钛硅分子筛合成及其催化环己酮氨肟化反应研究进展

综述了基于钛硅分子筛/过氧化氢体系的环己酮液相氨肟化绿色工艺中钛硅分子筛TS–1的研究进展,包括传统水热合成工艺的优化、新合成方法的开发和增强TS–1传质的新策略。总结了钛硅分子筛催化环己酮氨肟化的反应机理、反应路径和催化剂再生方法。并对今后钛硅分子筛催化材料的开发和研究做出展望。     

钛硅分子筛TS-1合成及催化环己酮氨氧化的研究进展

钛硅分子筛TS- 1催化的环己酮氨氧化反应是一个绿色过程。介绍了TS- 1分子筛的合成、TS- 1分子筛催化的环己酮氨氧化及环己酮氨氧化与过氧化氢生产的集成。指出提高催化剂的性能、降低其生产成本是今后研究的重点 ,绿色氧化剂过氧化氢的生产与氨氧化过程的集成是今后环己酮肟生产的发展方向     

钛硅分子筛催化环己酮氨肟化本征动力学

对钛硅分子筛(TS-1)催化环己酮氨肟化反应进行了研究。根据该反应体系中环己酮可能部分吸附在TS-1分子筛活性中心上与氨发生亚胺机理,未被吸附的环己酮和羟胺中间体发生羟胺机理(双机理),建立了氨肟化反应以及该反应体系中过氧化氢分解的动力学方程,结合实验数据,对参数进行了估算及统计检验,对氨肟化反应和过氧化氢分解的动力学模型的计算值与实验值进行了比较,结果表明该模型能真实反映TS-1分子筛催化环己酮氨肟化的反应规律。同时,对双机理模型中各机理也进行了模拟计算,结果表明,双机理模型中的亚胺和羟胺机理在反应体系中发生的几率跟反应温度有很大关系。另外,过氧化氢分解动力学模型只适用于该反应体系。     

TS-1分子筛在环己酮氨肟化反应中的应用

叙述了TS-1分子筛在环己酮氨肟化反应中的应用研究进展．阐述了国内外对环己酮氨肟化催化剂的研究概况及在工业化应用中所存在的问题,指出了TS-1分子筛在环己酮氨肟化反应中的应用研究主要集中在催化剂合成技术、分离和回收以及降低生产成本等方面。     

HTS-1钛硅分子筛催化环己酮氨肟化工业试验

通过工业试验,考察了钛硅分子筛HTS-1新剂和再生剂在环己酮氨肟化制备环己酮肟工艺中的工业试验性能,工业运行结果显示:环己酮转化率99.6%,环己酮肟选择性99.5%,催化剂单程寿命大于600h。同时介绍了亚微米级HTS-1催化过程中的分离和粘壁问题及其工程解决措施,应用陶瓷膜微滤技术解决了催化剂和反应液的分离和循环使用问题,应用波纹管技术克服了催化剂粘壁现象,达到正常换热的效果,并通过优化使系统满足生产要求。     

不同钛含量TAPO-5分子筛的制备及催化环己酮氨肟化

以氢氧化铝、正磷酸和钛酸四异丙酯为原料,N-甲基二环己基胺为模板剂,采用水热晶化法合成一系列具有不同Ti含量的TAPO-5分子筛,通过XRD、N_2物理吸附-脱附、DR UV-Vis和XRF分别对分子筛结构、织构性质、Ti的存在状态以及Ti含量等进行表征。结果表明,TAPO-5分子筛为微孔-介孔材料,其中,Ti以骨架、非骨架和锐钛矿相3种形式存在;随着Ti含量增加,3种形式的Ti含量均增加,伴随着TAPO-5分子筛的结晶度、比表面积和孔容降低。环己酮氨肟化结果表明,随着Ti含量增加,环己酮转化率和环己酮肟选择性逐渐提高,当Ti质量分数为14.8%时,环己酮转化率和环己酮肟选择性分别为92.5%和95.4%,优于目前过渡金属掺杂磷酸铝分子筛催化环己酮氨肟化的最佳结果。     

