绿色氧化技术合成环己酮
绿色氧化技术合成环己酮的开题报告
绿色氧化技术合成环己酮的开题报告
一、背景和研究意义
环己酮是一种重要的有机化合物,广泛应用于医药、香料、涂料等行业中。
很多传统的合成方法都存在环境污染和废弃物处理困难等问题,因此绿色氧化技术合成环己酮受到了越来越多的关注。
绿色氧化技术是指在化学合成中使用无污染的、绿色的氧化剂,而且不会产生有害物质的一种技术,其有望替代传统有害化学技术,减少其对环境的造成的危害。
本文将研究绿色氧化技术合成环己酮,采用环氧乙烷-水体系作为氧化剂,并使用催化剂促进反应的进行。
通过比较不同反应条件下合成环己酮的产率和纯度,探索最佳的反应条件,对推广绿色合成技术具有一定的理论和实践意义。
二、研究内容和方案
1.绿色氧化技术合成环己酮反应机理研究:通过文献资料研究环氧乙烷作为氧化剂合成环己酮的反应机理,并探索催化剂对反应机理的影响。
2.绿色氧化技术合成环己酮最佳条件探索:通过实验设计,比较不同反应条件下合成环己酮的产率和纯度,推导出最佳的反应条件。
三、预期结果及意义
预期通过本研究,可以完成环己酮的绿色氧化技术合成的初步研究,探索环氧乙烷作为氧化剂的反应机理,并寻找到最佳反应条件,为环己酮的绿色氧化合成提供了一定的理论和实践依据。
这对于推广绿色化学合成技术,降低环境污染、创造更加可持续的生态环境具有一定的意义。
环己烷 环己酮 电化学
环己烷环己酮电化学
环己烷是一种有机化合物,它可以在电化学催化作用下被氧化为环己酮。
这种方法具有高效、绿色、选择性高、操作简单等优点,适于工业化实施,具有广泛的应用前景。
在电化学反应中,环己烷在膜表面及孔内被膜上负载的金属氧化物催化氧化为产物环己醇和环己酮。
同时,通过蠕动泵产生的负压,在一定的膜渗透通量条件下,将产物抽吸到渗透侧,实现实时在线分离或传递,再将膜透过液分离纯化,最终获得产物环己醇和环己酮。
这种电化学方法与传统工艺相比,具有显著的优势。
它不仅提高了反应的效率和选择性,而且减少了对环境的影响,是一种绿色环保的合成方法。
此外,该方法操作简单,适用于工业化实施,具有广泛的应用前景。
环己酮的制备
环己酮的制备一、实验目的1、学习次氯酸氧化法制环己酮的原理和方法。
2、进一步了解醇和酮之间的联系和区别。
二、实验原理醇类在氧化剂存在下通过氧化反应可被氧化为醛或酮。
本实验用的环己醇属仲醇,因此氧化后生成环己酮。
环己酮主要用于合成尼龙-6或尼龙-66,还广泛用作溶剂,它尤其因对许多高聚物(如树脂、橡胶、涂料)的溶解性能优异而得到广泛的应用。
在皮革工业中还用作脱脂剂和洗涤剂。
本实验用次氯酸钠做氧化剂,将环己醇氧化成环己酮。
三、主要试剂环己醇、冰醋酸、次氯酸钠溶液(约1.8mol/L)、饱和亚硫酸氢钠溶液、氯化铝、碘化钾淀粉试纸、无水碳酸钠、氯化钠、无水硫酸镁、沸石四、试剂用量规格五、仪器装置250mL三颈烧瓶、搅拌器、滴液漏斗、温度计、冷凝管、接受器、分液漏斗、烧杯、量筒、电热炉、石棉网、玻璃棒图1 环己酮的反应装置图2 环己酮的蒸馏提纯六、实验步骤及现象1、向装有搅拌器、滴液漏斗和温度计的250ml三颈烧瓶中依次加入5.2ml(5g,0.05mol)环己醇和25ml冰醋酸。
开动搅拌器,在冰水浴冷却下,将38ml次氯酸钠溶液(约1.8mol/L)通过液滴漏斗逐渐加入反应瓶中,并使瓶内温度维持在30~35℃,加完后搅拌5min,用碘化钾淀粉试纸检验应呈蓝色,否则应再补加5ml次氯酸钠溶液,以确保有过量次氯酸钠存在,使氧化反应完全。
在室温下继续搅拌30min,加入饱和亚硫酸氢钠溶液至发应液对碘化钾淀粉试纸不显蓝色为止。
2、向反应混合物中加入30ml水、3g氯化铝和几粒沸石,在石棉网上加热蒸馏至馏出液无油珠滴出为止。
3、在搅拌下向馏出液分批加入无水碳酸钠至反应液呈中性为止,然后加入精制食盐使之变成饱和溶液,将混合液倒入分液漏斗中,分出有机层,用无水硫酸镁干燥,蒸馏收集150~155℃馏分,计算产率。
七、实验结果最终得到的环己酮为:1.6ml产率为:1.6ml/5.2ml=30.77%八、实验讨论1、数据分析产率相对较低,操作过程不够精细。
环己烷绿色催化氧化法生产环己酮年产10万吨环己酮精馏塔设计计算说明书
环己烷绿色催化氧化法生产环己酮年产10万吨环己酮精馏塔设计计算说明书环己烷绿色催化氧化法生产环己酮年产10万吨环己酮精馏塔设计计算说明书环己烷绿色催化氧化法生产环己酮环己酮精馏塔设计计算说明书项目名称环己烷绿色催化氧化法生产环己酮一设计方案确定………………………………………………………………………………………… 3 二已知物料条件………………………………………………………………………………………… 3 三实际塔板数计算…………………………………………………………………………………… 4 四塔径计算……………………………………………………………………………………………… 7 五塔体主要工艺结构计算………………………………………………………………………… 9 六塔板流体力学验算………………………………………………………………………………… 12 七塔板负荷性能图…………………………………………………………………………………… 13 八主要接管尺寸计算………………………………………………………………………………… 15 九除沫器设备设计……………………………………………………………………………………… 16 十塔总体结构强度核算……………………………………………………………………………… 16 十一设计结果概要…………………………………………………………………………………… 21 参考文献…………………………………………………………………………………………………… 22 一、设计方案确定(一)塔型:选择轻型浮阀塔浮阀塔兼有泡罩塔和筛板塔的优点:处理能力大,操作弹性大,塔板效率高,压强降小,液面梯度小,使用周期长,结构简单,便于安装,其制造费用为泡罩塔的60%~80%,但为筛板塔的120%~130%。
F1型浮阀塔结构简单,制造方便,节省材料,性能良好。
轻阀虽然操作稳定性较重阀差,但是其压降小,而精馏环己酮要求压力降很低。
CuCl2催化氧化合成环己酮
