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。     

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。     

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     

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。     

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。     

S-1催化环己酮肟气相Beckmann重排反应动力学

目前尼龙6生产中主要采用发烟硫酸催化环己酮肟液相Beckmann重排制己内酰胺,副产大量硫酸铵,而且存在设备腐蚀等问题。采用气相重排法可以克服上述缺点。本工作在以前得到的优化反应条件下,根据实验并采用催化剂失活的Wojciechowski模型获得了S-1催化环己酮肟气相Beckmann重排制己内酰胺反应动力学方程及参数。该模型将催化剂的活性与在线反应时间相关联,进而可以计算任何在线反应时间时催化剂的失活速率,或者根据要求的转化率最低允许值计算催化剂能在线反应的时间。     

环己酮肟贝克曼重排制己内酰胺绿色催化研究进展

己内酰胺是一种重要的有机化工原料,其传统的环己酮肟贝克曼重排制己内酰胺是以发烟硫酸为催化剂的生产工艺,存在污染环境、设备腐蚀以及成本高等缺点。综述了环己酮肟贝克曼重排反应制己内酰胺的绿色催化研究进展;介绍了氧化物催化剂、钛硅分子筛催化剂,及离子液体在催化中的应用;氧化物催化剂具有较好的催化活性,但存在寿命短、再生性差的缺点;TS-1型分子筛催化剂成本高,重现性差,工业化生产有待进一步研究;S-1型分子筛催化剂催化性能好,但反应条件较苛刻,使用寿命短;离子液体作为催化剂选择性不高。指出气相重排工艺绿色催化的高硅分子筛,特别是S-1型分子筛,具有较理想的催化效果,进一步提高全硅分子筛催化剂的选择性、延长使用寿命是今后研究的重点。     

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。     

环己酮肟液相Beckmann重排制己内酰胺研究进展

综述了不使用浓硫酸为催化剂的环己酮肟液相Beckmann重排生产己内酰胺的研究进展。重点介绍了分子筛等固体酸催化剂、烷基化试剂和DMF组成的催化体系、离子液体催化体系、超临界水及超临界CO_2条件下的液相重排新工艺,指出采用新型催化剂的绿色生产工艺,特别是离子液体催化体系具有良好的开发应用前景。     

温和催化液相重排制备ε-己内酰胺

以对甲苯磺酰氯(TsCl)作催化剂,乙腈为溶剂,催化环己酮肟液相贝克曼重排制备ε-己内酰胺。考察了不同的催化体系、反应温度、反应时间、催化剂用量、溶剂用量等因素对反应的影响,建立了适宜的反应条件:环己酮肟2.0 g,对甲苯磺酰氯1.5 g,乙腈20 mL,反应温度60℃,反应时间2.5 h,环己酮肟转化率达98.4%,ε-己内酰胺选择性达93.6%。该法反应条件温和,操作简单,溶剂乙腈可重复使用。     

苯法生产己内酰胺新技术

简述了苯法生产己内酰胺的新工艺技术 ,指出采用环己烷仿生催化氧化或复合金属氧化物催化氧化生产环己酮、环己基过氧化物无碱催化分解成环己醇酮、钛硅分子筛催化环己酮氨肟化生产环己酮肟、烟酸多级重排或分子筛气相重排生产己内酰胺以及进行己内酰胺精制工艺改进是技术发展的方向。     

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.     

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％     

环己酮肟贝克曼重排技术研究的进展

对己内酰胺生产中环己酮肟贝克曼重排新技术的研究进行了分析评价,并指出固体酸催化剂取代发烟硫酸是环己酮肟重排工艺的技术发展方向     

(Al,B)-MCM-41分子筛在气相贝克曼重排反应中的应用

用改进的快速合成法制备了2个系列的催化剂,并用XRD、N2吸附、FT-IR、27Al MAS、NMR和NH3-TPD等手段对其表征,用环己酮肟气相贝克曼重排反应评价其活性。结果表明,合成的催化剂具有MCM-41的结构,铝和硼进入到分子筛的骨架中。当n(Al)/n(B)的值一定时,随着铝和硼添加量的增多,分子筛的弱酸性位的数量增多,己内酰胺的选择性升高。当添加的铝和硼的总量一定,随着铝含量的减少,相应硼的量增加,己内酰胺的选择性升高。只添加硼时环己酮肟转化率和己内酰胺的选择性均很低。(Al,B)-MCM-41分子筛在气相贝克曼重排反应中的活性主要与骨架中的铝和硼的数量以及弱酸位的数量有关。     

Vapor Phase Beckmann Rearrangement of Cyclohexanone Oxime over Different Ferrierite Zeolite Catalysts

Ferrierite zeolite catalysts prepared using different procedures have been tested for their activity for vapor phase Beckmann rearrangement of cyclohexanone oxime to -caprolactam. We report here the results of a study seeking the influence of temperature, nitrogen feed rate, oxime concentration and solvents on the catalyst performance. At low concentration of oxime (2.5 wt%), using acetonitrile as solvent the maximum in the conversion of oxime and selectivity to -caprolactam has been obtained. The presence of weak, medium and strong acid sites as indicated by temperature-programmed desorption of NH₃ corroborates well with the catalytic activities of various ferrierites shown here. Solvent polarity is found to significantly affect the conversion of cyclohexanone oxime.     

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.