由苯一锅法制备环己醇催化反应研究

《由苯一锅法制备环己醇催化反应研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、河北工业大学硕士学位论文由苯“一锅法”制备环己醇催化反应研究姓名：王冬冬申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：薛伟20100501河北工业大学硕士学位论文由苯“一锅法”制备环己醇催化反应研究摘要环己醇在有机化工工业、涂料工业等方面应用广泛。目前，制备环己醇的一种重要工艺为：由苯选择加氢生成环己烯，再经水合得到环己醇。本文试图将这两个反应集成在一个釜式反应器中进行，从而省去中间分离步骤，降低能耗，节约成本，为工业生产提供有益的技术数据，同时也为解决多步反应一步化这个科学问题进行初步探索。首先，考察了机械混合催化剂Ru-Zn/SiO2+HZSM-5上由苯直

2、接制备环己醇过程，实验结果表明未得到目的产物环己醇。分析认为，由于HZSM-5表面酸中心和Ru加氢中心的共同存在，使得苯加氢反应存在两条路径，一条是Ru催化的加氢路径，另一条是溢流氢参与的在酸中心上发生的加氢路径，因此反应速率增加，苯转化率增加；并且由于HZSM-5表面酸中心有利于中间物环己烯的吸附，从而易发生深度加氢，得到的产物大部分为环己烷。因此，也就无法进行水合反应得到环己醇。其次，考察了苯选择加氢制环己烯反应体系中各物质对环己烯水合反应的影响，发现用于提高环己烯选择性的ZnSO4助剂对HZSM-5的活性存在显著的负作用。当ZnSO4浓度为0.2mo

3、l/L（苯选择加氢反应所需的适宜浓度）时，环己醇收率仅为1.0%。通过对HZSM-5的表征，认为金属盐的加入导致了HZSM-5的部分脱铝，造成其表面B酸中心减少，从而使其催化环己烯水合反应的活性下降。最后，对环己烯与甲酸的酯化反应以及甲酸环己酯水解反应进行了热力学分析，二者的平衡常数远大于环己烯直接水合反应，说明由环己烯经甲酸环己酯制备环己醇在热力学上是有利的。只要开发出适宜的催化剂，就可以得到较高收率的环己醇。采用HZSM-5作为催化剂，分别考察了环己烯酯化反应与甲酸环己酯水解反应的性能，以及由环己烯经甲酸环己酯“一锅法”制备环己醇催化过程。由于该两反应

4、在条件上并不匹配，从而提出采用动态操作方式进行反应。当进行酯化反应时，仅向釜内加入环己烯、甲酸和催化剂；反应一定时间后，再将甲酸环己酯水解所用水加入反应釜中。在一定条件下，环己醇收率可达33.8%。关键词：环己醇，苯，环己烯，一锅法，溢流氢，甲酸环己酯，动态操作i由苯“一锅法”制备环己醇催化反应研究STUDYONTHEONE-POTSYNTHESISOFCYCLOHEXANOLFROMBENZENEABSTRACTCyclohexanolisachemicalwithextensiveuseinorganicchemicalindustry,coverin

5、gmaterialindustry,andsoon.Nowadays,oneoftheimportantmethodsforcyclohexanolproductionisthroughthehydrationofcyclohexene,whichispreparedbybenzeneselectivehydrogenation.Thismethodconcernstworeactions,andseparationoperationisabsolutelynecessaryintheproductpurificationofthefirstreactio

6、ntoprovidematerialforthefollowingreaction.Todecreasetheconsumptionofrawmaterialandenergy,andlowerthecost,theintegrationofthetworeactions,thatistosay,one-potsynthesisofcyclohexanolfrombenzenedirectlyinanautoclavewasstudiedinthispaper.Firstly,one-potsynthesisofcyclohexanolfrombenzen

7、eoverthemechanicallymixedcatalystRu-Zn/SiO2+HZSM-5wasinvestigated.ItwasfoundthattheadditionofHZSM-5didn’tresultintheobjectivecyclohexanol.However,thebenzeneconversionincreasedobviously,andcyclohexanewasthemainproduct.Itwasthoughttobetheresultoftheeffectofhydrogenspillover.Fortheco

8、existenceoftheacidsitesonthesurfa