摘要
己内酰胺是一种重要的化工原料，目前对于己内酰胺的需求量逐年增加。传统的己内酰胺合成工艺使用了具有强腐蚀性的发烟硫酸作为催化剂，会导致设备腐蚀和环境污染等问题。因此本文围绕着Y型分子筛催化环己酮肟液相贝克曼重排反应和全硅沸石S-1催化的气相贝克曼重排反应合成己内酰胺展开研究工作。主要研究内容如下： 在对Y型分子筛催化的环己酮肟液相贝克曼重排反应的研究中，主要对Y型分子筛进行了NaOH溶液碱改性，硝酸溶液酸改性和碱-酸联合改性处理。通过羟基红外、吡啶红外以及NH3-TPD表征发现，对Y型分子筛进行碱处理具有脱硅作用，增加催化剂表面Br?nsted酸中心和Lewis酸中心的浓度；对Y型分子筛进行低浓度的酸处理具有脱铝作用，可以选择性地脱除Y型分子筛中的一部分非骨架铝，从而降低碱改性催化剂的Lewis酸性；而对Y型分子筛进行碱-酸组合改性可以在有效增加Br?nsted酸中心浓度的同时，减少Lewis酸中心浓度。用0.2mol/LNaOH溶液和0.2mol/L硝酸溶液通过碱-酸组合改性得到的催化剂DeSiAl-Y-0.2在环己酮肟液相贝克曼重排反应中表现出较好性能，其环己酮肟转化率和己内酰胺选择性均可达到82.9%。与Y型分子筛母体相比，其环己酮肟转化率提高了18%，己内酰胺选择性提高了1.5%。 在对全硅沸石S-1催化的环己酮肟气相贝克曼重排反应的研究中，主要对全硅沸石S-1开展了氨水碱处理改性，着重考察了醇类溶剂的影响。结果表明，加入醇溶剂可以起到避免分子筛晶体结构遭到过度溶解破坏、减少催化剂外表面孤立硅羟基的数量，相对增加其硅羟基窝硅羟基数量的作用。醇分子尺寸越小，越有利于减少外表面孤立硅羟基。经过氨水乙醇溶液改性的全硅沸石S-1-N-E具有最佳的环己酮肟气相贝克曼重排反应催化性能。该催化剂在固定床反应进行到24h时，环己酮肟的转化率可达到95%，己内酰胺的选择性为89%，积炭量为1.8%。在相同条件下，其环己酮肟转化率和己内酰胺选择性分别比S-1分子筛母体提高30%和5%，积炭量比S-1分子筛母体减少4.6%。
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