己内酰胺的制备

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Beckmann反应-己内酰胺的制备讲课教案

Beckmann反应-己内酰胺的制备讲课教案

•2.环己酮肟重排制备己内酰 •在小烧杯加入6 mL冷水,在冷水浴冷却下小 心地慢慢加入8 mL浓硫酸,配得70%的硫酸溶 液。在另一小烧杯中加入7g干燥的环己酮肟, 用7 mL70%的硫酸溶解后,转入滴液漏斗,烧杯用1.5 mL70 %硫酸洗涤后并入滴液漏斗。在一250 mL烧杯中加入4.5 mL70%硫酸,用木夹夹住烧杯,用小火加热至130~135℃,缓 缓搅拌,保持130~135℃,边搅拌边滴加环己酮肟溶液,滴完 后继续搅拌5~10min。反应液冷却至80℃以下,再用冰盐浴冷 却至0~5℃。在冷却下,边搅拌边小心地通过滴液漏斗滴加浓 氨水(约25 mL)至pH=8。滴加过程中控制温度不超过20℃。 用少量水(不超过10 mL)溶解固体。反应液倒入分液漏斗, 用二氯甲烷萃取三次,每次10 mL。合并有机层并用等体积水 洗涤两次后,用无水Na2SO4干燥后,常压蒸馏除去二氯甲烷。 残液转移到锥形瓶中,将锥形瓶在温水浴温热下,在通风柜 中浓缩至5mL左右,放置冷却,析出白色结晶。进行重结晶。
【数据处理与结论】
•1.环己酮肟为白色固体,熔点为 80~90℃,产量为7~7.5g。 •2.已内酰胺为无色或白色晶体,熔点 69~70℃,产量为4~5g。
【注意事项】
•1.与羟胺反应时温度不宜过高。加完环己酮以后,充分摇 荡反应瓶使反应完全,若环己酮肟呈白色小球状,则表示反 应未完全,需继续振摇。 •2.配制70%硫酸溶液时是将酸倒入水中,绝不可搞错。因 放热强烈,必须水浴冷却。 •3.重排反应很激烈,并要保持温度在130~135℃,滴加过程 中必须一直加热。温度均不可太高,以免副反应增加。 •4.用氨水中和时会大量放热,故开始滴加氨水成尤其是要 放慢滴加速度。否则温度太高,将导致酰胺水解。 •5.已内酰胺也可用重结晶方法提纯:将粗产物转入分液漏 斗,每次用10mL四氯化碳萃取3次,合并萃取液,用无水硫 酸镁干燥后,滤入一干燥的锥形瓶。加入沸石后在水浴上蒸 去大部分溶剂,直到剩下8mL左右溶液为止。小心向溶液加 入石油醚(30~60℃),到恰好出现混浊为止。将锥形瓶置于 冰浴中冷却结晶,抽滤,用少量石油醚洗涤结晶。如加入石 油醚的量超过原溶液4-5倍仍未出现混浊,说明开始所剩下 的四氯化碳量太多。需加入沸石后重新蒸去大部分溶剂直到 剩下很少量的四氯化碳时,重新加入石油醚进行结晶。

实验四 已内酰胺的制备

实验四 已内酰胺的制备

实验四已内酰胺的制备一、实验目的1.学习环已酮肟的制备方法。

2.通过环已酮肟的贝克曼(Beckmann)重排,学习已内酰胺的制备方法。

二、实验原理醛、酮类化合物能与羟胺反应生成肟。

肟是一类具有一定熔点的结晶形化合物,易于分离和提纯。

常常利用醛、酮所生成的肟来鉴别它们。

肟在酸性催化剂如硫酸、多聚磷酸、苯磺酰氯等作用下,发生分子重排生成酰胺的反应称为贝克曼重排反应。

反应历程如下:上面的反应式说明肟重排时,其结果是羟基与处于反位的基团对调位置。

贝克曼重排反应不仅可以用来测定酮的结构,而且有一定的应用价值。

如环已酮肟重排得到已内酰胺,后者经开环聚合得到尼龙-6。

己内酰胺是一种重要的有机化工原料,己内酰胺主要用于制造尼龙—6纤维和尼龙—6工程塑料,也用作医药原料及制备聚己内酰胺树脂等。

己内酰胺是合成高分子材料聚己内酰胺(尼龙-6)的基本原料。

三、基本操作训练:(含仪器装置和主要流程)实验流程:【操作步骤】1.环已酮肟的制备在25mL圆底烧瓶中加入1g结晶乙酸钠,0.7g盐酸羟胺和3mL水,振荡使其溶解。

