CN106542980A - 微酸性条件下环己基过氧化氢分解制环己酮和环己醇的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微酸性条件下环己基过氧化氢分解制环己酮和环己醇的方法,在反应器中,以一定浓度钴离子和铬离子为催化剂,在一定压力的氮气氛围下,环己烷氧化液中的环己基过氧化氢在一定温度下、一定相比和一定停留时间下分解生成环己酮和环己醇。环己基过氧化氢转化率在99.5%以上,环己酮和环己醇比例在1.2:1以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种由环己烷氧化液中环己基过氧化氢在微酸性条件下分解制备环己酮和环己醇的方法。
背景技术
环己烷氧化制环己酮由以下几个步骤组成:首先环己烷在155~165℃,经空气无催化氧化制得环己基过氧化氢的环己烷溶液,随后环己烷溶液中的环己基过氧化氢在一定碱度下,以醋酸钴为催化剂,钴离子浓度1~3ppm,有机相和无机相体积比85:15,反应温度85~110℃条件下分解为环己酮和环己醇;分解后的产物进行有机相和无机相的分离,有机相进入烷精馏系统,塔顶回收环己烷送氧化釜循环使用,塔釜产物为粗酮醇,粗酮醇经精馏后先后得到环己酮和环己醇;环己醇经脱氢反应后得到环己酮。目前在环己基过氧化氢分解过程中存在如下问题:环己基过氧化氢分解后得到的酮醇比例不高,一般酮醇比在1:1以下,增加了后面环己醇脱氢的负荷。同时分解必须在碱性条件下,每生产1吨环己酮产生700kg 左右的废碱,目前废碱的处理只能是浓缩后进行焚烧,能耗高,对环境产生巨大的污染。
荷兰DSM公司开发的用醋酸钴为催化剂的加碱皂化液液非均相CHHP分解工艺,其工艺就是将氧化和分解在不同的反应条件下进行,并尽量控制环己烷氧化处于CHHP阶段,再以钴盐为催化剂在碱性条件下分解CHHP得到环己酮和环己醇,分解收率一般在89%左右。由于分解过程在碱性条件下进行,产生大量废碱液,腐蚀和污染严重,处理环己酮废碱的方法均采用浓缩后焚烧,能耗高。
专利CN97108174.3环己基氢过氧化物分解方法,提到在低温非均相催化工艺条件下,向分解反应器同时或者分步连续加入硝酸铬和醋酸钴两种催化剂,金属离子总的浓度在1 ppm,其中铬离子占离子浓度的5%~40%,同时向分解反应器中加入氢氧化钠(30%~50%)和脱盐水,使分解反应器中有机相和无机相比为6:1,无机相碱度为0.4~0.7mol/kg,采用上述工艺的原理是利用钴和铬的两种金属催化剂,在氢氧化钠的辅助作用下,提高环己基过氧化氢转化生成环己酮的选择性,从而提高酮醇比,不足之处在于还需要消耗大量氢氧化钠同时产生大量废碱。
发明内容
本发明的目的是开发一种微酸性条件下环己基过氧化氢分解制环己酮和环己醇的方法,以一定浓度钴离子和铬离子为催化剂,在一定压力的氮气氛围下,环己烷氧化液中的环己基过氧化氢分解生成环己酮和环己醇,该工艺克服了传统分解过程中使用大量氢氧化钠的缺点,环己基过氧化氢转化率>99.5%,环己酮与环己醇比例>1.2:1,远高于传统碱性条件下的酮醇比。
本发明是这样实现的:微酸性条件下环己基过氧化氢分解制环己酮和环己醇的方法,其特征在于:以一定浓度的钴离子和铬离子为催化剂,在一定压力的氮气氛围下,环己烷氧化液中的环己基过氧化氢在一定温度、一定相比和一定停留时间下分解生成环己酮和环己醇;所述催化剂为钴离子和铬离子混合水溶液,其中钴离子的含量为100ppm~800ppm,优选加量为300ppm,铬离子的含量为200ppm~1000ppm,优选加量为400ppm。
所述催化剂中钴离子为醋酸钴、硫酸钴,催化剂中铬离子为硝酸铬、硫酸铬。
所述氮气的压力范围为0.02Mpa~1.0Mpa,优选为0.1Mpa。
所述分解温度90~160℃,优选温度130℃。
所述分解的相比(体积比)为无机相:有机相1:5~1:1,优选为1:4。
所述分解反应的停留时间为0.5~2.5h ,优选1.5h。
本发明方法环己基过氧化氢转化率在99.5%以上,环己酮和环己醇比例在1.2:1以上。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明加以详细描述。
