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。     

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。     

应用于环己酮氨肟化反应的TS-1研究进展

环己酮氨肟化工艺是己内酰胺新技术发展的必然趋势之一,而钛硅分子筛TS-1的制备是环己酮氨肟化工艺的核心技术。但由于TS-1合成成本昂贵,合成条件苛刻,制备重复性差,制约了工业化的发展,仍需要不断的技术进步。本文针对这一主题,对环己酮氨肟化反应所需的TS-1催化剂的制备包括TS-1的改性、大颗粒TS-1的制备、复合TS-1的制备、TS-1的成型及其他的TS-1制备工艺等技术进行了系统综述。在环己酮氨肟化反应中,提高TS-1的催化活性、解决工业上TS-1的分离和回收难题、提高TS-1制备的稳定性和产量、降低成本等是未来TS-1研究的发展趋势。     

环己酮氨肟化工艺中钛硅分子筛流失问题的研究

在TS-1分子筛催化环己酮氨肟化制备环己酮肟工艺试验中研究了催化剂流失的原因和抑制催化剂流失的方法。结果表明，催化剂流失是由催化剂的骨架硅溶解引起的，硅的流失量为50～60μg／g；通过向反应体系中连续添加助剂能有效抑制骨架硅的溶解流失，提高催化剂寿命，且不会对新工艺产生不良影响。     

氨肟化装置膜分离系统的应用和优化

分析了环己酮肟生产中氨肟化装置膜分离系统运行不稳定的原因;提出了技术改造和工艺优化措施。结果表明:膜分离系统膜管表面污染导致其运行不稳定,原因是生产中弱碱性条件下破碎的催化剂颗粒附着在膜表面形成沉积层。通过提高错流速率,稳定反冲压力,改变反冲方式和反冲介质等优化措施,可实现膜分离系统的稳定运行。     

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。     

环己酮肟钛硅分子筛催化剂的研究进展

钛硅分子筛(TS-1)催化环己酮氨肟化合成环己酮肟的新工艺具有工艺流程简单、副产物少及无污染等特点,为己内酰胺的生产开辟了新的工艺路线;经典法合成的TS-1合成成本昂贵,合成条件苛刻,严重制约着其工业化应用;详述了TS-1的合成、改性及其在环己酮氨肟化反应中的应用研究进展,以及TS-1催化环己酮氨肟化的反应机理;在环己酮氨肟化反应中,开发廉价且高效的TS-1合成体系、工业上TS-1的分离和回收技术,以及明确其催化环己酮氨肟化的反应机理等是未来该领域的研究方向。     

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。     

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。     

An Integrated Process of H2O2 Production through Isopropanol Oxidation and Cyclohexanone Ammoximation

The possibility of the integration of the processes of H₂O₂ production through isopropanol partial oxidation and the direct ammoximation of cyclohexanone with H₂O₂ and NH₃ catalyzed by TS‐1 was investigated. The results of isopropanol partial oxidation showed that around 7.5 % yield of H₂O₂ was obtained at 110 °C, 10 atm, 2 h, and after fractionation, a H₂O₂ solution with the typical composition 25.2 wt.‐% H₂O₂, 10.3 wt.‐% isopropanol, 0.29 wt.‐% acetone, 0.45 wt.‐% phosphoric acid and 0.43 wt.‐% acetic acid was obtained. The presence of these impurities up to the above levels did not appreciably influence the ammoximation of cyclohexanone in terms of the conversion of cyclohexanone and the selectivity to cyclohexanone oxime. The results indicate that the processes of H₂O₂ production through isopropanol partial oxidation and the ammoximation of cyclohexanone can be integrated.     

TS-1催化环己酮氨肟化反应的研究进展

钛硅分子筛TS-1是具有MFI结构的沸石分子筛,其特点为以Ti4+取代全硅分子筛骨架中的少量Si4+,使其具有独特的催化氧化性能,尤其对于有H_2O_2或有机过氧化合物参与的一系列有机物的选择氧化反应,能够使得反应具有很高的选择性。本文综述了TS-1催化环己酮氨肟化制环己酮肟反应的基础研究和工业应用现状及存在的问题,并对其今后的研究及应用作了展望。     

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.     

环己烷氧化制环己酮工艺技术进展

介绍了国内外环己烷氧化制环己酮工艺现状及其技术发展情况 ,指出通过新的催化氧化体系 ,得到高环己烷转化率与醇酮选择性 ,实现清洁生产是技术开发的发展方向。     

钯碳催化剂的制备条件对苯酚气相加氢制环己酮的影响研究

将从钯碳催化剂的介绍入手,进而介绍苯酚气相加氢制环己酮的研究现状,然后针对苯酚气相加氢制环己酮受钯碳催化剂的制备条件的影响情况进行探析。     

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℃。     

丙酮液相氨肟化连续流反应

在液相条件下,以丙酮、氨水和双氧水为原料,钛硅分子筛（TS-1）为催化剂,叔丁醇为溶剂,在具有特殊微结构的连续流微通道反应器中一步氧化合成丙酮肟。实验考察了双氧水浓度、氨水用量、双氧水用量、溶剂用量、助催化剂用量以及温度对氨肟化的影响,结果表明：AFR微通道反应器中,反应器出口压力5 bar,温度100 ℃,催化剂浓度8 g/mol（mol为丙酮的单位）,氨水/双氧水/叔丁醇/丙酮摩尔比=3:1.1:6:1,双氧水浓度70 wt.%,氨水浓度25 wt.%,助催化剂浓度3 mg/mol（mol为丙酮的单位）,停留时间72 s,获得丙酮转化率为80%,丙酮肟选择性为97%,丙酮肟的收率为77%。AFR微通道反应系统持液量小、停留时间短、强传质传热等特点,强化了反应物料和催化体系之间的协同效应,提高了氨肟化反应速率,解决了双氧水分解带来的氨肟化反应本质安全问题,实现了丙酮氨肟化的绿色安全高效合成。