用1mL吸量管准确吸取0.75mL(7.2mmol)环已酮,加塞,剧烈振荡2-3min。

环已酮肟以白色结晶析出。

冷却后抽滤,并用少量水洗涤沉淀,抽干。

晾干后得0.75-0.78g产物,产率约95%,熔点为89-90℃。

2.环已酮肟重排制备已内酰胺在50mL烧杯中加入0.5g(4.4mmol)干燥的环已酮肟,并加入1mL85%硫酸。

边加热边搅拌至沸,立即离开热源。

冷却至室温后再放入冰水浴中冷却。

慢慢滴加20%氨水(约7mL)恰至呈碱性,将反应物转移至10mL分液漏斗中分出有机层,水层用二氯甲烷萃取二次,每次2mL,合并有机层,并用等体积水洗涤两次后,用无水硫酸钠干燥,过滤所得滤液用已称重的锥形瓶接收,将锥形瓶在温水浴温热下,在通风柜中浓缩至1mL左右,放置冷却,析出白色结晶。

将该锥形瓶放入真空干燥器中干燥。

称量,产量约0.2-0.3g,产率为40%-50%。

己内酰胺工艺流程

己内酰胺工艺流程

己内酰胺工艺流程
《己内酰胺工艺流程》
己内酰胺是一种重要的工业原料,广泛应用于合成尼龙6、染料、医药等领域。

其生产工艺流程通常包括氰化钠水解、己醇氧化、己内醇氧化、溶剂萃取等多个步骤。

首先,氰化钠水解是制备己内酰胺的第一步。

在这一步骤中,氰化钠溶液与水进行反应生成氰化氢气体,然后将氰化氢气体冷却并通过反应器中的水化解生成氨气和碳酸氢钠溶液。

氨气再与过量氯丁烷反应生成己内酰氯,然后与地下水进行中和反应得到己内酰胺。

接下来是己醇氧化与己内醇氧化的步骤,这两个步骤是生产己内酰胺的关键环节。

在己醇氧化中,己醇与氧气在催化剂的作用下发生氧化反应生成己醛,而在己内醇氧化中,己醛再与氧气在相同的催化剂作用下发生氧化反应生成己内酰胺。

最后,溶剂萃取是将反应产物中的杂质和溶剂进行分离的步骤。

在这一步骤中,利用己内酰胺与特定溶剂的分配系数差异,通过适当的工艺参数和设备,使得己内酰胺从反应产物中被有效分离出来。

综上所述,己内酰胺的生产工艺流程包括氰化钠水解、己醇氧化、己内醇氧化和溶剂萃取等多个步骤。

通过这些步骤,可以高效地合成出优质的己内酰胺,满足不同工业领域的需求。

己内酰胺制备路线

己内酰胺制备路线

己内酰胺是一种重要的有机化学品,广泛应用于塑料、纤维、涂料等领域。

本文将介绍己内酰胺的制备路线。

首先,己内酰胺的制备可以通过氨解己内酰亚胺来实现。

将己内酰亚胺与氨气反应,生成己内酰胺和氨水,反应条件为高压、高温和催化剂存在。

该方法具有反应条件温和、反应产率高等优点。

其次,还可以通过己二酸酐和氨的缩合反应来制备己内酰胺。

反应过程中,先将己二酸酐与氨反应形成己内酰亚胺,然后再进行氨解反应,生成己内酰胺。

该方法具有反应条件温和、反应产率高等优点。

另外,还可以通过己二酸和异丙胺的缩合反应来制备己内酰胺。

反应过程中,先将己二酸与异丙胺反应形成己内酰亚胺,然后再进行氨解反应,生成己内酰胺。

该方法具有反应条件温和、反应产率高等优点。

除此之外,还可以通过己内酰亚胺和氨化合物的缩合反应来制备己内酰胺。

反应过程中,己内酰亚胺与氨化合物反应,生成己内酰胺和氨水,反应条件为高压、高温和催化剂存在。