CuCl2催化氧化合成环己酮陈秀丽;孟洋洋;李荣香;张敏;刘晶菊【摘要】以C6H12O为原料,H2O2作氧化剂,分别用MnCl2,SnCl4,CuCl2作催化剂催化氧化合成环己酮,确定CuCl2的催化效果优于MnCl2和SnCl4;进一步探讨了CuCl2加入量、H2O2与C6H12O体积比、反应时间以及反应温度对环己酮产率的影响.结果表明,当CuCl2用量为2.5g,H2O2与C6H12O体积比为1∶1,反应时间为55min,反应温度为70~80℃时,最高产率达68.72%.此外,对产品进行了表征.该工艺路线符合绿色化学的思想,是一种绿色制备环己酮的好方法.【期刊名称】《中州大学学报》【年(卷),期】2018(035)006【总页数】4页(P124-127)【关键词】CuCl2;H2O2;C6H12O;环己酮;合成【作者】陈秀丽;孟洋洋;李荣香;张敏;刘晶菊【作者单位】郑州师范学院化学化工学院,河南郑州450044;郑州师范学院化学化工学院,河南郑州450044;郑州师范学院化学化工学院,河南郑州450044;郑州师范学院化学化工学院,河南郑州450044;郑州师范学院化学化工学院,河南郑州450044【正文语种】中文【中图分类】TQ234.2环己酮是重要的有机化工原料,是制造己二酸、尼龙-66、己内酰胺等材料的中间体,同时也是重要的有机溶剂[1-2]。
例如,用作指甲油等化妆品的高沸点溶剂,通常与低沸点溶剂和中沸点溶剂配制成混淆溶剂,以得到合适的挥发速率和黏度[3-4]。
目前工业上制备环己酮的方式按起始材料主要可以分为苯法和苯酚法,国外将近四分之三的环己酮生产用苯作原料,此外四分之一常以苯酚作原料。
苯法还可以进一步分为环己烷法及环己烯法[5]。
(1)苯酚法。
工业化制备环己酮最早使用的是苯酚法,即采取镍作催化剂,苯酚为起始材料,通过催化加氢得到环己醇。
苯酚法制得的环己酮质量好、纯度高,但该方法由于原料苯酚缺乏且价格昂贵而受到限制。
环己烷绿色催化氧化法生产环己酮项目可行性研究报告
环己烷绿色催化氧化法生产环己酮项目可行性研究报告环己烷绿色催化氧化法生产环己酮项目可行性研究报告环己烷绿色催化氧化法生产环己酮项目可行性研究报告环己烷绿色催化氧化法生产环己酮项目可行性报告目录环己烷绿色催化氧化法生产环己酮项目可行性研究报告第一章项目总论 1.1 项目背景61.1.1 项目名称与承办单位61.1.2 承担可行性研究工作的单位和法人代表61.1.3 项目拟建地点61.1.4 研究工作依据61.1.5 研究工作概况61.2 可行性研究结论71.2.1 市场预测和项目规模71.2.2 原材料、燃料和动力供应71.2.3 厂址71.2.4 项目工程技术方案81.2.5 环境保护81.2.6 工厂组织及劳动定员81.2.7 项目建设进度91.2.8 投资估算和资金筹措91.2.9 项目财务和经济评论91.2.10 项目综合评价结论91.3 主要技术经济指标表91.4 主要涉及化学品性质描述101.5 存在问题及建议11第二章项目背景和发展概况 2.1 项目提出背景122.1.1 国家或行业发展规划122.1.2 项目发起人和发起缘由122.2 项目发展概况142.2.1 已进行的调查研究项目及其成果142.3 投资的必要性分析182.3.1 调查研究项目成果18第三章市场分析与建设规模 3.1 市场调查203.1.1 拟建项目产出物用途调查203.1.2 产品现有生产能力调查213.1.3 产品产量及销售量调查223.2 市场预测243.2.1 国内市场需求预测243.2.2 价格预测253.3 市场推销战略25环己烷绿色催化氧化法生产环己酮项目可行性研究报告 3.3.1 推销方式253.3.2 推销措施263.3.3 促销价格制度273.4 产品方案和建设规模283.4.1 产品方案283.4.2 建设规模283.5 产品销售收入预测28第四章建设条件与厂址选择 4.1 资源和原材料294.1.1 资源评述294.1.2 原材料及主要辅助材料供应294.2 厂址的选择324.2.1 自然条件324.2.2 基础设施344.2.3 社会经济条件344.3 总图布置及主要建筑物、设备概况35第五章工厂技术方案5.1 项目组成365.1.1 生产工序365.1.2 配套工程365.2 产品开发改进365.2.1 设计原则365.2.2 生产指标及工艺参数365.3 工艺流程385.3.1 催化剂生产原理385.3.2 生产环己酮主要流程简介385.3.3 环己酮氧化工序395.3.4 环己酮回收工序405.3.5 环己酮精馏工序405.4 总平面图405.4.1 总图布置原则405.4.2 总图布置及主要建筑物、设备概况415.5 运输及仓储415.5.1 物料运输415.5.2 仓储415.6 土建工程425.6.1 厂房建设425.6.2 工程预算425.7 给水排水425.8 供电系统425.9 其它供应43第六章环境保护与劳动安全环己烷绿色催化氧化法生产。
水合法环己酮工艺
水合法环己酮工艺
水合法环己酮工艺是一种重要的有机合成工艺,可以实现高效、环保、低成本的环己酮生产。
该工艺的核心是环己烯和水在氧化铜的催化下反应生成环己酮,同时产生的氢气可以通过回收利用降低成本和环境污染。
该工艺具有以下优点:1.使用水作为反应介质,无需使用有机溶剂,减少了生产成本和环境污染;2.催化剂使用寿命长,反应速率高,产物纯度高;3.反应条件温和,降低了能耗和设备成本。
此外,水合法环己酮工艺还可以进行工业化生产,目前已在国内外得到广泛应用。
总之,水合法环己酮工艺是一种具有广泛应用前景的绿色化学合成方法,有望在未来替代传统工艺成为环己酮的主要生产方式。
- 1 -。
环己烷绿色催化氧化法生产环己酮 年产10万吨 能量衡算
2.2.4环己烷一塔分离系统衡算……………………………………14
2.2.5环己烷二塔分离系统衡算……………………………………17
2.2.6环己酮分离系统衡算…………………………………………19
2.2.7环己醇分离系统衡算…………………………………………21
1.5流程简图及说明……………………………………………………………4
2.能量衡算过程
2.1能量衡算总体思路………………………………………………………5
2.2能量衡算过程及衡算结果………………………………………………5
2.2.1环己烷氧化反应系统衡算……………………………………5
2.2.2己二酸萃取系统衡算…………………………………………9
N2:
O2:
所以,进口物料总的焓流量为:
计算结果列于上表。
(3)出口1的物料焓流量的计算
出口1各物料的含量及物性数据如表2-2。
表2-2出口1焓流量表
组分
N
O
T/℃
25
25
0
0
Cp
0.734
0.68
n/mol
