试析异丙醇法生产过氧化氢与环己酮氨氧化的集成过程研究

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时间:2019-03-19

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1、天津大学硕士学位论文异丙醇法生产过氧化氢与环己酮氨氧化的集成过程研究姓名:梁新华申请学位级别:硕士专业:化学工艺指导教师:米镇涛20030601摘要TS-1催化的环己酮氨氧化反应采用过氧化氢为氧化剂,具有反应条件温和、转化率高、选择性高、过程无污染等优点,是一种全新的催化氧化技术。但过氧化氢的生产成本较高,而低浓度的过氧化氢又存在储运等问题。因此,将环己酮肟与过氧化氢的生产过程进行合理集成是很有工业价值的。基于此,本文以异丙醇氧化法制过氧化氢与环己酮氨氧化过程的集成为目标,着重在以下几个方面进行了比较深入的研

2、究。第一、研究了异丙醇氧化法制过氧化氢过程,考察了温度、反应时间、压力等因素对异丙醇氧化过程的影响。优化的工艺条件为:反应温度110℃、反应压力1.0MPa、反应时间2h。在此条件下,过氧化氢的收率为7.5%。对异丙醇氧化产物进行了精馏,确定了精馏产物中的残留杂质。第二、研究了叔丁醇为溶剂的环己酮氨氧化反应与异丙醇氧化法制过氧化氢的集成过程。考察了异丙醇氧化法制得的过氧化氢中残留杂质对环已酮氨氧化反应的影响。考察的杂质包括异丙醇、丙酮、乙酸、过氧化氢的稳定剂和缓蚀剂等。实验结果表明,上述杂质对环己酮氨氧化反应

3、没有不良影响。在集成过程中,用自制的过氧化氨溶液进行环己酮氨氧化反应,环己酮的转化率和环己酮肟的选择性分别为99.2%和99.9%。因此,叔丁醇为溶剂的环己酮氨氧化反应与异丙醇氧化法制过氧化氢过程可以集成。第三、研究了异丙醇为溶剂的环己酮氨氧化反应与异丙醇氧化法制过氧化氢的集成过程。首先,研究了异丙醇为溶剂的环己酮氨氧化反应的规律,优化了其工艺条件。优化的工艺条件为:反应温度80℃,异丙醇/环己酮的质量比为2.3,氨/环己酮摩尔比为2.1。增加反应体系的压力,可以提高环己酮的转化率和环己酮肟的选择性。在优化的

4、条件下,环己酮的转化率和环己酮肟的选择性分别为99.7%和99.68%。而后,考察了异丙醇氧化法制得的过氧化氢中各种杂质对环己酮氨氧化反应的影响。考察的杂质包括丙酮、乙酸、过氧化氢的稳定剂和缓蚀剂等。实验结果表明,上述杂质对环己酮氨氧化反应没有不良影响。在集成过程中,用自制的过氧化氢溶液进行环己酮氨氧化反应,环己酮的转化率和环己酮肟的选择性分别达到99.6%和99.7%,副产物丙酮肟的量可以控制。因此,异丙醇为溶剂的环己酮氨氧化反应与异丙醇氧化法制过氧化氢过程可以集成。关键词:异丙醇氧化过氧化氢TS一1环己酮

5、肟氨氧化集成过程ABSTRACTTheammoximationofcyclohexanonetocyclohexanoneoximewithhydrogenperoxideandammoniacatalyzedbyTS—Ihasdistinctadvantages,suchasmildconditions,highconversionofcyclohexanone,highselectivitytocyclohexanoneoximeandnopollution.Itisanewcatalyticoxidat

6、ionprocess.However,hydrogenperoxideconstitutesthemaincostofthefinalproduct,andthetransportationandstorageofhydrogenperoxideinlowconcentrationmaycausemanyproblems.Processintegrationisoftenusedasanalternativemethodforoptimization,andtheintegratedprocessofhydr

7、ogenperoxideproductionandthedirectammoximationofcyclohexanoneshouldbeattachedgreatimportancetogreenchemicalindustry.Therefore,thefollowingshavebeenstudiedinthisthesisinordertointegratetheprocessesofhydrogenperoxideproductionandthedirectammoximationofcyclohe

8、xanone.Firstly,theisopropanoloxidationwasstudied.Theeffectsofthetemperature,pressureandreactiontimeontheisopropanoloxidationwereinvestigatedandtheoptimalreactionconditionswere1O。C,1MPa,2h.Atthesecondit

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