该方法具有反应条件温和、反应产率高等优点。

综上所述,己内酰胺的制备方法多种多样,可以根据实际需要选择不同的方法进行制备。

在制备过程中,需要注意反应条件的控制和催化剂的选择,以提高反应产率和产品质量。

己内酰胺生产工艺流程设计

己内酰胺生产工艺流程设计

己内酰胺生产工艺流程设计下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。

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以下是己内酰胺生产工艺流程设计的主要步骤:1. 原料准备:首先,需要准备原料苯和空气。

己内酰胺生产工艺

己内酰胺生产工艺

ε-己内酰胺(简称己内酰胺,CPL)是一种重要的有机化工原料,主要用作生产聚酰胺6工程塑料和聚酰胺6纤维的原料。

聚酰胺6工程塑料主要用作汽车、船舶、电子电器、工业机械和日用消费晶的构件和组件等,聚酰胺6纤维可制成纺织品、工业丝和地毯用丝等,此外,己内酰胺还可用于生产抗血小板药物6-氨基己酸,生产月桂氮卓酮等,用途十分广泛。

1 己内酰胺的生产工艺现状经过多年的发展,己内酰胺的生产有多种技术和原料路线,按技术方法分主要有环己酮-羟胺法、甲苯法、环己烷光亚硝化法等,按原料路线方法分主要有苯法和甲苯法两种。

1.1 HSO工艺(苯法)1943年,德国I.C.Fanben公司(BASF公司的前身)最早实现了以苯酚为原料的己内酰胺工业化生产,该工艺称为拉西法(Raschig),又名环己酮-羟胺(HSO)工艺。

生产工艺流程为:苯酚加氢制得环己醇,环己醇脱氢制得环己酮。

由于石油化工工业的发展,提供了大量价廉的苯,采用苯为原料成为占主导地位的生产工艺,苯加氢制得环己烷,环己烷氧化制得环己酮。

氨与空气催化氧化制NO2,用(NH4)3PN4吸收NO2得NH4NO2,用NH4NO2吸收NH3及SO2生产羟胺二磺酸盐,水解得硫酸羟胺。

环己酮和硫酸羟胺反应生成环己酮肟,环己酮肟在发烟H2SO4催化作用下经贝克曼Beckmann重排得己内酰胺,再用NH3·H2O中和多余的发烟H2SO4而生成(NH4)2SO4。

日本宇部兴产公司是采用HSO工艺技术的最大己内酰胺生产商,现生产能力为365kt·a-1,占世界己内酰胺总生产能力的6.84%,生产装置分布在日本、西班牙和泰国。

该工艺技术成熟,投资小,操作简单,催化剂价廉易得,安全性好。

但主要缺点是:(1)原料液NH3·H2O和H2SO4消耗量大,在羟胺制备、环己酮肟化反应和贝克曼重排反应过程中均副产大量经济价值较低的(NH4)2SO4,每生产1t己内酰胺大约会副产4.5t(NH4)2SO4,副产(NH4)2SO4最多;(2)能耗(水、电、蒸汽)高,环境污染大,设备腐蚀严重,三废排放量大。

己内酰胺的合成(重排反应)

己内酰胺的合成(重排反应)

己内酰胺的合成(重排反应)实验目的(1)由环己酮与羟胺反应合成环己酮肟;(2)环己酮肟在酸性条件下发生Beckmann重排,生成己内酰胺;(3)用减压蒸馏提纯己内酰胺粗产品。

