī)模為200t/a;華東理工大學(xué)也成功開發(fā)了甲酸酰化合成N-甲酰嗎啉技術(shù),已用于上海石油化工股份有限公司芳烴廠;南京工業(yè)大學(xué)與金陵石化煉油廠合作,開發(fā)出甲酸?；铣蒒-甲酰嗎啉技術(shù),并對(duì)N-甲酰嗎啉在芳烴中的抽提應(yīng)用進(jìn)行了大量研究。
中國是芳烴生產(chǎn)與消費(fèi)大國,目前擁有數(shù)十套大規(guī)模生產(chǎn)裝置,隨著越來越多芳烴裝置采用N-甲酰嗎啉抽提工藝,新建或改造裝置一次性添加量為芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)的14%～18%,N-甲酰嗎啉的潛在需求量非?？捎^。另外,N-甲酰嗎啉還是重要的有機(jī)合成溶劑和精細(xì)化學(xué)品原料。預(yù)計(jì)未來幾年國內(nèi)潛在市場需求量約為1500t/a。2.3 N-甲基嗎啉N-甲基嗎啉(MML)是一種重要的精細(xì)化工原料?？勺鳛榫郯滨ヅ菽a(chǎn)的催化劑、醫(yī)藥合成和有機(jī)合成的催化劑,合成醫(yī)藥、農(nóng)藥、表面活性劑、乳化劑、腐蝕抑制劑等精細(xì)化工產(chǎn)品。此外還可作為溶劑、萃取劑和聚氨酯涂料固化劑。N-甲基嗎啉未來最重要的用途是合成N-甲基氧化嗎啉。吉化集團(tuán)公司開發(fā)了二甘醇-甲醇-液氨工藝路線生產(chǎn)N-甲基嗎啉。其生產(chǎn)工藝和催化劑體系與嗎啉的生產(chǎn)工藝基本相同。
目前國內(nèi)N-甲基嗎啉的年需求約1300t。在合成N-甲基氟化嗎林(NMMO)方面目前的需求每年約150t,這方面需求的增長較快,并將逐漸成為N-甲基嗎啉的最大消費(fèi)領(lǐng)域。N-甲基氧化嗎啉目前我國的N-甲基氧化嗎啉尚處于研究開發(fā)階段,還未看到國內(nèi)有工業(yè)化生產(chǎn)的報(bào)道。該項(xiàng)目是一個(gè)非常有潛力、有發(fā)展的產(chǎn)品,因?yàn)镹-甲基氧化嗎啉(簡稱NMMO)是制造Lyocell纖維十分理想的溶劑。NMMO本身無毒、無腐蝕性,可回收重復(fù)使用,回收率達(dá)99.9%。NMMO主要用于紡絲,制造人造棉,也用于玻璃紙、食物腸衣的生產(chǎn)。它的發(fā)展將結(jié)束二硫化碳作溶劑生產(chǎn)人造纖維的百年歷史。Lyocell纖維是這幾年全球各發(fā)達(dá)國家開發(fā)的重點(diǎn),采用有機(jī)溶劑NMMO干濕法紡絲技術(shù)制成。
該產(chǎn)品正值起步上升期,目前全球總產(chǎn)量約18萬t,預(yù)計(jì)2005年將達(dá)30萬t。專家預(yù)言在21世紀(jì)中葉,其產(chǎn)量可達(dá)2000萬t,這就意味著其產(chǎn)量將超過目前化纖最大的品種滌綸,發(fā)展前景非常樂觀。Lyocell纖維在我國的發(fā)展將是時(shí)代發(fā)展的必然,同時(shí)也帶動(dòng)NM-MO的進(jìn)一步發(fā)展。預(yù)計(jì)到2010年我國溶劑纖維的生產(chǎn)規(guī)模將達(dá)到18萬～25萬t,屆時(shí)需要NMMO產(chǎn)品2800～3600t,需要原料N-甲基嗎啉達(dá)2300～3000t。
國內(nèi)只有上?；w和保定天鵝兩家企業(yè)生產(chǎn)溶劑纖維,均為工業(yè)示范裝置,生產(chǎn)規(guī)模分別為3000t/a和1000t/a。上?；w2006年以前將建設(shè)2萬t/a的工業(yè)裝置(為上海紡織行業(yè)十大示范工程之一),屆時(shí)將需要NMMO產(chǎn)品約310t/a。2.5 N-氨丙基嗎啉和N-丙烯酰嗎啉N-氨丙基嗎啉(APM)是一種重要的醫(yī)藥中間體,主要用于生產(chǎn)新型抗抑郁藥物,同時(shí)在國外還是高級(jí)潤滑油的重要添加劑。
此外還可以用于合成聚氨酯預(yù)聚體的催化劑及固化劑。目前國內(nèi)有杭州素園公司等2家企業(yè)需求氨丙基嗎啉,年需求量為30～50t左右,而且隨著其生產(chǎn)裝置的擴(kuò)建,APM需求量將不斷擴(kuò)大,同時(shí)出口方面還有一定的需求。N-丙烯酰嗎啉是合成樹脂的優(yōu)良助劑和改性劑,用于紫外線固化樹脂的反應(yīng)稀釋劑,同時(shí)是丙烯酸酯樹脂和明膠的有效改性劑。
每年的國內(nèi)需求約120～150t左右,應(yīng)用企業(yè)較多但用量較為分散。近年來,丙烯酰嗎啉在國外作為一種新型的水溶性聚合物單體或者作為其它水溶性聚合物改性的共聚單體,其出口需求量較大。由于丙烯酰嗎啉作為單體本身無毒,是在某些水處理領(lǐng)域替代有毒的丙烯酰胺單體及其聚合產(chǎn)品的最佳選擇。開發(fā)高質(zhì)量的N-氨丙基嗎啉產(chǎn)品和丙烯酰嗎啉產(chǎn)品,不僅可以滿足國內(nèi)需求,還將給企業(yè)帶來新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。
丙烯酸嗎啉國外近年來發(fā)展較快的聚合物新型單體丙烯酸嗎啉,是由丙烯酸酯與嗎啉反應(yīng)而得,用于水性聚合物的改性,與多種預(yù)聚體和多官能丙烯酰胺的相容性好。近年來又相繼開發(fā)了許多嗎啉新產(chǎn)品:新的噻嗪或硫代嗎啉衍生物、N-甲基嗎啉-N-氧化物水溶液、3,3-二芳基丙烯酰嗎啉、嗎啉衍生物、十二烷基嗎啉、新的嗎啉代苯甲酰胺鹽、鹽酸嗎啉雙胍前體鹽酸嗎啉、新的二氧代嗎啉類化合物等。這些新產(chǎn)品的開發(fā)將進(jìn)一步帶動(dòng)嗎啉市場的發(fā)展。