50.74
0.46
m/kg
1.4207
0.0148
Hi/kJ
0
0
0
依式(1-5) ,分别计算各物料的焓:
表2-7出口1焓流量表
组分
环己烷
轻质油
环己酮
环己醇
杂质
X油
有机酸
T/℃
91.4
91.4
91.4
91.4
91.4
91.4
91.4
-156.34
环己烷绿色催化氧化法生产环己酮 项目可行性报告.doc
项目可行性报告项目名称环己烷绿色催化氧化法生产环己酮目录第一章项目总论1.1 项目背景 (6)1.1.1 项目名称与承办单位 (6)1.1.2 承担可行性研究工作的单位和法人代表 (6)1.1.3 项目拟建地点 (6)1.1.4 研究工作依据 (6)1.1.5研究工作概况 (6)1.2 可行性研究结论 (7)1.2.1 市场预测和项目规模 (7)1.2.2 原材料、燃料和动力供应 (7)1.2.3 厂址 (7)1.2.4 项目工程技术方案 (8)1.2.5 环境保护 (8)1.2.6 工厂组织及劳动定员 (8)1.2.7 项目建设进度 (9)1.2.8 投资估算和资金筹措 (9)1.2.9 项目财务和经济评论 (9)1.2.10项目综合评价结论 (9)1.3 主要技术经济指标表 (9)1.4 主要涉及化学品性质描述 (10)1.5 存在问题及建议 (11)第二章项目背景和发展概况2.1 项目提出背景 (12)2.1.1 国家或行业发展规划 (12)2.1.2 项目发起人和发起缘由 (12)2.2 项目发展概况 (14)2.2.1 已进行的调查研究项目及其成果 (14)2.3 投资的必要性分析 (18)2.3.1调查研究项目成果 (18)第三章市场分析与建设规模3.1 市场调查 (20)3.1.1 拟建项目产出物用途调查 (20)3.1.2 产品现有生产能力调查 (21)3.1.3 产品产量及销售量调查 (22)3.2 市场预测 (24)3.2.1 国内市场需求预测 (24)3.2.2 价格预测 (25)3.3 市场推销战略 (25)3.3.1 推销方式 (25)3.3.2推销措施 (26)3.3.3 促销价格制度 (27)3.4 产品方案和建设规模 (28)3.4.1 产品方案 (28)3.4.2 建设规模 (28)3.5 产品销售收入预测 (28)第四章建设条件与厂址选择4.1 资源和原材料 (29)4.1.1 资源评述 (29)4.1.2 原材料及主要辅助材料供应 (29)4.2 厂址的选择 (32)4.2.1 自然条件 (32)4.2.2 基础设施 (34)4.2.3 社会经济条件 (34)4.3总图布置及主要建筑物、设备概况 (35)第五章工厂技术方案5.1 项目组成 (36)5.1.1生产工序 (36)5.1.2 配套工程 (36)5.2 产品开发改进 (36)5.2.1设计原则 (36)5.2.2生产指标及工艺参数 (36)5.3 工艺流程 (38)5.3.1催化剂生产原理 (38)5.3.2生产环己酮主要流程简介 (38)5.3.3环己酮氧化工序 (39)5.3.4环己酮回收工序 (40)5.3.5环己酮精馏工序 (40)5.4 总平面图 (40)5.4.1总图布置原则 (40)5.4.2总图布置及主要建筑物、设备概况 (41)5.5运输及仓储 (41)5.5.1物料运输 (41)5.5.2仓储 (41)5.6土建工程 (42)5.6.1 厂房建设 (42)5.6.2 工程预算 (42)5.7 给水排水 (42)5.8 供电系统 (42)5.9 其它供应 (43)第六章环境保护与劳动安全6.1 建设地区的环境现状 (44)6.1.1项目的地理位置 (44)6.2 主要污染源和污染物 (45)6.2.1主要污染物 (45)6.3 项目采用的环境保护标准 (45)6.4 治理环境的方案 (45)6.4.1废碱液处理 (45)6.4.2废水处理 (45)6.4.3废气处理 (45)6.4.4废渣处理 (46)6.4.5噪声处理 (46)6.5劳动保护与安全卫生 (46)6.6生产过程中主要危害因素的分析 (46)6.6.1环己烷 (46)6.7职业安全卫生主要设施 (46)6.7.1总图布置 (47)6.7.2建筑 (47)6.7.3电气 (47)6.7.4通风 (47)6.7.5消防 (47)6.7.6其它措施 (47)第七章企业组织和劳动定员7.1 企业组织 (48)7.1.1 企业组织形式 (48)7.1.2 企业工作制度 (49)7.2 劳动定员和人员培训 (49)7.2.1 劳动定员 (49)7.2.2总工资和职工平均工资估算 (52)7.2.3 人员培训及费用估算 (53)第八章项目实施进度安排8.1 项目实施的各阶段 (54)8.1.1建立项目实施管理机构 (54)8.1.2编制调整报告并申报批准 (54)8.1.3工艺研发 (54)8.1.4资金筹集安排 (54)8.1.5公司注册 (54)8.1.6厂区建设 (54)8.1.7竣工验收与设备试运行 (55)8.1.8生产准备 (55)8.1.9材料采购 (55)8.1.10正式生产 (55)8.2 项目实施进度表 (55)第九章投资估算与经济效益分析9.1 投资估算 (57)9.2 投产后流动资金估算 (57)9.2.1储备资金 (57)9.2.2生产资金 (57)9.2.3成品资金 (57)9.3 销售收入与成本费用估算 (58)9.3.2收入 (58)9.3.2成本 (58)9.4资金筹措 (60)9.5 投资项目的经济评价 (60)9.5.1 经济效率 (60)9.5.2 投资利润率 (60)9.5.3投资回收期 (60)9.5.4 净现值 (60)9.5.5内部收益率 (61)9.6 风险分析与风险规避 (61)9.6.1盈亏平衡分析 (61)9.6.2 敏感性分析 (62)第十章项目结论及建议10. 1项目结论 (64)10. 2项目实施建议 (64)10.2.1销售网络 (64)10.2.2技术更新 (64)10.2.3项目管理 (64)10.2.4风险控制 (64)10.2.5策略调整 (65)第十一章财务报表11.1财务报表 (66)第一章项目总论1.1 项目背景1.1.1 项目名称与承办单位项目名称:环己烷绿色催化氧化法生产环己酮承办单位:xx有限公司总负责人:xx1.1.2 承担可行性研究工作的单位和法人代表承担项目可行性研究工作单位:xx有限公司总负责人:xx1.1.3 项目拟建地点本单位厂址位于xx市大亚湾经济技术开发区东区的化工园区,东邻汕尾,西接深圳,陆路距香港60多公里,海路距香港维多利亚湾40海里。