产品的性质和用途己内酰胺为白色晶体;蒸汽压0.67kPa/122℃;闪点110℃;熔点68~70℃;沸点270℃;溶解性:溶于水,溶于乙醇、乙醚、氯仿等多数有机溶剂;密度:相对密度(水=1)1.05(70%水溶液)。

己内酰胺是合成高分子材料聚己内酰胺(尼龙-6)的基本原料。

用以制取己内酰胺树脂、己内酰胺纤维和人造革等,也用作医药原料。

实验原理环己酮与羟胺反应生成环己酮肟,在浓硫酸作用下重排得到己内酰胺。

反应方程式为:主要仪器和试剂(1)器材:锥形瓶(250 mL)、烧杯(100 mL,250 mL)、滴液漏斗(50 mL)、温度计(-50~50℃,0~300℃)、分液漏斗(125 mL)、圆底烧瓶(100 mL)、克氏蒸馏头(19*4)、直型冷凝管(19*2)、真空接受管(19*2)、布氏漏斗(60mm)、吸滤瓶(250 mL)、减压设备一套。

(2)药品:环己酮7g(0.07mol),羟胺盐酸盐7g(0.1mol),无水醋酸钠10g,浓硫酸(大于98%)8mL,浓氨水25 mL,氯仿30 mL,无水硫酸钠。

实验内容和步骤(1)环己酮肟的制备在250mL锥形瓶中,加入7g羟胺盐酸盐和10g无水醋酸钠,用30mL水将固体溶解,小火加热此溶液至35~40℃。

分批慢慢加入7g环己酮,边加边摇动反应瓶,很快有固体析出。

加完后用橡皮塞塞住瓶口,并不断激烈振荡瓶子5~10min。

环己酮肟呈白色粉状固体析出。

冷却后,抽滤,粉状固体用少量水洗涤、抽干后置于培养皿中干燥,或在50~60℃下烘干。

(2)环己酮肟重排制备己内酰在小烧杯中加入6 mL冷水,在冷水浴冷却下小心地慢慢加入8 mL浓硫酸,配得70%的硫酸溶液。

在另一小烧杯中加入7g干燥的环己酮肟,用7 mL70%的硫酸溶解后,转入滴液漏斗,烧杯用1.5 mL70%硫酸洗涤后并入滴液漏斗。

己内酰胺实验报告

己内酰胺实验报告

一、实验目的1. 学习己内酰胺的合成方法。

2. 掌握己内酰胺的性质及鉴定方法。

3. 提高有机合成实验操作技能。

二、实验原理己内酰胺(C6H11NO)是一种重要的有机化合物,广泛应用于合成尼龙-6、聚碳酸酯等高分子材料。

本实验采用化学合成法,以己内酰胺盐酸盐为原料,通过酸催化缩合反应制备己内酰胺。

反应方程式如下:C6H11NOCl + H2O → C6H11NO + HCl三、实验材料与仪器1. 实验材料:己内酰胺盐酸盐、浓硫酸、无水乙醇、氢氧化钠、蒸馏水等。