氨肟化法制备环己酮肟的工艺条件的优化

通过工业试验,研究以HTS新型钛硅分子筛催化环己酮、H2O2和氨反应一步合成环己酮肟反应中新工艺中催化剂浓度、进料配比、反应温度以及反应停留时间的影响。结果表明,适宜的反应工艺条件为:催化剂浓度稳定在3.0%～6.0%(ω),进料中n(H2O2)∶n(环己酮)=1.05,反应釜氨含量控制在2.2%～3.2%(ω),反应温度为80～85℃,物料的平均停留时间为70 min。环己酮氨肟化反应转化率和选择性均大于99%,并通过优化使环己酮肟的质量进一步提高。     

磁性钛硅催化剂催化环己酮氨肟化传递-反应研究

磁性钛硅分子筛是具有原子经济特征和磁回收功能新型绿色催化剂。通过研究磁性钛硅分子筛催化环己酮氨肟化制备环己酮肟过程,考察了环己酮、H2O2和NH3·H2O的初始浓度和搅拌雷诺数对氨肟化过程的影响。在消除内扩散和外扩散的条件下,确定了环己酮氨肟化的动力学方程,反应指前因子为5.89×1012(mol-0.87·L0.87)·min-1,反应活化能为101.3kJ·mol-1,环己酮、H2O2和NH3·H2O的反应级数分别为0.65、0.16和1.06,对反应速率计算值和实验值进行了比较,平均相对误差为6.86%。     

无机钛硅原料体系TS-1催化环己酮氨氧化反应的研究

研究了自制的无机钛硅原料体系TS - 1催化环己酮氨氧化反应 ,结果表明 :钛进入了分子筛的骨架中 ,构成了TS - 1催化活性中心。考察了以水为溶剂时 ,催化剂用量、氧酮比、氨氧比对氨氧化反应的影响 ,得出了无机钛硅原料体系TS - 1催化环己酮氨氧化反应的最优反应条件。在此条件下 ,环己酮的转化率可达 97%以上 ,环已酮肟的收率可达 96 %     

TS-1分子筛催化苯乙酮氨肟化反应

研究了钛硅分子筛(TS-1)催化苯乙酮氨肟化反应中溶剂、反应温度、助催化剂(氧化铝和乙酸铵)、氨水及H2O2用量对反应的影响. 结果表明,适宜的溶剂为乙醇,最佳反应温度为80℃,助催化剂乙酸铵在溶液中的浓度不低于0.43%(w)时能显著提高苯乙酮氨肟反应的转化率,而Al2O3的作用不明显. 为了获得较高的转化率,物料中NH3/苯乙酮以及H2O2/苯乙酮的摩尔比应分别控制在2.00和1.27以上.     

Ammoximation of Cyclohexanone over Al2O3 Supported Titanium Silicates

The ammoximation of cyclohexanone to cyclohexanone oxime with H₂O₂ and NH₃, in liquid phase, over γ-Al₂O₃ supported titanium silicates, is reported. The effects of temperature, reactant concentrations and support to catalyst ratio on the efficiency of the process are examined. A maximum yield of 94·48% with selectivity 98·49% for oxime could be achieved over 50 wt% γ-Al₂O₃ supported titanium silicates, at a cyclohexanone: NH₃: H₂O₂ molar ratio of 1:1·5:1, and at a temperature of 313 K. Studies suggest that in the case of a supported catalyst, the catalyst: ketone ratio is about eight times less than that needed for an unsupported catalyst. A batchwise addition of cyclohexanone and ammonia and a dropwise addition of H₂O₂ produced the best results. A tentative mechanism for the production of oxime and by-products is suggested. © 1997 SCI.     

