固体酸催化环己酮肟Beckmann重排制己内酰胺研究进展

环己酮肟 Beckmann 重排制己内酰胺是重要的工业过程.本文介绍了用以代替浓硫酸催化该反应的固体酸催化剂及其影响因素以及催化剂的失活与再生等.     

环己酮肟气相重排固体酸催化剂的研究进展

介绍了传统液体催化剂浓硫酸或发烟硫酸催化环己酮肟贝克曼重排反应制己内酰胺存在的问题,以及替代传统液体催化剂的气相贝克曼重排固体酸催化剂的种类和催化效果。固体酸催化剂主要有沸石分子筛、金属氧化物两类,其中Silicalite-1全硅分子筛在高温下催化环己酮肟气相重排,环己酮肟转化率和己内酰胺选择性均较高。固体酸催化剂应用于环己酮肟气相贝克曼重排反应,无副产物硫酸铵、对设备腐蚀小,且环己酮肟转化率与己内酰胺的选择性较高,但使用寿命受到较大限制。建议加强对催化剂失活机理,以及适用于环己酮肟气相重排的固体酸催化剂的制备和筛选的研究,在确保己内酰胺高收率的同时,进一步提高催化剂的寿命。     

Amberlyst 36磺酸树脂催化环己酮肟液相重排制己内酰胺

以Amberlyst 36磺酸树脂为绿色催化剂,催化环己酮肟液相Beckmann重排制己内酰胺,考察了溶剂、反应温度、反应时间、环己酮肟浓度、催化剂用量及催化剂的重复使用对Beckmann重排反应的影响。结果表明:适宜的反应条件为Amberlyst 36催化剂0.5 g,环己酮肟1.0 g,其质量浓度0.1g/m L,溶剂为二甲基亚砜,反应温度110℃,反应时间7 h,在此条件下,环己酮肟转化率为93.93%,己内酰胺选择性为87.54%;将催化剂经过再生处理重复使用2次,在相同条件下进行实验,其环己酮肟的转化率为80.43%,己内酰胺的选择性为81.82%,催化剂重复利用较好。     

环己酮肟气相Beckmann 重排制己内酰胺催化剂研究进展

环己酮肟Beckmann 重排制己内酰胺是重要的工业过程。本文较为详细地评述了用于环己酮肟气相Beckmann 重排反应的固体酸催化剂, 主要有氧化物、金属磷酸盐和分子筛等     

环己酮肟气相重排制备己内酰胺工艺

报道了一种具有MFI结构的高硅亚微米级分子筛MS1,该分子筛制备工艺简便、成本低、环境友好。研究了MS1分子筛催化环己酮肟气相Beckmann重排制备己内酰胺的催化效果,考察了汽化温度、反应温度、环己酮肟浓度及质量空速（WHSV）等反应条件对环己酮肟气相Beckmann重排反应的影响;在优化的反应条件下环己酮肟转化率≥99.5%,己内酰胺选择性达95%,且催化剂稳定性较好;结果表明,MS1分子筛催化剂具有良好的工业化应用前景。     

低硫铵环己酮肟Beckmann重排工艺研究进展

在己内酰胺生产中,通常以浓硫酸或发烟硫酸催化环己酮肟进行Beckmann重排,然后用氨中和制得己内酰胺,此法腐蚀设备,副产低价值硫酸铵。减少硫酸铵副产物,且反应过程绿色化是当前环己酮肟Beckmann重排工艺的研究热点。从低硫酸铵、无硫酸铵两方面综述了环己酮肟Beckmann重排工艺的研究进展,详细介绍了多级重排、溶剂法重排、气相重排、离子液体体系重排、固体酸催化重排、微反应器重排、微波辅助重排等工艺的技术特点,指出微反应器内环己酮肟Beckmann重排反应制己内酰胺工艺装置集成度高,反应速度快,反应效果好,有望实现工业化。     

己内酰胺生产技术路线进展

文章综述了生产己内酰胺(CPL)的几种典型工艺,说明了环己酮肟Beckmann重排是目前生产CPL中最重要的反应之一。着重从环保、经济性等方面对环己酮肟液相重排与气相重排制备己内酰胺进行比较,结果表明,使用MFI型硅分子筛催化环己酮肟Beckmann气相重排制备己内酰胺的绿色新工艺,具有良好的工业化应用前景。     

酸性离子液体-ZnCl2催化环己酮肟液相Beckmann重排反应

在乙腈介质中,由酸性离子液体和ZnCl2组成的催化体系,可以高效地实现对环己酮肟液相Beckmann重排制己内酰胺的反应.反应过程中生成的唯一副产物环己酮,可以通过氨氧化反应生成原料环己酮肟.考察了溶剂种类、反应温度、反应时间、离子液体用量和ZnCl2用量对环己酮肟重排反应性能的影响.确定了适宜的反应条件;HSO3-b...     

