环己烯水合制备环己醇催化反应过程的研究.ppt

《环己烯水合制备环己醇催化反应过程的研究.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、答辩人：单祥雷导师：程振民教授环己烯水合制备环己醇催化反应过程的研究2011.5.161.课题背景及其研究进展2.理论部分：非均相动力学模型推导和液液平衡计算3.HZSM-5分子筛催化环己烯水合反应动力学4.离子交换树脂催化环己烯水合反应动力学5.有机共溶剂对于环己烯水合反应的溶剂效应6.HZSM-5沸石改性和预处理对于环己烯水合反应的影响7.超声作用下HZSM-5沸石催化环己烯水合反应的研究8.结论9.致谢提纲1.课题背景及其研究进展环己醇获得环己酮己二酸己二胺己内酰胺聚合尼龙6纤维、锦纶6纤维尼龙66纤维、尼龙66树脂聚氨酯泡沫塑料聚合非酰胺类产品涂

2、料工业纺织工业其他领域油漆、虫胶和清漆的溶剂染料溶剂和消光剂消毒剂、香料、杀虫剂、皮革脱脂剂应用领域苯酚加氢法：环己烷氧化法：特点：气相加氢和液相加氢，贵金属催化剂（钯、镍），工艺装置复杂，反应速率受H2传质影响明显，因而需要剧烈的搅拌，导致大量贵金属催化剂的流失。特点：催化氧化和无催化氧化，可溶性的钴盐催化剂，由于环己酮和环己醇极易进一步过氧化生成羧酸，因而产物的高选择性只能在较低的环己烷转化率下获得。环己醇生产工艺概述环己烯水合法环己烷氧化法1.碳收率99%以上（包括环己烷）70%～80%2.氢消耗比（理论值）2/313.生产过程的安全性在水存在下反

3、应，体系安全油中吹入空气，须采取安全措施4.废弃物副产物少20%～30%副产物作废弃处理5.产品纯度高纯度环己醇（99%以上）环己醇与环己酮的混合物环己醇生产工艺概述环己烯水合法：由日本旭化成公司开发，并于1990年成功实现工业化，目前已达到年产能超过10万吨环己烯水合法与环己烷氧化法的比较环己烯水合反应研究进展环己烯水合反应器中水油两相中各组分的组成分布环己烯水合反应的特点：●可逆放热反应●反应严格受热力学平衡限制●使用固体催化剂时，属于液液固三相反应298.15K下环己烯在水中的溶解度大约为0.02%w/w环己烯水合催化剂研究进展均相催化剂：硫酸，杂

4、多酸，高氯酸，甲基苯磺酸§产物环己醇和均相催化剂共存，后续分离困难§容易引起设备腐蚀非均相催化剂：H-ZSM-5沸石分子筛非均相催化剂：强酸性大孔离子交换树脂§硅铝比较高(SiO2/Al2O3≥20)，粒径非常小(0.1～0.5μm)§外表面具有亲水性，孔道内壁具有憎水性，工业普遍应用§催化剂粒径大于H-ZSM-5分子筛，实验室研究中应用§高温条件下易降解旭化成工艺流程：旭化成生产工艺概述环己烯水合制备环己醇反应流程图工业上环己烯水合工艺的特点：●反应在全混流式二级串联反应器中进行●水合催化剂为高硅沸石分子筛H-ZSM-5●通过强力搅拌实现固液液三相宏观

5、混合●反应后有机相通过蒸馏方式分离回收旭化成生产工艺概述旭化成工艺的缺点：●环己烯单程转化率低(≈12%)●反应后混合物的分离提纯困难●工序流程复杂改进方法：●反应体系中加入有机共溶剂，提高环己烯在水相中的溶解度●对H-ZSM-5分子筛催化剂进行表面修饰，改善其表面性质●研究结构性水合催化剂，开发环己烯水合反应精馏工艺课题研究内容和目的动力学模型—以Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson(LHHW)机理和Eley-Rideal(ER)机理为基础，推导环己烯水合非均相反应动力学模型反应动力学—分别以H-ZSM-5分子筛和离子交

6、换树脂作为催化剂，考察环己烯水合反应的动力学，并鉴定两种催化剂上的反应机理溶剂效应—考察了共溶剂存在下反应体系中的四组分液液平衡，并通过动力学拟合研究了共溶剂对于反应的溶剂效应催化剂改性和预处理—通过烷基化试剂对HZSM-5分子筛进行表面改性，并考察改性后催化剂和不同预处理方式对于水合反应的影响超声效应—将超声波引入反应体系中，考察超声波对于水合反应的影响2.非均相动力学模型的确定环己烯水合反应的基本步骤：环己烯从油相主体扩散到水油两相界面环己烯从水油两相界面扩散到水相主体环己烯和水从水相主体扩散到催化剂外表面环己烯和水向催化剂孔道内部扩散并在活

7、性中心上发生反应生成环己醇；环己醇按照和环己烯相反的扩散过程回到油相主体中。Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson(LHHW)：假定反应发生在被吸附的A分子和B分子之间Eley-Rideal(ER)：假定反应是在体相中A分子与被吸附B分子之间进行的非均相动力学模型的确定LHHW机理：ER机理：活性中心非均相动力学模型的确定非均相动力学模型的推导表面反应为反应速率控制步骤，其余的各种扩散、吸附和脱附过程都处于平衡状态。反应物分子在催化剂表面的吸附行为，遵循朗格缪尔吸附模型假定：反应遵循LHHW机理时：其中，θV是未覆盖率，可

8、以表示为A—环己烯B—水R—环己醇非均相动力学模型的推导联立以上方程组可得反应速