环戊胺合成的研究

论文摘要

环戊胺是重要的有机化工原料和中间体,用于医药、农药等的合成。本文在查阅大量文献资料和对环戊胺合成路线进行分析比较的基础上,提出了新的合成路线,即以己二酸为原料,经与无机碱脱水脱羧作用,首先制得环戊酮,由环戊酮的催化加氢氨解制取最终产物环戊胺。 根据反应物料的性质,在第一步反应中采用了反应精馏技术,避免了产物长时间接触高温而生成副产物,提高了反应收率。第二步反应则是采用了加压条件下的固定床催化还原氨解,不但使环戊酮保持高转化率,而且产物环戊胺收率也较高,过程污染排放少。论文研制了环戊酮氨解的固体酸催化剂,优化了两步反应的工艺条件,为环戊胺的工业化生产提供了必要的基础数据。 在第一步的环戊酮合成中,己二酸和氢氧化钡的合适的摩尔比为19.5/1,合适的反应温度为270-290℃反应,通过反应-精馏设备收集生成并馏出的液体,水相经萃取后,再合并与油相精馏提纯得到纯度达到99.9%环戊酮,相对于己二酸的环戊酮收率达到81%。 采用浸渍法制得Cu-Co-Ni/活性Al2O3催化剂,用于催化环己酮的还原氨解制取环戊胺。催化剂的活性组分配比为Cu/Ni/Co=18～19/9～10/7～9（Wt%）。确定了催化剂的制备过程。本催化剂的制备过程简单,容易实现批量生产,催化剂表现出较好的活性、选择性和稳定性。采用所制备的催化剂,在固定床反应器中,实验考察了反应条件对环戊酮氨解催化性能的影响,得到了合成环戊胺的适宜工艺条件,在T=240℃,P二0.9一0.92MPa,氢气流量控制在0.7一0.8升/分,玩/酮二8一10,NH…3/酮二4一5,原料的U丙S十0.311-1下,原料环戊酮几乎完全转化,产物选择性在90%以上。催化剂进行了40小时的稳定性试验,其催化性能没有明显下降。 另外,还以环己酮及异丙醇为原料,采用所制备的三元催化剂,对环己胺和异丙胺的合成进行初步考察,反应效果良好。表明该催化剂对一系列有机胺的合成有较好的适用性,且反应设备具有通用性,为用一套装置生产若干个有机胺产品提供了可能,体现了精细化学品生产工艺的灵活性和多功能性。关键词:环戊胺、环戊酮、催化剂、固定床反应器、反应精馏技术。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 环戊酮的合成
• 1.2 环戊酮氨解催化剂研制
• 1.3 环戊胺的合成
• 1.4 氨解催化剂应用于合成其它有机胺
• 第2章 文献综述
• 2.1 引言
• 2.2 环戊酮合成研究
• 2.3 环戊胺合成研究
• 2.4 拨基化合物氨解的一般原理
• 2.5 醇（酮）氨解催化剂的研制
• 2.5-1 醇（酮）氨解概况
• 2.5-2 催化剂的制备
• 2.6 本章小结
• 第3章 环戊酮的合成
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2-1 试剂与仪器
• 3.2-2 实验方法
• 3.3 实验结果与讨论
• 3.3-1 条件试验
• 3.3-2 反应温度的影响
• 3.3-3 己二酸/氢氧化钡的摩尔比的影响
• 3.4 小结
• 第4章 气固相催化合成环戊胺
• 4.1 引言
• 4.1-1 环戊胺性质
• 4.1-2 醛（酮）氨解的基本原理
• 4.1-3 醛（酮）氨解实例
• 4.2 反应的原理及分析
• 4.2-1 环戊酮直接胺化反应机理
• 4.3 催化剂的制备及评价
• 4.3-1 催化剂载体的选择
• 4.3-2 载体的预处理
• 4.3-3 活性组分的负载化
• 4.3-4 催化剂的活化
• 4.4 氨解实验
• 4.4-1 试剂与仪器
• 4.4-2 实验操作
• 4.4-3 指标计算
• 4.5 环戊胺合成工艺条件及研究
• 4.5-1 从活性与选择性筛选催化剂
• 4.5-2 温度的影响
• 4.5-3 压力的影响
• 4.5-4 氨酮比的影响
• 4.5-5 空速的影响
• 4.5-6 催化剂使用寿命试验
• 4.6 其它胺的合成
• 4.6-1 合成环己胺
• 4.6-2 合成异丙胺
• 4.7 本章小结
• 第5章 结论
• 致谢
• 发表论文著作目录
• 参考文献