气相贝克曼重排反应催化剂的研究

Beckmann重排反应是指酮肟在酸催化下,发生分子内重排,生成相应酰胺的反应,是有机和药物合成中的重要方法之一。气相条件下的重排反应对环境的污染和设备的伤害较小。简要对近年来应用于气相Beckmann反应中的多组分氧化物催化剂、金属磷酸盐催化剂、分子筛催化剂三大类固体酸催化剂进行了评述,主要以环己酮肟的重排为例,通过统计形成己内酰胺的选择性和产率,比较各催化剂的催化性能的强弱以及简单探讨改性后催化剂的性能变化。     

己内酰胺生产的绿色化

己内酰胺生产的绿色化关键是环己酮肟贝克曼重排工艺路线替代的开发。重点介绍了代替浓硫酸催化该反应的固体酸催化剂、催化剂的失活与再生、反应器工业化的方法的进展。提出采用多相催化剂取代发烟硫酸使环己酮肟转化为己内酰胺的工艺 ,该催化剂具有转化率和选择性高 ,易处理再生 ,且可用于连续化工业生产     

Vapor phase Beckmann rearrangement of cyclohexanone oxime over metal pillared ilerite

The vapor phase Beckmann rearrangement of cyclohexanone oxime to -caprolactam has been studied using various metal pillared ilerites (M-ilerite) as catalysts. Ta- and Nb-ilerite exhibited high catalytic activities for the vapor phase Beckmann rearrangement. The oxime conversion over Ta-ilerite reached up to 98.9% with the lactam selectivity of 96.7% at 350°C. FT-IR and NH₃-TPD results revealed that the excellent catalytic performance of Ta- and Nb-ilerite should be ascribed to a large number of hydroxyl groups of the catalyst and their relatively weak acidity.     

Effects of acid strength and micro pore size on -caprolactam selectivity and catalyst deactivation in vapor phase Beckmann rearrangement over acid solid catalysts

The vapor phase Beckmann rearrangement of cyclohexanone oxime (CHO) over solid acid catalysts including zeolites was carried out to elucidate the effects of the acid strength and the micropore size of the catalysts on the selectivity of -caprolactam (CL) and the catalyst deactivation rate. It was found that the catalyst deactivation rate was strongly dependent on the acid strength of the acid catalysts. The improvement of catalyst life was achieved by using MFI-type metallosilicates having weak acid sites. The CL selectivity decreased over the acid catalysts with micropores larger than those of the MFI zeolites. Furthermore, using methanol and carbon dioxide as the diluent solvent and diluent gas improved CL selectivity and catalyst life, respectively.     

Crosslinked TS-1 as stable catalyst for the Beckmann rearrangement of cyclohexanone oxime

Crosslinked TS-1 zeolite materials have been studied in the gas phase Beckmann rearrangement reaction of cyclohexanone oxime to ε-caprolactam. Crosslinking of the zeolite particles resulted in the formation of an additional mesoporosity leading to increased activity in the Beckmann rearrangement reaction. The increased activity can be correlated with the newly created mesopore surface. Possibly more important, together with increased catalytic activity of the materials, the deactivation behavior of the catalysts is very significantly improved.     

P2O5液相催化环己酮肟重排制己内酰胺

研究了以环己酮肟、五氧化二磷(P_2O_5)、二甲基甲酰胺(DMF)组成的反应体系进行Beckmann重排制备己内酰胺工艺,考察了不同溶剂、催化剂用量、温度、浓度及水分含量对重排反应的影响。结果表明,由DMF、P_2O_5、少量水组成的反应体系,当P_2O_5与环己酮肟质量比为(1.0：4.5)～(1.0：5.6),温度为160～170℃,停留时间为0.75～1.00 h时,实现环己酮肟Beckmann重排制己内酰胺,转化率达99.5％以上,选择性达94.5％     

[bmim][BF4]离子液体中PCl3催化的液相贝克曼重排

在1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([bmim][BF4])与甲苯组成的两相体系中,以三氯化磷(PCl3)为催化剂,实现了由环己酮肟制备己内酰胺的液相贝克曼重排反应,两相体系有利于反应控制和体系取热. 研究了环己酮肟用量、PCl3用量、反应时间和反应温度对重排效果的影响. 优化反应条件为: 2 ml [bmim][BF4], 5 ml甲苯, 0.3 ml PCl3, 5 ml 2 mol/L环己酮肟-甲苯溶液, 90oC, 反应时间10~30 min. 此时,环己酮肟转化率达98.96%,生成己内酰胺的选择性达87.30%,PCl3催化转化数达2.88. 生成的大部分己内酰胺在离子液体相.     

环己酮肟Beckmann重排制己内酰胺的研究进展

环己酮肟Beckmann重排制己内酰胺是重要的工业过程。本文较详细地介绍了不使用浓硫酸催化的反应，主要有气固相反应、固液相反应、离子液体系及超临界水条件下的反应。研究表明：气固相反应中，副产物较多，催化剂易失活，使用寿命短；固液相反应条件温和，且副产物少；离子液体系和超临界水条件下的Beckmann反应中，可避免使用有机溶剂，且反应副产物少。     

Beckmann rearrangement in a microstructured chemical system for the preparation of ε‐caprolactam

A microstructured chemical system, constructed with a microsieve dispersion mixer, a delay loop and a microhydrolyzer is designed to carry out the Beckmann rearrangement of cyclohexanone oxime to ?‐caprolactam. The system is operated with oleum as the dispersed phase, and cyclohexanone oxime n‐octane solution as the continuous phase. The mixing performance, conversion of cyclohexanone oxime and selectivity to ?‐caprolactam are investigated and the results show that the reaction can be very well controlled due to the formation of microdroplets ranging from 10–25 μm. Under optimized conditions, the reaction can be accomplished with a residence time less than 40 s, and the selectivity higher than 99%. A two‐stage technology of low‐temperature to induce reaction, and high‐temperature to enhance reaction is developed, and the corresponding molar ratio of oleum to cyclohexanone oxime can be reduced to 0.8, which is much lower than the industrial value of 1.2. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012