绿色氧化技术合成环己酮
绿色氧化技术合成环己酮环己酮在化工行业中有着十分广泛的用途。
在工业上它的合成主要是采用锌铁催化,在一定的高温下进行氧化脱氢来制得。
在实验室中,为了得到环己酮常采用的方法是用环己醇作原料,用漂白粉作氧化剂,反应的环境是弱酸性的。
但这些制备方法或是反应条件苛刻不易实现,或是反应的过程中会产生有害物质,不利于后续的处理。
因此开发绿色氧化技术合成环己酮是十分有必要的。
标签:环己酮;双氧水;绿色;氧化绿色化学又被称为环境友好化学,在它的基础上有一种新的合成技术叫做绿色合成技术。
该项技术的目标是采用化学的方法尽量减少甚至消除化学生产过程中产生对人类健康或生态环境造成危害的物质,在最理想的状态下即达到不使用有毒有害物为原材料,生产过程中不产生有毒有害物质且不产生废物的目的。
这种技术改变了以前先污染后治理的思路,直接在源头上减少污染物的產生。
双氧水是一种在化学合成中广泛应用的试剂,其具有绿色、无污染以及高活性的特点,是一种很好的氧化剂,开发用双氧水合成环己酮的绿色氧化技术是未来的发展趋势,有着广阔的应用前景。
1 绿色氧化技术的重要性在化学品的生产过程中,氧化反应是最常用到的一种化学反应,因此要想实现绿色生产,寻找到绿色无污染的氧化剂是十分重要的。
例如采用分子氧、双氧水以及臭氧等,它们在反应的过程中不会产生污染,另外,还要找出合适的高效的催化剂,并且研究出最有效的反应路径,这样才能再通过各种强化方法来制备出性能良好的化学产品且生产过程中不产生有毒有害物质。
绿色氧化技术的发展对于资源的有效利用以及环境的保护有着重大的促进作用,因此在未来的发展中有着深远的意义。
2 环己酮的用途及生产环己酮在有机化工中是十分重要的原料,在合成橡胶以及纤维等领域有着广泛的应用。
它是合成己内酰胺,己二酸的主要中间体,且在合成香料以及胶粘剂的过程中是主要的原料,它也可以作为助剂应用在精细化学品中,在印刷以及回收塑料等方面也有着较大的使用价值。
合成环己酮实验报告
一、实验目的1. 学习环己酮的合成原理和实验操作方法;2. 掌握醇的氧化反应条件和方法;3. 熟悉实验仪器的使用和实验数据处理。
二、实验原理环己酮是由环己醇在适宜的氧化条件下氧化而成。
一级醇在氧化剂的作用下,可以被氧化成醛、酮或羧酸。
在本次实验中,我们采用环己醇作为原料,利用铬酸作为氧化剂,通过氧化反应合成环己酮。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:三口烧瓶、搅拌器、温度计、Y形管、回流冷凝管、恒压滴液漏斗、空气冷凝管、圆底烧瓶、移液管、离心分液管、微型干燥柱等。
2. 试剂:浓硫酸、环己醇、重铬酸钠、草酸、氯化钠、无水碳酸钾、次氯酸钠、冰乙酸、碘化钾淀粉试纸、饱和亚硫酸钠。
四、实验步骤1. 准备反应体系:在100mL三口烧瓶中,加入20mL环己醇和5g重铬酸钠,再加入适量的水;2. 加热:将反应体系加热至回流,保持回流状态1小时;3. 检测氧化程度:取少量反应液,加入少量草酸,观察是否出现绿色沉淀,以判断氧化程度;4. 冷却:停止加热,待反应体系冷却至室温;5. 沉淀分离:将反应液倒入离心分液管中,加入适量的饱和亚硫酸钠溶液,充分振荡后静置,待分层;6. 分离:将上层有机相倒入干燥柱中,用无水硫酸镁干燥;7. 蒸馏:将干燥后的有机相进行蒸馏,收集沸点为156-158℃的馏分,即为环己酮。
五、实验数据与结果1. 反应液颜色:反应开始时,溶液呈橙色;反应进行1小时后,溶液变为绿色,表明氧化反应已完成;2. 馏分收集:收集沸点为156-158℃的馏分,共计15mL;3. 环己酮的纯度:经薄层色谱检测,馏分中环己酮的纯度为95%。
六、实验讨论1. 在本次实验中,我们采用环己醇和重铬酸钠为原料,通过氧化反应合成环己酮。
实验结果表明,氧化反应完成良好,环己酮的纯度较高;2. 在实验过程中,需要注意以下几点:(1)控制反应温度:反应温度不宜过高,以免氧化过度,影响环己酮的产率;(2)控制反应时间:反应时间不宜过长,以免氧化过度,影响环己酮的纯度;(3)控制反应物配比:环己醇与重铬酸钠的配比要适中,以获得最佳的产率和纯度;3. 本次实验采用铬酸作为氧化剂,具有较强的氧化能力,适用于环己醇的氧化反应。
环己酮合成两种方法
环己酮的制备(一)传统实验方法(1)实验原理环己酮的制备可采用浓HNO3、KCrO4 或KMnO4氧化法。
其中最常用的方法是将仲醇用铬酸氧化。
铬酸是重要的铬酸盐和40-50%硫酸的混合物。
酮对氧化剂比较稳定,不易进一步氧化。
铬酸氧化醇是一个放热反应,必须严格控制反应的温度,以免反应过于激烈。
OH Na2Cr2O7/ H2SO4O三、参考步骤1、氧化剂的制备。
在搅拌的条件下,向7.5mL 水和1.3g 重铬酸钠的溶液中慢慢加入1.1mL浓H2SO4,得橙红色铬酸溶液,冷至室温备用。
2、环已酮制备。
向2.5g 环己醇中,分三次加入上述铬酸溶液,每加一次都振摇混匀,并控制反应液温度在55-60℃。
反应约0.5h 后温度开始下降,再放置15min,其间不断振摇,使反应液呈墨绿色为止。
向反应液内加入7.5mL 水,进行简易水蒸气蒸馏,将环己酮与水一起蒸出,收集6mL 馏出液。
用食盐饱和后,分出有机相。
水相用7.5mL 乙醚分两次萃取,萃取液并人有机相。
然后经干燥,空气冷凝管蒸馏,收集151-155℃的馏分。
产0.8-1.0g 左右。
(二)改进方法:以30%H2O2 为氧化剂,用FeCl3 催化氧化环己醇可得到产率(基于环己醇)为75%以上的环己酮,反应中无须加入相转移催化剂,考察了用量、催化剂、反应时间及反应温度对产率的影响.所用催化剂价廉易得且具有极佳的水溶性,分离回收容易,是一条绿色合成环己酮的好途径,克服了目前有机化学实验教材中采用浓HNO3、KCrO4 或KMnO4 氧化法存在污染大、反应时间长等缺点.绿色化学在使用化学药品时遵循4R原则:拒用危险品(Reject),减量使用(Reduce),循环使用(Recycle),重新使用(Reuse)[1].在大学化学教育中渗透和灌输绿色化学思想理念是相当有必要的,而用绿色化学的思想来指导和规范化学实验教学也就显得尤为重要.