氯虫苯甲酰胺（康宽）核心中间体K胺生产工艺介绍

一、背景介绍

1. 市场需求

康宽，学名：氯虫苯甲酰胺（Chlorantraniliprole），作为一款高效、低毒的广谱杀虫剂，近年来在全球农药市场中需求显著增长。全球年需求量：约 3.5万～4.5万吨（折百原药），占杀虫剂总市场的 10～15%。中国供应全球约 70% 的氯虫苯甲酰胺原药（2023年中国原药产能超 5万吨/年），其中主要生产商由河北诚信、友道化学、红太阳、利尔化学、富美实中国工厂、内蒙古中高等企业所占据。2023年全球氯虫苯甲酰胺市场规模约15-20亿美元，年增长率约8-10%（数据来源：Phillips McDougall等机构），预计2030年将突破30亿美元。主要依赖于3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1H-吡唑-5-甲酸类化与2-氨基-5-氯-N,3-二甲基苯酰胺类化合物的酰胺化反应。其中，吡唑甲酸结构中间体，通常被称为K酸，而邻氨基苯甲酰类化合物则被称为K胺（结构式如下）。

图1：康宽核心单体

2. 突发情况造成的市场波动

5月27日11时57分，山东某公司的车间内突发爆炸，造成严重事故。当地消防部门迅速行动，派出55辆消防车和232名消防员前往现场进行紧急处置。截至19时25分，该事故已导致5人死亡，6人失联，同时有19人受到轻伤。作为氯虫苯甲酰胺的核心单体，友道化学拥有5000吨/年K胺产能，占全球有效产能的41.7%。停产已导致全球氯虫苯甲酰胺原药出现3000-4000吨缺口，占年需求30%-40%。爆炸事故发生后，K胺价格从13-20万元/吨跳涨至26-27万元/吨，涨幅达30%+。6月开局小厂报价至30-33万元/吨。国内具备合规产能的企业极少，k胺的小作坊工厂目前安全风险高，面临技术改造，目前国内k胺只有联化是自动化的连续流微通道反应器生产，其他的基本都不符合规定。全球K胺有效产能仅存联化科技的5000吨/年，存在较大缺口。

二、K胺的介绍

K胺，化学名为2-氨基-5-氯-N,3-二甲基苯甲酰胺（2-Amino-5-chloro-N,3-dimethylbenzamide），Cas号：890707-28-5，是一种重要的有机化合物，常作为医药和农药的中间体使用。分子式为C9H11ClN2O，分子量为198.65。

图2：K胺

1. 物理性质

·外观 ：白色或类白色结晶粉末。·熔点 ：145-150℃·沸点 ：309.8°C （常压）。·闪点 ：140.5°C。·密度 ：1.25 g/cm³。·溶解性 ：溶于甲醇、丙酮，极难溶于水。·热稳定性：分解温度＞200℃，常温稳定

2. 化学性质

K胺具有一定的反应活性，其苯环上的氯原子可以进行Suzuki偶联等反应，引入芳环或烷基链；羧基可转化为酯基、羟基、酰胺等官能团；氨基可通过重氮化反应转化为卤素原子或其他活性官能团。

三、K胺常见的合成工艺

K胺的主流合成路线，也是目前大部分国内厂家采用的技术路线，从间二甲苯开始，历经催化氧化、硝化、催化加氢、氯化和酰胺化反应五个反应步骤。

1. 间二甲苯的氧化

苄基得催化氧化，是基础石油化工中的常规反应，但是经过多年的发展，在安全、环保、节能方面逐步改善和优化，目前较为主流的方法是采用空气或纯氧在催化剂作用下进行氧化反应。我们在空气氧化和催化氧化方面做了非常深入的研究，在此基础之上，我们认为纯氧氧化的工艺在工艺稳定、安全可控、低成本方面，相较于空气氧化具有一定的优势。

图3：危险的氧化工艺

间甲酸的催化氧化制备工艺虽然历经多年的研究，但目前仍存在氧化不足（存在醛基杂质）或过度氧化（存在间苯二甲酸杂质）的问题，以及潜在的安全风险。近年来，随着监管对氧化工艺的审批和监管力度逐渐加大，一方面项目审批难度越来越大，另一方面，也逐渐在倒逼生产企业向连续化、固定床式反应器转变。

此外，从间二甲苯目前8000元/吨上下的价格，到间甲酸19000~20000元/吨的价格来看，这一工艺步骤的利润率相对还是比较可观的。

2. 间甲酸的硝化

3-甲基-2硝基苯甲酸也是整个氯虫苯甲酰胺产业链中较为紧缺的中间体，核心原因大家都很清楚：这一步涉及近年来事故频发的重点监管工艺——硝化工艺，而且前段时间的安全事故中核心原因也是硝化反应热失控。此次事故后，从上到下经历了一个多月的漫长的检查，未来相关的审批监管也将会越来越严格，短时 间内，3-甲基-2硝基苯甲酸还会处于紧缺状态。

图4：极度危险的硝化工艺

硝化反应除了安全隐患外，其收率也是影响竞争力的核心因素。据了解，目前间二甲苯硝化反应中，目标产品（3-甲基-2硝基苯甲酸）的收率普遍在60±3%左右的水平。可以简单测算其成本，按55%收率计，其成本大约在35000~40000元/吨左右，目前市场售价约为45000元/吨左右，每吨约有5000元净利润。

3. 催化加氢

图5：非常危险的催化加氢工艺

这是一个比较典型的硝基催化加氢还原为氨基的加氢工艺，可通过连续化工艺实现安全可控。目前2-氨基-3-甲基苯甲酸的售价约为81000元/吨。

4. 氯化及酰胺化反应

图6；比较危险的氯化工艺

2-氨基-3-甲基苯甲酸在硫酰氯作用下发生氯化反应，产品最后与甲胺进行酰胺化反应得到最终K胺中间体2-氨基-5-氯-N,3-二甲基苯酰胺。

目前K胺的市售价格已逼近30万元/吨，市场预期短期内还存在进一步因供需失衡导致的上涨。

四、我们的工作

本团队历时六年开发，借鉴军工行业经验，最终开发出无溶剂法连续硝化工艺（交付千吨级产业化设备如下图），其核心优势如下：

1）固体投料，无溶剂工艺，省去了溶剂回收的工序；

2）持液量低、换热面积大，安全性高；

3）目标产物收率高，较一般工艺提升约10%；

4）浓硝酸单耗降低至5以内；

5）反应过程整体固含量低于2%，杜绝堵塞风险；

6）千吨级的工业化装置已发货多套。

五、未来展望

氯虫苯甲酰胺作为一个作为一款高效、低毒的广谱杀虫剂，我们看到了它未来十年的增长潜力，相信未来它也会成为类似“草甘膦”，广为人知。由爆炸带来的供应短缺，以中国的爆产能能力，相信很快产能能上来。但是，技术无法短期内做到突破。

期待未来我们一起携手，打通氯虫苯甲酰胺生产过程中硝化、催化加氢、氯化、溴化连续化工艺，让安全化学、绿色化学理念深入人心。