无机方法制TS-1催化环己酮氨氧化反应

用无机方法合成了钛硅分子筛催化剂TS-1,并优化了TS-1催化环己酮氨氧化反应的条件。结果表明：无机催化剂可以取代有机催化剂。物料比、溶剂以及温度都对氨氧化反应有很大的影响。其优化的反应条件：NH。酮摩尔比为2．00,H2O2酮摩尔比为1．50,溶剂用蒸馏水且H2O酮摩尔比为7．5,反应温度为74℃。     

分子筛催化剂晶化母液有效成分絮凝回收的研究

确定了可见分光光度计法测定分子筛催化剂晶化母液和丙烯酸絮凝后清液的磷含量,实验比较研究了不同絮凝剂回收分子筛催化剂晶化母液中有效成分的效果,通过单因素实验重点研究了丙烯酸作为絮凝剂在不同的浓度、絮凝温度、絮凝时间等因素对絮凝效果的影响,实验确定的最佳絮凝条件为:10.0 m L母液,丙烯酸(98.75%)2.0 m L,温度22.2℃,反应时间6 s,磷回收率可达到为94.3%。     

新型催化剂在氨肟化装置的应用

从催化剂的定向氧化性、可再生性、可分离性、催化作用的连续性等几个方面,对石家庄炼化16万t扩容改造核心装置——环己酮氨肟化装置所采用的新型催化剂进行了较为详细的论述,并从不同角度说明催化剂性能对环己酮氨肟化装置的稳定运行起着重要作用。     

三相体系中TS-1分子筛催化环己酮氨肟化制环己酮肟(英文)

An innovative green process of producing ε-caprolactam was proposed by integrating ammoximation and Beckmann rearrangement effectively. As a first part of the new process, TS-1 molecular sieve-catalyzed synthesis of cyclohexanone oxime from cyclohexanone, ammonia and hydrogen peroxide was carried out in a batch plant. Cyclohexane was used as the solvent in the three-phase reaction system. The influences of essential process parameters on ammoximation were investigated. Under the reaction conditions as catalyst content of 2.5% (by mass); H 2 O 2 /yclohexanone molar ratio of 1.10; NH 3 /cyclohexanone molar ratio of 2.20; reaction temperature of 343 K; reaction time of 5 h, high conversion of cyclohexanone and selectivity to oxime (both>99%) were obtained. Thus, the three-phase ammoximation process showed equal catalytic activity as TS-1 but much more convenient and simpler for the separation of catalyst in comparison to the industrial two-phase system with t-butanol used as solvent.     

MoCrY沸石催化环己醇制备环己酮

文章提出一种以过渡金属Mo Cr Y型沸石催化环己醇制备环己酮的工艺。通过正交实验考察了反应温度、反应时间、双氧水量、催化剂量等对环己酮收率的影响;确定最优工艺条件为:反应温度70℃,反应时间10 h,双氧水量为理论量的1.5倍,催化剂量占环己醇重量的6%,环己酮收率大于90%。     

挤条成型TS-1分子筛催化剂制备及性能表征

制备了TS-1分子筛挤条成型催化剂。并采用傅里叶红外光谱(FT-IR),X射线衍射(XRD),N_2吸附,激光粒度分析等手段对其进行了表征,考察了TS-1原粉含量,烧成温度,保温时间,焙烧气氛等工艺条件对成型催化剂的机械强度和催化性能的影响。结果表明,同TS-1原粉相比,TS-1分子筛挤条成型催化剂的骨架保留了MFI的拓扑结构,但其比表面积及孔容均有所降低;挤条成型TS-1分子筛适宜的制备条件为烧成温度800℃,保温时间4 h,焙烧气氛O_2,TS-1原粉含量80%,此条件下制得的成型催化剂压碎强度为22.3 N/mm,催化环己酮氨肟化反应环己酮肟收率可达99.1%。     

微波水热晶化制备纳米二氧化钛光催化剂及其性能研究

以TiCl4为原料,采用微波水热合成法制备了锐钛型纳米TiO2光催化剂.利用XRD、TEM、TG-DTA等技术对产物进行了表征,并以制备的TiO2为催化剂,通过酸性品红水溶液的光催化降解实验考察了该催化剂的光催化反应性能.结果表明:微波场作用使反应体系均匀迅速的升温,加快了水热晶化反应速度,在20×105 Pa的微波水热条件下Ti(OH)4水热晶化2.5 h后,产物主要以锐钛型存在,晶粒粒径小于10 nm.与常规水热合成时间相比,微波水热条件下在较短的晶化时间内形成了锐钛型TiO2,光催化降解品红的实验也证明微波水热条件下制备的催化剂具有较高的光催化性能.