目前国内有机化学实验教材中环己酮的制备是用浓硫酸催化的重铬酸盐氧化法[2~4],该法存在的主要缺点是:严重污染环境(Cr6+是致癌物),药品较贵,操作繁琐,而且催化剂浓硫酸用量较大,废酸难处理,反应时间长,反应的后处理工作较为复杂困难;而以次氯酸钠作为氧化剂,要用到相转移催化剂四丁基碘化铵,也存在反应副产物和催化剂回收利用难解决的问题[5];也有用有机金属配合物为催化剂、过氧化氢为氧化剂的报道,而且产率高达95%[6],但反应时间达12小时,不适合有机化学实验教学.用30% H2O2作为氧化剂,在55℃~60℃的温度下,采用无毒无害的FeCl3催化剂催化氧化环己醇制备环己酮,反应条件温和,容易控制,氧化剂反应完后只留下水,无毒害废弃物产生,反应时间较短,适宜有机实验教学,而且反应后的产物也极易分离.1实验部分1.1)实验试剂及仪器环己醇(CP)、过氧化氢(30%)、氯化铁(CP)、无水乙醚、氯化钠、无水硫酸镁傅立叶变换红外光谱仪Magua Nicolet 550(II)、阿贝折射仪(ZW AJ)1.2)实验步骤实验按四因子三水平正交法进行,参数如表1.表1正交实验因子水平表在带回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的250毫升的三颈烧瓶中加入环己醇、催化剂氯化铁,用滴液漏斗慢慢滴加过氧化氢,水浴控制适宜的反应温度,过氧化氢滴加完后继续反应30分钟,其间不时振摇,使反应完全,反应液呈墨绿色.反应完成后在三颈烧瓶中加入60ml水和几粒沸石,改成蒸馏装置,将环己酮和水一起蒸出来,直至流出液不再浑浊后再多15ml~20ml,约收集50ml流出液.流出液用精盐饱和后,转入分液漏斗,静置分出有机层,水层用15ml无水乙醚萃取一次,合并有机层与萃取液,用无水碳酸钠干燥,然后水浴蒸馏除去乙醚,蒸馏收集152℃~158℃的馏分,称量所得产物的质量.1.3)催化剂单项试验正交实验得到的结果显示,催化剂是影响产率的主要因素,但影响趋势不明显,因此在确定其他条件的情况下,单独考察催化剂用量对环己酮收率的影响.1.4)实验结果的可重复性所有反应条件确定后,进行多次重复性实验,以考察实验结果的稳定性能,以确定能否将这一新的反应体系应用到实验教学中去.1.5)产品分析最后产物用Magua Nicolet 550(II)型FT-IR光谱仪测定其红外吸收.用阿贝折射仪(ZW AJ)测定其折光率.用电子天平称量所得产物的重量.2结果与讨论2.1)反应产物的表征经过处理后,蒸馏收集152℃~158℃所得的馏分为无色透明油状液体,产物的红外光谱显示在1705cm-1~1715cm-1范围有特征吸收峰,说明产物的分子结构中存在羰基;在2800cm-1~3000cm-1范围出现亚甲基特征吸收峰;测得产物折光率为1·4500.所得的红外光谱和折光率均与文献给出的环己酮的数据相符.2.2)系列正交实验产率的直观分析表2是按照四因子三水平正交法安排实验的直观分析.从表中各因子对产物平均收率的贡献来看,A1B1C2D1为最优条件,而从单个实验的产率来看则是A3B3C2D1为最高,由于极值Rj表明过氧化氢对产物平均收率的影响不大,而影响最大的是反应温度,其次是催化剂和反应时间,因此按节约原则选取A1B1C2D1或A1B3C2D1进行下一步实验.表2正交实验结果直观分析表2.3)影响环己酮收率的因素2.3.1过氧化氢的影响图1为过氧化氢与环己醇物质的量比对环己酮平均收率的影响.当二者为1∶1时,平均收率最高,虽然随着过氧化氢的量增加,平均产率有一下降过程随后又逐渐增加,但增加幅度缓慢,而且过氧化氢的多少对平均收率的影响很小,所以从节约的角度出发,尽可能选取用最少的过氧化氢.图1过氧化氢用量对环己酮平均收率的影响2.3.2催化剂FeCl3对环己酮收率的影响图2为催化剂对环己酮平均收率的影响,正交实验所得平均收率显示,取1水平时所得反应结果最好,但就单个实验结果却是3水平的反应产率最高.因此,为了确定催化剂的用量而做了相应的单项实验,结果如表3. 图2催化剂对环己酮平均收率的影响表3FeCl3用量对环己酮产率的影响从表3结果来看FeCl3用量为3g时达到最高产率76.6%.如果从教学意义来说,产率达到70%以上时,现象已经非常明显,此时所得产物有7g以上,足以用各种方法进行的处理和测试,完全能达到教学的目的和要求,因此FeCl3用量为2g~3g都能满足教学实验的要求.2.3.3反应时间及反应温度对环己酮收率的影响图3、图4分别显示反应时间和反应温度对环己酮平均收率的影响.从图中看,反应时间取70min,反应温度取55℃~60℃时反应的平均收率最高.3实验结果的稳定性的考察为了考察实验结果的可重复性,在确定的优化条件下做了多次实验,对结果的稳定性进行了考察,结果如表 4.系列重复试验结果显示,实验的重现性非常好,完全可以用于教学实验.4结论建议用于学生实验的最佳条件为:10·5ml环己醇,3.1ml过氧化氢(30%),2g~3gFeCl3,反应时间70min,反应温度55℃~60℃.该反应时间仅用70min,在规定的实验课时内,学生完全能够完成实验,是一种适用于合成环己酮的教学实验.重要的是该实验方法对学生操作及环境无污染和毒害,催化剂FeCl3分离回收容易,这对改善有机化学实验室的环境、改变学生对有机实验的固有看法及将绿色化学的思想渗透到实验教学中很有意义.100[参考文献][1]Anastas P T,Warner J C. Green Chemistry,Theory and Practice[M].Oxford:Oxford University Press,1998.[2]兰州大学、复旦大学有机化学教研室.有机化学实验(第二版) [M]·北京:高等教育出版社,1994.[3]曾昭琼.有机化学实验(第二版)[M].北京:高等教育出版社,1987 .[4]李霁良.微型半微型有机化学实验[M]·北京:高等教育出版社, 2003.[5]张晓勤,郑柳萍.相转移催化法制备环己酮[J]·福建师范大学学报(自然科学版) ,1999,15(2):56-59.[6]魏俊发,石先莹,何地平,等.无有机溶剂、无相转移催化剂条件下H2O2氧化环己醇为环己酮[J]·科学通报,2002,47(12):1628-1630.[责任编辑黄招扬][责任校对黄少梅]Study on the Preparation of CyclohexanoneDIAO Kai-sheng,LI Yan,QIN Zhi-liu(Chemical and Ecoengineering College, Guangxi University for Nationalities, Nanning530006,China)Abstract:Without phrase transfer catalyst, Cyclohexanone was prepared from cyclohexanol and hy-drogen peroxide. The effect on reaction of factors including the amount of oxidant and catalyst, reaction timeand temperature were accounted and the optimum conditions were found. Compared with that of teachingmaterial in organic chemistry, which is pollutant and poisonous, the new way is more feasible and less poison。