2. 实验仪器:圆底烧瓶、冷凝管、烧杯、滴定管、锥形瓶、移液管、酒精灯、加热器、干燥器等。

四、实验步骤1. 配制反应液:在圆底烧瓶中加入一定量的己内酰胺盐酸盐和浓硫酸,搅拌均匀。

2. 加热反应:将反应液加热至沸腾,保持一定时间,使反应进行完全。

3. 中和反应:待反应结束后,冷却反应液,加入适量氢氧化钠溶液中和酸。

4. 萃取分离:将中和后的反应液转移到分液漏斗中,加入无水乙醇,充分振荡,静置分层。

5. 收集己内酰胺:将己内酰胺层通过漏斗分离出来,并用无水乙醇洗涤,干燥。

6. 己内酰胺性质鉴定:通过红外光谱、核磁共振等手段对合成产物进行性质鉴定。

五、实验结果与分析1. 己内酰胺的制备:按照实验步骤,成功制备出己内酰胺,产率较高。

2. 己内酰胺性质鉴定:通过红外光谱、核磁共振等手段对合成产物进行性质鉴定,结果表明产物为己内酰胺。

六、实验讨论1. 在实验过程中,加热反应时间不宜过长,以免反应过度,导致产物质量下降。

2. 中和反应时,氢氧化钠的加入量应适中,过多或过少都会影响产物的质量。

3. 萃取分离过程中,应充分振荡,以确保己内酰胺充分提取。

七、实验总结通过本次实验,掌握了己内酰胺的合成方法,熟悉了有机合成实验操作技能,提高了对己内酰胺性质的认识。

在实验过程中,需要注意操作细节,以确保实验结果的准确性。

己内酰胺生产工艺

己内酰胺生产工艺

己内酰胺生产工艺
己内酰胺是一种重要的有机化工产品,主要应用于聚酰胺纤维、树脂、涂料、油墨等领域。

其生产工艺通常采用与邻苯二甲酸酐反应制备己内酰胺的方法。

具体生产工艺如下:
1. 原料准备:准备苯、氮气、邻苯二甲酸酐和低聚己内酰胺。

2. 反应装置:采用密闭反应釜,内装搅拌器和冷却器。

3. 反应过程:
(1)将苯加入反应釜中,开始加热至80℃;
(2)在80℃时将邻苯二甲酸酐加入反应釜中,反应生成己内酰胺;
(3)反应物持续加热搅拌,直至反应完全进行;
(4)冷却后得到己内酰胺产物。

4. 产品提取:采用蒸馏分离得到纯品。

5. 产品后处理:对得到的己内酰胺产品进行包装、存储等后处理工作。

以上是己内酰胺生产工艺的基本步骤。

在具体操作过程中,还需要严格控制反应温度、反应时间、反应物添加速率等参数,以确保产品质量和生产效率。

己内酰胺生产工艺

己内酰胺生产工艺
己内酰胺生产工艺
目前世界上己内酰胺制备工艺主要有苯酚法, 甲苯法,苯法,环己烷光亚硝化法。如下图 [7]:
OH 苯酚法:
+ 3H2 Cat
OH -H2
Cat
O
NOH
+NH2OH H2SO4.SO3
C=O NH
O
苯法:
+ 3H2 Cat
+O2
环己烷光亚硝化法:
NOCl,hr
COOH 甲苯法:
+O2
Cat
苯加氢制环己烷工艺有两种,即液相和气相加氢两种。
+3H 2 Cat
苯法制己内酰胺
2.环己烷氧化制环己醇和环己酮: 2.环己烷氧化制环己醇和环己酮:
环己烷氧化主要有催化氧化和无催化氧化。 反应式如下:
= O +O 2 Cat
或无
OH + +H 2O
OOH
苯法制己内酰胺
3.环己醇再脱氢为环己酮: 3.环己醇再脱氢为环己酮:
=NOH.2HCl
+NOCl +HCl
λ
<600nm
(环己酮肟盐酸盐)
环己烷光亚硝化法制己内酰胺
环己酮肟盐酸盐在发烟硫酸的作用下贝克曼重排为己内酰 胺:
C =O NH . H 2SO 4
+2NH 3
C =O NH +(NH 4) 2SO 4
甲苯法制己内酰胺
甲苯法制CPL是由意大利SNIA公司在上世纪六十年代初开发 甲苯法制CPL是由意大利SNIA公司在上世纪六十年代初开发 研制的,并于1962年实现工业化,1968年、1975年分别在 研制的,并于1962年实现工业化,1968年、1975年分别在 意大利的MARFLIDONIA,前苏联乌兹别克的CIRCIK建成8 意大利的MARFLIDONIA,前苏联乌兹别克的CIRCIK建成8 万吨/年工业装置,但目前均已停产。1996年,中国石家庄 万吨/年工业装置,但目前均已停产。1996年,中国石家庄 引进该技术建成5万吨/ 引进该技术建成5万吨/年己内酰胺装置,至今运行良好,并 已扩能至6.5万吨/ 已扩能至6.5万吨/年。该工艺主要有如下步骤: 1.甲苯氧化制苯甲酸 1.甲苯氧化制苯甲酸

