环己醇催化氧化合成己二酸的研究

论文摘要

己二酸的主要用途是作尼龙66和工程塑料的原料。目前工业上主要采用环己烷空气氧化合成己二酸,其中第二步由HNO3氧化KA油（环己醇和环己酮混合物）合成己二酸,存在环境污染等问题。本文采用清洁氧化剂（过氧化氢）,在无有机溶剂的条件下,以杂多酸为催化剂,环己醇催化氧化合成己二酸,并对产品进行了表征。考察了不同酸性配体对反应收率的影响。结果表明以草酸为配体,效果较好。通过正交实验、单因素实验的实验方法,得出最佳工艺条件。即环己醇:H2O2:杂多酸:草酸=100:1760:0.6:2.5;反应温度85℃、反应时间8h,己二酸的最大收率为77.83%。并通过催化剂的重复利用实验,证明催化剂具有良好的循环利用性。本文通过动力学实验,对合成反应表观动力学进行了初步探索。基于气-质联用色谱和气相色谱分析,确定反应为连串反应。反应历程为:其中第一步和第二步均为一级反应。并对实测的动力学数据进行了回归了处理,确定了动力学方程:其中k1=7.252×103exp（-43.27×103/RT）,k2=178.8exp（-26.74×103/RT）。经验证在实验范围内本文所确定的反应动力学数学模型准确。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 己二酸的物化性质和用途
• 1.1.1 己二酸的物化性质
• 1.1.2 己二酸的用途
• 1.2 己二酸生产现状
• 1.2.1 生产概况
• 1.2.2 工业生产方法
• 1.3 环己烷氧化合成己二酸
• 1.3.1 过氧化氢氧化KA油合成己二酸
• 1.3.2 其它绿色催化合成方法
• 1.4 本课题研究的内容与意义
• 2 实验部分
• 2.1 实验试剂与仪器
• 2.2 实验方法
• 2.3 实验步骤
• 2.4 分析测试方法
• 2.4.1 熔点的测定
• 2.4.2 红外光谱分析
• 2.4.3 紫外光谱分析
• 2.4.4 气相色谱分析
• 2.4.5 气-质联用色谱分析
• 2.5 数据处理
• 2.5.1 己二酸的收率计算
• 2.5.2 己二酸的纯度计算
• 2.5.3 反应液中各物质浓度计算
• 3 合成工艺设计
• 3.1 催化剂和酸性配体的选择
• 3.1.1 催化剂的选择
• 3.1.2 酸性配体的选择
• 3.2 合成工艺条件
• 3.3 结果分析
• 3.4 本章小结
• 4 工艺条件优化
• 4.1 预实验和产品表征
• 4.1.1 熔点的测定
• 4.1.2 红外光谱分析
• 4.1.3 紫外光谱分析
• 4.2 正交实验
• 4.3 单因素实验
• 4.3.1 催化剂用量的影响
• 4.3.2 反应时间的影响
• 4.3.3 双氧水用量的影响
• 4.3.4 草酸用量的影响
• 4.3.5 反应温度的影响
• 4.4 催化剂的重复利用
• 4.5 本章小结
• 5 动力学初探
• 5.1 动力学实验
• 5.1.1 实验方法
• 5.1.2 中间物种的确定
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 表观动力学考察
• 1的确定'>5.2.2 速率常数k₁的确定
• 2的确定'>5.2.3 速率常数k₂的确定
• 5.2.4 动力学方程的确定
• 5.2.5 动力学方程的验证
• 5.3 本章小结
• 6 结论
• 附录
• 参考文献
• 后记
• 致谢