实施例1
在0.5L反应釜中,加入200毫升环己烷氧化液,催化剂醋酸钴和硝酸铬的混合水溶液200毫升,其中钴离子浓度100ppm,铬离子浓度200ppm,通氮0.02Mpa气置换,升温至100℃,维持1小时,降温出料,静置分离有机相和无机相,环己基过氧化氢转化率为95.0%,环己酮和环己醇比例为1.30:1。
实施例2
在0.5L反应釜中,加入200毫升环己烷氧化液,催化剂醋酸钴和硝酸铬的混合水溶液50毫升,其中钴离子浓度300ppm,铬离子浓度400ppm,通氮0.01Mpa气置换,升温至130℃,维持1.5小时,降温出料静置分离有机相和无机相,环己基过氧化氢转化率为99.6%,环己酮和环己醇比例为1.24:1。
实施例3
在0.5L反应釜中,加入200毫升环己烷氧化液,催化剂醋酸钴和硝酸铬的混合水溶液80毫升,其中钴离子浓度500ppm,铬离子浓度600ppm,通氮气0 .1Mpa置换,升温至130℃,维持1小时,降温出料静置分离有机相和无机相,环己基过氧化氢转化率为99.4%,环己酮和环己醇比例为1.21:1。
实施例4
在0.5L反应釜中,加入200毫升环己烷氧化液,催化剂硫酸钴和硝酸铬的混合水溶液80
毫升,其中钴离子浓度800ppm,铬离子浓度100ppm,通氮气0
.1Mpa置换,升温至140℃,维持1.2小时,降温出料静置分离有机相和无机相,环己基过氧化氢转化率为99.5%,环己酮和环己醇比例为1.18:1。
实施例5
在0.5L反应釜中,加入200毫升环己烷氧化液,催化剂硫酸钴和硝酸铬的混合水溶液200毫升,其中钴离子浓度70ppm,铬离子浓度600ppm,通氮气0 .1Mpa置换,升温至90℃,维持0.5小时,降温出料静置分离有机相和无机相,环己基过氧化氢转化率在93.6%,环己酮和环己醇比例为1.35:1。
实施例6
在0.5L反应釜中,加入200毫升环己烷氧化液,催化剂醋酸钴和硝酸铬的混合水溶液150毫升,其中钴离子浓度300ppm,铬离子浓度600ppm,通氮气0 .1Mpa置换,升温至110℃,维持0.5小时,降温出料静置分离有机相和无机相,环己基过氧化氢转化率在96.5%,环己酮和环己醇比例为1.28:1。
实施例7
在0.5L反应釜中,加入200毫升环己烷氧化液,催化剂硫酸钴和硫酸铬的混合水溶液80
毫升,其中钴离子浓度200ppm,铬离子浓度400ppm,通氮气0
.1Mpa置换,升温至130℃,维持2.5小时,降温出料静置分离有机相和无机相,环己基过氧化氢转化率在99.2%,环己酮和环己醇比例为1.10:1。
Claims (7)
1.一种微酸性条件下环己基过氧化氢分解制环己酮和环己醇的方法,其特征在于:以钴离子和铬离子为催化剂,钴离子的含量为100ppm~800ppm,铬离子的含量为200ppm~1000ppm,在氮气压力范围为0.02Mpa~1.0Mpa的氛围下,环己烷氧化液中的环己基过氧化氢在90~160℃温度、分解的相比(体积比)为无机相:有机相1:5~1:1、停留时间0.5~2.5h下分解生成环己酮和环己醇。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于催化剂中钴离子的含量为300ppm,铬离子的含量为400ppm。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于催化剂中钴离子为醋酸钴、硫酸钴,催化剂中铬离子为硝酸铬、硫酸铬。
4.根据权利要求1所述的方法,其特在于氮气的压力范围为0.1Mpa。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于分解温度为130℃。
6. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于分解的相比(体积比)为无机相:有机相为1:4。
7. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于分解反应的停留时间为1.5h。
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