探究己内酰胺生产工艺中副产环己甲酰胺的分析和利用研究

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1、学校代码10530学号200615031048分类号TQ09密级硕士学位论文己内酰胺生产工艺中副产环己甲酰胺的分析和利用研究学位申请人刘艳指导教师段正康教授学院名称化工学院学科专业化学工艺研究方向精细化工二零零九年六月五日AnalysisandUtilizationResearchoftheByproductHexahydrobenzamideinProductionMethodologyofCaprolactamCandidateLiuYanSupervisorProfessorDuanZhengkangCollegeCollegeofChemicalEnginee

2、ringProgramChemicalTechnologySpecializationFineChemicalEngineeringDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDate5th,June,2009湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者

3、签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要己内酰胺是生产锦纶纤维和工程塑料的重要石油化工产品，有着广阔的市场需求。酰胺化反应单元是甲苯法生产己内酰胺的重要过程，副反应较多，其中精制单元每年副产较多的含环己甲酰胺的混合物，一直以来没有得

4、到分析研究和合理利用，造成资源浪费，影响了甲苯法工艺的市场竞争力。本文首先针对甲苯法生产己内酰胺精制工段析出的可能为环己甲酰胺等的白色结晶混合物进行了分析研究，建立起了其液相色谱的定性定量分析方法，该方法应用高效液相色谱分离，二极管阵列扫描对混合物进行紫外最大吸收光谱研究，结合生产工艺中的化学反应理论研究进行初步定性，其分析条件为：LichrospherC18色谱柱（2250mm×4.5mmi.d.,5μm），流动相为65%的甲醇水溶液，流速0.7mL/min。应用液相色谱紫外检测器检测，使用初步定性确定的物质标准样品进行色谱保留时间进一步定性，并用外标法定量，其分析

5、条件为：AgilentHypersilODSC18色谱柱(5μm4.0×250mm)，检测波长215nm，流动相为体积比38/62甲醇水溶液，磷酸调节pH值为5，流速0.4mL/min。确定该副产物中主要含有环己胺、己内酰胺、苯甲酰胺、环己甲酰胺。环己胺的回收率为98%～99%，精密度为0.23%～1.51%,检出限为0.05mg/mL；己内酰胺的回收率为98%～100%，精密度为0.51%～1.63%,检出限为0.03mg/mL；苯甲酰胺的回收率为100%～101%，精密度为0.52%～2.02%，检出限为0.03mg/mL；环己甲酰胺的回收率为97%～100%，精

6、密度为0.73%～1.25%，检出限为0.04mg/mL。该方法准确、快速、简便，检出限、回收率和精密度均符合要求，可用于同时测定结晶混合物中的这四种主要物质。其次，为了实现副产物资源化及将主要副产物提纯或转化为更高附加值的产品，本文根据混合物中主要物质的特性，设计了一系列提纯的方案。经过综合比较溶剂耗费情况、提纯度、环保方面、经济方面的要求，最终建议采用先初步水萃取提纯再使用单一溶剂三氯甲烷或甲苯提纯的方案。水耗费量约1.20mL/0.1g原料；三氯甲烷耗费约1.16mL/0.1g原料，整个提纯过程总产率为34.7%，总收率为57.8%；甲苯所耗费的溶剂量约为1.8

7、0mL/0.1g原料，整个提纯过程总产率为33.1%，总收率为59.1%。环己甲酰胺的含量均提高到约94%。最后对提纯后的特殊副产物环己甲酰胺和未经提纯的副产混合物进行初步的反应利用研究，比照了两种含量下，环己甲酰胺进行Hofmann降解反应、与五氧化二磷的脱水反应、与氢氧化钠或硫酸的水解反应、酰胺还原反应的反应实现难易程度、反应的选择性和转化率，以及对最后产物分离的难易进行了分析研I湘潭大学2009届硕士毕业论文究。从工业实现的角度考虑，建议使用Hofmann降解反应生成环己胺的路线或与氢氧化钠的水解反应生成环己烷羧酸钠的路线。Hofmann降解反