环己酮的制备
有机化学实验报告实验名称:环己酮的制备学院:化学工程学院专业:化学工程与工艺班级:姓名:学号:指导教师:日期:一、实验目的1、学习次氯酸氧化法制备环己酮的原理和方法2、进一步熟悉搅拌、蒸馏的基本操作3、熟练掌握分液漏斗的使用方法二、实验原理1、由二级醇制备酮,实验室常用的氧化剂为次氯酸钠。
用此法制备酮,酮对氧化剂比较稳定,不易进一步被氧化,产率也较高,因此是比较有用的方法。
2、制备环己酮的原理:用次氯酸钠作氧化剂,将环己醇氧化成环己酮。
三、主要试剂及物理性质1、主要药品:环乙醇、冰醋酸、次氯酸钠溶液(1.8mol/L)、饱和亚硫酸钠溶液、无水氧化铝、沸石、Na2CO3粉末、固体NaCl、MgSO4粉末2、主要仪器:150ml三颈烧瓶、搅拌器、滴液漏斗、温度计、空气冷凝管、直型冷凝管、锥形瓶、分液漏斗、玻璃棒等等。
3、相关化合物的物理性质:环己醇:又名六氢化苯酚。
无色粘性液体,沸点161.1℃,凝固点25.15℃。
主要用于制取环己酮(进一步制取己内酰胺)和己二酸,还用以制取增塑剂(如邻苯二甲酸环己酯)、表面活性剂以及用作工业溶剂等。
冰醋酸:无色的吸湿性液体,凝固点为16.6 ℃,凝固后为无色晶体。
尽管根据乙酸在水溶液中的离解能力它是一个弱酸,但是乙酸是具有腐蚀性的,其蒸汽对眼和鼻有刺激性作用。
次氯酸钠:化学式NaOCl,是钠的次氯酸盐。
次氯酸钠与二氧化碳反应产生的次氯酸是漂白剂的有效成分。
四、试剂用量规格1、量取环乙醇5.2ml,冰醋酸25.4ml,次氯酸钠溶液38ml2、准备试剂水30ml,饱和亚硫酸钠溶液约10ml3、称取无水氧化铝3.01g,豆粒大的沸石4、准备Na2CO3粉末、固体NaCl各一小包5、准备MgSO4粉末少量(用作干燥剂)6、准备KI试剂、足够的PH试纸五、实验装置5-1、环己醇的反应装置图5-2、环己酮的蒸馏装置图六、实验步骤及现象七、产率计算1、环己酮的收率=环己酮的体积/有机层的体积*100%二次蒸馏时4组和在一起,则V有机层=11.6ml,V环己酮=6.0ml即实际收率=V有机层/V环己酮*100%=51.7%2、环己酮的产率=理论质量/实际质量*100%环己酮的理论值为4.9g,环己酮的密度为 0.9478(g/ml),则其实际质量为1.71g 即环己酮的产率=1.71/4.9*100%=34.9%八、结果与讨论1、在本次实验中,测得环己酮的的收率为51.7%,其产率为34.9%,与理论值相比较,是偏低的,主要原因在于操作过程不够精准。
环己酮的制备实验报告
环己酮的制备实验报告实验目的,通过氧化环己烯制备环己酮,并对制备过程进行分析和总结。
实验原理:环己酮是一种重要的有机化合物,常用于溶剂和中间体。
其制备方法之一是通过氧化环己烯得到。
氧化环己烯的反应方程式为:C6H10 + O2 → C6H10O。
环己烯在空气中与氧气发生氧化反应,生成环己酮。
反应过程中,氧气起到氧化剂的作用,将环己烯氧化成环己酮。
实验步骤:1. 实验器材准备,鼓泡管、试管、分液漏斗、冷凝管、烧杯等。
2. 实验药品准备,环己烯、过氧化苯甲酰、乙醇、硫酸、碳酸钠等。
3. 反应装置,将环己烯、过氧化苯甲酰和乙醇加入试管中,加入少量硫酸作为催化剂,加入碳酸钠作为中和剂,用鼓泡管通入氧气。
4. 反应过程,在室温条件下,通入氧气,观察反应过程,收集生成的环己酮。
实验结果与分析:通过实验我们成功制备了环己酮。
在反应过程中,观察到了氧化环己烯生成环己酮的化学反应。
实验中需要注意控制氧气的通入速度和反应温度,以免产生副反应或者过量生成副产物。
实验总结:通过本次实验,我们成功制备了环己酮,并对制备过程进行了分析和总结。
实验中需要注意控制反应条件,以获得较高的产率和纯度。
此外,实验中的化学品和仪器设备需要妥善使用和保存,确保实验安全和实验结果的准确性。
结语:环己酮作为重要的有机化合物,在化工生产和实验室中具有广泛的应用。
通过本次实验,我们对环己酮的制备方法有了更深入的了解,也增加了化学实验操作的经验。
希望通过今后的实验和学习,能够更好地掌握有机化合物的制备方法和实验技术,为今后的科研工作打下坚实的基础。
环己烷绿色催化氧化法生产环己酮项目
环己烷绿色催化氧化法生产环己酮项目The pony was revised in January 2021环己烷绿色催化氧化法生产环己酮项目可行性报告目录第一章项目总论项目背景 (6)项目名称与承办单位 (6)承担可行性研究工作的单位和法人代表 (6)项目拟建地点 (6)研究工作依据 (6)研究工作概况 (6)可行性研究结论 (7)市场预测和项目规模 (7)原材料、燃料和动力供应 (7)厂址 (7)项目工程技术方案 (8)环境保护 (8)工厂组织及劳动定员 (8)项目建设进度 (9)投资估算和资金筹措 (9)项目财务和经济评论 (9)项目综合评价结论 (9)主要技术经济指标表 (9)主要涉及化学品性质描述 (10)存在问题及建议 (11)第二章项目背景和发展概况项目提出背景 (12)国家或行业发展规划 (12)项目发起人和发起缘由 (12)项目发展概况 (14)已进行的调查研究项目及其成果 (14)投资的必要性分析 (18)调查研究项目成果 (18)第三章市场分析与建设规模市场调查 (20)拟建项目产出物用途调查 (20)产品现有生产能力调查 (21)产品产量及销售量调查 (22)市场预测 (24)国内市场需求预测 (24)价格预测 (25)市场推销战略 (25)推销方式 (25)推销措施 (26)促销价格制度 (27)产品方案和建设规模 (28)产品方案 (28)建设规模 (28)产品销售收入预测 (28)第四章建设条件与厂址选择资源和原材料 (29)资源评述 (29)原材料及主要辅助材料供应 (29)厂址的选择 (32)自然条件 (32)基础设施 (34)社会经济条件 (34)总图布置及主要建筑物、设备概况 (35)第五章工厂技术方案项目组成 (36)生产工序 (36)配套工程 (36)产品开发改进 (36)设计原则 (36)生产指标及工艺参数 (36)工艺流程 (38)催化剂生产原理 (38)生产环己酮主要流程简介 (38)环己酮氧化工序 (39)环己酮回收工序 (40)环己酮精馏工序 (40)总平面图 (40)总图布置原则 (40)总图布置及主要建筑物、设备概况 (41)运输及仓储 (41)物料运输 (41)仓储 (41)土建工程 (42)厂房建设 (42)工程预算 (42)给水排水 (42)供电系统 (42)其它供应 (43)第六章环境保护与劳动安全建设地区的环境现状 (44)项目的地理位置 (44)主要污染源和污染物 (45)主要污染物 (45)项目采用的环境保护标准 (45)治理环境的方案 (45)废碱液处理 (45)废水处理 (45)废气处理 (45)废渣处理 (46)噪声处理 (46)劳动保护与安全卫生 (46)生产过程中主要危害因素的分析 (46)环己烷 (46)职业安全卫生主要设施 (46)总图布置 (47)建筑 (47)电气 (47)通风 (47)消防 (47)其它措施 (47)第七章企业组织和劳动定员企业组织 (48)企业组织形式 (48)企业工作制度 (49)劳动定员和人员培训 (49)劳动定员 (49)总工资和职工平均工资估算 (52)人员培训及费用估算 (53)第八章项目实施进度安排项目实施的各阶段 (54)建立项目实施管理机构 (54)编制调整报告并申报批准 (54)工艺研发 (54)资金筹集安排 (54)公司注册 (54)厂区建设 (54)竣工验收与设备试运行 (55)生产准备 (55)材料采购 (55)正式生产 (55)项目实施进度表 (55)第九章投资估算与经济效益分析投资估算 (57)投产后流动资金估算 (57)生产资金 (57)成品资金 (57)销售收入与成本费用估算 (58)收入 (58)成本 (58)资金筹措 (60)投资项目的经济评价 (60)经济效率 (60)投资利润率 (60)投资回收期 (60)净现值 (60)内部收益率 (61)风险分析与风险规避 (61)盈亏平衡分析 (61)第十章项目结论及建议10. 1项目结论 (64)10. 2项目实施建议 (64)销售网络 (64)技术更新 (64)项目管理 (64)风险控制 (64)策略调整 (65)第十一章财务报表财务报表 (66)第一章项目总论项目背景项目名称与承办单位项目名称:环己烷绿色催化氧化法生产环己酮承办单位:xx有限公司总负责人:xx承担可行性研究工作的单位和法人代表承担项目可行性研究工作单位:xx有限公司总负责人:xx项目拟建地点本单位厂址位于xx市大亚湾经济技术开发区东区的化工园区,东邻汕尾,西接深圳,陆路距香港60多公里,海路距香港维多利亚湾40海里。
环己酮合成实验报告
一、实验目的1. 了解环己酮的化学性质和制备方法;2. 掌握实验室制备环己酮的基本操作步骤;3. 掌握蒸馏、液液萃取等实验技能;4. 通过实验加深对有机合成反应的理解。
二、实验原理环己酮是一种有机化合物,化学式为C6H10O,是一种无色透明液体,具有刺激性气味。
环己酮的合成方法有多种,本实验采用氧化法由环己醇制备环己酮。
实验原理:在氧化剂的作用下,环己醇分子中的羟基被氧化成羰基,生成环己酮。
氧化剂的选择和反应条件对产率和纯度有较大影响。
三、实验用品1. 仪器:三口烧瓶、搅拌器、温度计、Y形管、回流冷凝管、恒压滴液漏斗、空气冷凝管、圆底烧瓶、移液管、离心分液管、微型干燥柱等;2. 试剂:浓硫酸、环己醇、重铬酸钠、草酸、氯化钠、无水碳酸钾、次氯酸钠、冰乙酸、碘化钾淀粉试纸、饱和亚硫酸钠等。
四、实验步骤1. 准备反应体系:在圆底烧瓶中加入一定量的环己醇,再加入适量的重铬酸钠和浓硫酸,搅拌均匀;2. 加热反应:将圆底烧瓶放入水浴锅中,加热至70-80℃,维持反应温度,反应时间为2小时;3. 冷却反应:反应结束后,关闭水浴加热,待反应体系冷却至室温;4. 分离产物:将反应体系倒入分液漏斗中,加入适量的饱和亚硫酸钠溶液,充分振荡,静置分层;5. 萃取:取上层有机层,用无水碳酸钾干燥,过滤得到环己酮粗品;6. 蒸馏:将环己酮粗品进行蒸馏,收集沸点为155.6℃的馏分,即为环己酮。
五、实验结果与分析1. 实验结果:通过实验,成功制备出环己酮,产率为85%;2. 结果分析:实验过程中,反应温度对产率有较大影响,温度过高或过低都会导致产率下降。
此外,反应体系中氧化剂的用量和反应时间也会影响产率。
本实验中,采用70-80℃的反应温度,反应时间为2小时,产率达到85%,符合实验要求。
六、实验讨论1. 实验过程中,如何控制反应温度和反应时间?答:反应温度控制在70-80℃,反应时间为2小时,可保证较高的产率。
2. 如何提高环己酮的纯度?答:通过蒸馏方法可以得到较高纯度的环己酮。
环己烷氧化制备环己酮和环己醇工艺研究进展
1991 环乙烷加氢催化氧化制备环己酮和环己醇生产工艺环己烷(也称为KA油)是化学工业中重要的化学转换器。
环己烷的进一步氧化可以产生重要的中间体,用于生产尼龙66和尼龙6,最终产物可生产环己酮和环己醇等大分子含氧有机物,因此,环己烷本身市场需求量大。
同时,环己烷分子结构中C-H和C-C键的均匀性使其成为研究C-H和C-C键催化氧化系统性能的重要基础。
环己烷催化氧化一直是生产应用和理论研究的热点。
为了实现环己烷的氧化过程,已经在日常生产和实验室研究者探究和使用了许多氧化剂:碘代苯(PhIO)、二乙酰碘代(PhI(OAc)2)、叔丁基过氧化氢(T-BuOOH)、间氯过氧苯甲酸(M-CPBA)、高碘酸钠(NaIO 4),很多催化剂在催化过氧化氢(H 2O 2)、氧气(O 2)等生成环己酮、环己醇产品过程中都具有低成本和高氧化性等经济效益,它已经成为环己烷催化氧化过程中氧化剂的最佳选择。
然而,如果没有催化剂,O 2将很难氧化环己烷,生产质量和成本将难以控制。
因此,国内外科学家在促进环己烷O 2氧化方面做了大量工作。
进行氧化系统催化可以用多酸、碳材料催化、金属催化、金属有机骨架催化、纳米颗粒催化等多种物质,如钴盐等可作为催化剂使用催化,在温度为150~170℃的强压(1.0~2.0)下被工业用MPAO 2环催化氧化。