己二酸催化氨化法

己二酸催化氨化法

己二酸催化氨化法
己二酸催化氨化法是一种重要的化学反应方法,它可以将己二酸通过
反应生成适量的己内酰胺,是己内酰胺制备的核心方法之一。

今天,
我们就来了解一下己二酸催化氨化法。

一、己内酰胺制备过程
己二酸催化氨化法是利用氨气和己二酸在加热催化下反应生成己内酰
胺的方法。

具体反应式如下:
(HOOC(CH₂)₄COOH) + NH₃ → HOOC(CH₂)₄CONH₂ + H₂O
己内酰胺的制备过程非常简单,通常以己二酸、氨气和溶剂在反应釜
中反应。

反应过程中要加入一定量的催化剂,促进反应的进行。

反应
温度一般在140-220℃之间,反应时间为4-6小时。

二、己二酸催化氨化法的催化剂
己二酸催化氨化法中的催化剂以铵盐为主,其中较为常用的有铵砷酸盐、铵钼酸盐、铵钒酸盐等。

这些催化剂的含量通常在0.1-1wt%之间,可以保证反应可控性和催化效率。

三、己二酸催化氨化法的优点和缺点
己二酸催化氨化法是己内酰胺制备中一种常用的方法,它具有以下优点:
1. 工艺简单、操作方便,可以在常规的设备中进行。

2. 催化剂使用量少,对环境污染小。

3. 在催化剂的作用下,反应速度快、产酰胺率高。

但己二酸催化氨化法还存在缺点:不易控制反应温度和反应物间的摩尔比,反应过程中生成的氨气不易回收,而且工艺流程中产生的氨气等有害气体,也需要进行处理。

总体而言,己二酸催化氨化法是制备己内酰胺的常用方法之一。

它具有操作简便、产酰胺率高等优点,但同时也存在一些缺陷,需要加以改进优化。

己内酰胺工艺

己内酰胺工艺

己内酰胺工艺己内酰胺是一种重要的有机化工原料,在我们的日常生活中发挥着不小的作用呢。

比如说,它能用来制造尼龙6 纤维和尼龙6 工程塑料,这些材料广泛应用于纺织、汽车、电子等众多领域。

要生产己内酰胺,这工艺可是相当复杂和精妙的。

咱们先来说说羟胺肟化法。

这个方法就像是一场精心编排的舞蹈,每个步骤都要精准无误。

第一步是制备羟胺。

这就好比准备一场盛宴的食材,得精心挑选和处理。

在这个过程中,要使用到一些特殊的化学物质和反应条件。

比如说,得控制好温度和压力,稍有偏差,可能就会影响羟胺的质量和产量。

然后就是肟化反应啦。

这一步就像是把各种食材巧妙地搭配在一起,让它们产生奇妙的化学反应。

反应釜里的物质在搅拌下翻腾,就好像是一群小精灵在欢快地跳舞。

这时候,操作人员就得时刻盯着各种参数,眼睛都不敢眨一下,生怕错过了什么关键的变化。

再来说说另一种常见的工艺——甲苯法。

这个方法有点像解谜游戏,每一步都充满了挑战和惊喜。

在甲苯法中,首先要对甲苯进行一系列的处理和转化。

这就像是给甲苯穿上一件件不同的“衣服”,让它逐渐变成我们想要的样子。

在这个过程中,需要用到各种催化剂,它们就像是神奇的魔法棒,能让反应顺利进行。

有一次,我在工厂里参观己内酰胺的生产过程。

当时,我站在巨大的反应塔旁边,听着机器的轰鸣声,看着那些管道里流淌着的各种化学物质,心里充满了好奇和敬畏。

我注意到一个工人师傅,他全神贯注地盯着仪表盘上的数字,额头上满是汗珠,但他的眼神却始终坚定。

那一刻,我深深感受到了这项工艺背后,是无数工人和技术人员的辛勤付出和专注。

还有一个细节让我印象特别深刻。

