摘要
KA油(环己酮和环己醇)是一种重要的有机化工产品，可作为优良的溶剂，是合成己内酰胺、己二酸等化学品的重要中间体。由于环己烷氧化反应复杂，为获得目标产物KA油的高选择性，必须控制环己烷的转化率，所以该反应存在着能耗高、原料利用率低的缺点。因此，对用以进一步提高空气氧化环己烷制备KA油反应转化率及选择性的技术方法的研究具有重大科学意义和应用前景。 本论文对由氯化血红素改性合成的金属卟啉化合物作为催化剂催化空气氧化环己烷制备KA油进行了研究。并结合目前巨化锦纶公司现有的环己烷氧化法生产KA油生产装置，提出了工业化应用的设想。 1.通过对氯化血红素的改性修饰，制备获取了四种较为常用、结构较为稳定、多活性的金属卟啉化合物，并通过液相色谱及核磁共振氢谱对部分产物的关键结构进行表征。 2.通过对三种氯化血红素、两种金属四苯基卟啉及四种由氯化血红素改性制取的金属卟啉化合物进行催化性能实验,发现催化剂的加入能缩短反应诱导时间，其中金属四苯基卟啉反应诱导期最短。在四种改性金属卟啉化合物中，间卟啉-钴-二甲酯的催化活性最好，同样的反应条件，反应时间为3.0h时，环己烷最高转化率可达11.4%，目标产物的选择性为87.3%。次卟啉-钴-二甲酯在目标产物选择性的控制上效果更优。 3.在间歇釜式反应中，以间卟啉-钴-二甲酯为催化剂，考察了反应温度，反应压力，催化剂用量、空气量、HEDP酯等因素对环己烷氧化反应的影响。获得的最为合适的反应条件为:150℃的反应温度、0.80MPa的反应压力、催化剂浓度为0.8mg/L，400mL/min的空气流量。在该反应条件下反应3.0h，环己烷的转化率可达11.4%，目标产物的选择性为87.3%。 4.为了使实验条件更接近于实际生产装置，我们建立了连续化实验装置。由于鼓泡管式反应器的传质和传热不佳，在相同的实验条件下与间歇釜式装置相比，反应转化率和选择性偏低，与实际生产装置持平。最后，对金属卟啉化合物催化技术在空气氧化环己烷制备KA油上的工业化应用提出了建议和思路。
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