为提高目标产品的选择性,防止环己烷环的深度氧化,通常控制在催化剂浓度在3%~8%的范围内,而环己烷环的选择性高达80%~85%。
这种工业路线的主要缺点是基质转化率低,反应温度高,目标产品缺乏选择性。
除了初级生产的环己烷加工外,氧化产物通常含有一定量的氨基酸甚至琥珀酸。
分离工作量很大,相关能耗很大。
因此,开发具有O 2氧化物、高催化活性和环己烷选择性的催化氧化系统仍然是循环催化氧化领域的主要挑战[1]。
1.1 苯酚加氢生产环己酮的工艺合成环己烷苯酚是20世纪50年代开始生产环己烷的第一个工业过程。
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绿色氧化技术合成环己酮
作者:李真
来源:《山东工业技术》2016年第09期
摘要:环己酮在化工行业中有着十分广泛的用途。
在工业上它的合成主要是采用锌铁催化,在一定的高温下进行氧化脱氢来制得。
在实验室中,为了得到环己酮常采用的方法是用环己醇作原料,用漂白粉作氧化剂,反应的环境是弱酸性的。
但这些制备方法或是反应条件苛刻不易实现,或是反应的过程中会产生有害物质,不利于后续的处理。
因此开发绿色氧化技术合成环己酮是十分有必要的。
关键词:环己酮;双氧水;绿色;氧化
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.09.014
绿色化学又被称为环境友好化学,在它的基础上有一种新的合成技术叫做绿色合成技术。
该项技术的目标是采用化学的方法尽量减少甚至消除化学生产过程中产生对人类健康或生态环境造成危害的物质,在最理想的状态下即达到不使用有毒有害物为原材料,生产过程中不产生有毒有害物质且不产生废物的目的。
这种技术改变了以前先污染后治理的思路,直接在源头上减少污染物的产生。
双氧水是一种在化学合成中广泛应用的试剂,其具有绿色、无污染以及高活性的特点,是一种很好的氧化剂,开发用双氧水合成环己酮的绿色氧化技术是未来的发展趋势,有着广阔的应用前景。
1 绿色氧化技术的重要性
在化学品的生产过程中,氧化反应是最常用到的一种化学反应,因此要想实现绿色生产,寻找到绿色无污染的氧化剂是十分重要的。
例如采用分子氧、双氧水以及臭氧等,它们在反应的过程中不会产生污染,另外,还要找出合适的高效的催化剂,并且研究出最有效的反应路径,这样才能再通过各种强化方法来制备出性能良好的化学产品且生产过程中不产生有毒有害物质。
绿色氧化技术的发展对于资源的有效利用以及环境的保护有着重大的促进作用,因此在未来的发展中有着深远的意义。
2 环己酮的用途及生产
环己酮在有机化工中是十分重要的原料,在合成橡胶以及纤维等领域有着广泛的应用。
它是合成己内酰胺,己二酸的主要中间体,且在合成香料以及胶粘剂的过程中是主要的原料,它也可以作为助剂应用在精细化学品中,在印刷以及回收塑料等方面也有着较大的使用价值。
传统的制备环己酮的方法是利用苯作为原材料,采用加氢的方式来生产出环己烷,之后利用催化氧化反应来制备得到环己酮,或者是将苯加氢生成环己醇,之后经过脱氢反应得到环己酮。
之后这种方法经过不断地演变,一个荷兰的公司研发出了用苯酚加氢,仅通过一步反应即
可制取环己酮的方法,从而使得制备环己酮进入了工业化的阶段,但该法生产环己酮有一个缺点,那就是苯酚的成本较高,从而限制了环己酮的生产。
在实验室中常用的制备环己酮的方法是用锌铁作为催化剂,在400-500摄氏度在条件下进行氧化脱氢,反应的原材料是环己醇,氧化剂通常采用漂白粉,且反应要在弱酸性的环境中完成。
此法的反应条件较苛刻,操作不易。
还可以采用的一种方法是利用铬酸氧化法来得到环己酮,该法在制备环己酮的过程中会产生六价铬,其具有较强的毒性且具有致癌性,因此对环境的污染较严重,不建议大规模使用。
3 绿色氧化剂双氧水在化学合成中的应用
双氧水作为一种氧化剂能够提供活性较高的氧原子,且其价格低廉使用过程更加安全。
利用双氧水作为氧化剂,其反应的产物是水,氧化性比分子氧还要高。
因此是一种十分理想的可以作为氧化性较强的氧化剂应用在绿色化学的过程中。
由于环己酮在工业上应用较为广泛,因此开发高效且生产过程无污染的制备环己酮的方法是各国研究学者所追求的。
之前的传统的制备环己酮的方法由于成本较高,或反应较复杂或会对环境产生较严重的污染而越来越不适应当下构建环境友好型社会的发展需要,研究绿色高效的制备工艺是十分必要的。
本文以环己醇作为反应的原材料,利用反应过程中不产生污染的双氧水作为氧化剂,为工艺生产环己酮探索一条有一定参考价值的工艺指标。
4 绿色氧化技术合成环己酮
为了实现合成环己酮的化学过程绿色化,采用双氧水作为氧化剂探讨制备环己酮的合成工艺,利用环己醇制备环己酮,在反应的过程中的比较关键的环节是适宜且高效的催化剂的筛选以及反应过程中的工艺参数的确定。
制备环己酮的在以双氧水作为氧化剂制备环己酮的实验过程中,以钨酸钠为主催化剂,并在反应过程中加入一些酸性配体来氧化环己醇最终制得环己酮。
这种制备工艺具有原子利用率高的特点,且在化学反应的过程中不需要使用有机溶剂,反应的条件相对较温和,且不会产生有毒有害物质,因此是一种新型的,制备环己酮的较好的方法。
在采用绿色氧化技术合成环己酮的过程中,需要考虑的因素较多,首先是催化剂的筛选,其次催化剂的使用量、双氧水的用量、反应时的温度以及反应的时间都会对制得的环己酮的性能以及产率产生较大的影响,最后要在所选出的各个工艺参数下进行验证试验,从而证明实验的方法准确可靠。
通过单因素实验得到在生产环己酮的过程中,当所加入的原材料环己醇用量为2mL时,所需催化剂为0.008g,双氧水用量为2.5mL,最佳的反应温度为85摄氏度,反应8h时,环己酮的产率可达到92.6%。
5 总结
本文研究了利用绿色氧化剂即双氧水作为氧化剂将环己醇经一系列反应制备环己酮的方法。
利用双氧水来氧化合成有机物,具有较多的优点,如其氧化活性较高,价格较为低廉,且反应后的产生是水,反应的过程中不产生有毒有害物质。
绿色氧化技术由于更加适应当下人们对环境要求较高的趋势,因此具有较好的发展前景。
参考文献:
[1]江雪源,宋华.氧化法合成环己酮技术研究进展[J].工业催化,2005(11):44-49.
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作者简介:李真(1994-),男,湖南娄底人,学生。