在合成己二腈的几种工艺中，丁二烯直接氢氰化法被视为主流工艺，尽管使用剧毒易挥发的氢氰酸为原料，对设备和操作条件要求严格，但已有几套中试装置已经或即将投产。
然而，丁二烯直接氢氰化法合成己二腈的催化剂选择与控制是该工艺的关键。只有克服这一难题，才能实现催化剂和丁二烯消耗的双降，也只有这样己二腈国产化技术才能与国际先进技术媲美。
为什么氢氰化法是主流工艺？
丁二烯直接氢氰化法是在丁二烯氯化氢化法的基础上开发而成的，于上世纪70年代由杜邦首次建成并实现工业化。该工艺利用零价镍和含磷配体组成的催化剂，使两个分子的氢氰酸与丁二烯发生加成反应，反应过程包括一级氢氰化、异构化和二级氢氰化三个阶段。
一级氢氰化反应要求均相(液相)反应，反应器采用带有搅拌装置的反应釜，反应温度约为100℃，反应压力需使反应物1，3-丁二烯与氢氰酸保持液态。反应物经过滤器和蒸发器对丁二烯和催化剂进行回收，并循环到反应器中再利用，然后对反应产物进行精馏，得到纯净的3-戊烯腈和2-甲基-3-丁烯腈。随后3-戊烯腈进入二级氢氰化，2-甲基-3-丁烯腈则进入异构化反应工段，在催化剂作用下异构化为3-戊烯腈，进一步异构化生成己二腈的前体4-戊烯，再发生二级氰化反应得到己二腈，反应过程中生成乙基丁二腈、3-甲基戊二腈和2-戊腈等副产物。
异构化阶段采用镍与含磷配体组成的络合物为催化剂，催化剂与一级氢氰化的催化剂相同。二级氢氰化工段的反应同样为均相反应，同样采用镍与含磷配体组成的络合物为催化剂，但配体与一级氢氰化不同，并加入路易斯酸或者硼烷类作为助催化剂。
如何提升催化剂性能？
目前，丁二烯直接氢氰法制己二腈的技术要点是提高一级氢氰化目标产物3-戊烯腈的选择性，减少副产物2-甲基-3-丁烯腈的产生量，使异构化工程的处理量减少，从而降低投资成本。
因此，选择和制备选择性和产率较理想的催化剂是该工艺的难点，尤其是催化剂配体的选择。催化剂可以比作一台挖掘机，催化剂中的金属相当于钻头，配体就是助推器，要开发出性能好的催化剂，就要不断优化，找到推力最大的助推器。
丁二烯法氢氰化催化剂配体主要为膦单烷氧基膦、磷酸酯和亚磷酸酯等。配体既要有坚固的骨架，又要有灵活的连接单元，才能调控催化性能。磷鳌合配体的结构不同，效果也有差别。合成新型结构的磷鳌合配体难度大，既要满足简洁操作的要求，又要经济性较好。目前，配体选择主要围绕各种含磷结构进行比较，也可以寻找其他化合物。
工艺控制的重要性
丁二烯氢氰化法催化剂比较娇气，受热易分解，遇水易水解，因此需要严格控制生产原料，避免水分和保持操作过程全密闭。工艺设计不仅需要对进入反应器的原料进行预处理，使水分含量不高于200ppm，还需要控制反应温度，避免过高温度。
在异构化反应和二次氢氰化反应中加入有机碱，可抑制含磷配体的降解，使含磷配体降解率控制在5%以内，同时提高零价镍催化剂和含磷配体的分离回收率，降低原料成本。
此外，催化剂回收时也必须先除去氢氰酸和丁二烯，这样可以避免催化剂在后续塔釜停留时间过长，导致催化剂活性降低。催化剂回收若采用减压精馏方式，则对设备和操作要求较高，若采用萃取方式，则需要找到合适的萃取剂。因此，新型催化剂开发必须提高其受热分解温度，以降低对设备和操作条件的要求。
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