在一个实验室里,一位年轻的研究员正在仔细地分析样品的成分。

他的表情严肃认真,手里的仪器就像是他的宝贝,每一个操作都小心翼翼。

他告诉我,哪怕是一点点的误差,都可能影响到整个工艺的效果和产品的质量。

总的来说,己内酰胺工艺是一门既复杂又迷人的科学。

它需要精准的控制、先进的技术和无数人的智慧与努力。

己内酰胺生产方法介绍

己内酰胺生产方法介绍

己内酰胺的主要生产方法介绍1899年德国学者S.Cabriel 等人加热ε-氨基酸首次合成了己内酰胺,半个世纪后,德国的法本公司由于解决了己内酰胺开环聚合和纺丝的有关技术问题,而首先实现了工业化,建成了总生产能力为3500 t/a的己内酰胺装置,从而促进了己内酰胺的发展。

当时大都采用苯酚为原料生产环己酮,以拉西法生产羟胺硫酸盐的环己酮-羟胺工艺路线生产己内酰胺。

二战结束后,聚酰胺6纤维从军用扩大到民用和其他工业领域,世界各国竞相开发,使得己内酰胺生产技术得以迅猛发展,先后出现了一些新的合成方法。

1960年BASF公司首次采用以苯为原料的环己烷氧化法的工艺,1962年意大利Snia Viscose公司开发了以甲苯为原料,经六氢苯甲酸硝化得己内酰胺,1963年日本东丽公司开发了环己烷光亚硝化法的工艺路线,1971年荷兰DSM公司开发了HPO法生产技术,80年代以后,传统技术趋于稳定。

90年代以后,己内酰胺新工艺的开发取得进展,并逐步取代传统工艺。

目前,工业化生产己内酰胺的路线一般分成两类:第一类生产方法的特点是以环己酮为中间产物,肟化,Beckmann 重排,环己酮肟可从环己酮或其它母体合成,这是迄今最重要的制造方法。

另一类生产方法避开环己酮的生产环节,涉及其它中间体或其它工艺步骤,如采用甲苯路线工艺、环己烷光亚硝化技术等。

主要生产工艺有:1 环己酮-羟胺法环己酮-羟胺法是目前世界己内酰胺生产工业中最广泛使用的方法。

环己酮的生产方法,早年是由苯酚加氢得环己醇再脱氢而制得,后来又开发了苯酚选择加氢直接制得环己酮的方法,而近30年来,由苯加氢制环己烷,再空气氧化而制得环己酮的方法占据了重要地位。

环己酮-羟胺法生产己内酰胺以苯为主要原料,主要生产过程包括:苯加氢制备环己烷、环己酮的合成、羟胺的合成、环己酮肟化、环己酮肟重排。

其中羟胺的合成主要方法有拉西法(Raschig法)、硫酸羟胺法(HSO)、磷酸羟胺法(DSM/HPO)、氧化氮还原法(NO)等。

己内酰胺生产工艺

己内酰胺生产工艺

己内酰胺的三种工业化技术:液相Beckmann 重排法苯 → 环己烷 → 环己酮 → 环己酮肟 →粗己内酰胺 → 产品羧酸酰胺化法甲苯 → 苯甲酸 → 环己烷羧酸 → 粗己内酰胺→产品光亚硝化法苯 → 环己烷 → 粗己内酰胺 → 产品苯甲酸加氢制备亚硝基硫酸己内酰胺 caprolactam (简称CPL )分子式:C 6H 11NO 分子量:133.16结构式:己内酰胺是ε-氨基己酸H 2N(CH 2)5COOH 分子内缩水而成的内酰胺,又称ε-己内酰胺,它一种重要的有机化工原料,是生产尼龙—6纤维(即锦纶)和尼龙—6工程塑料的单体,可生产尼龙塑料、纤维、及L-赖氨酸等下游产品。

它常温下为白色晶体或结晶性粉末。

熔点(CH 2)5CONH69~71℃,沸点139℃(12毫米汞柱)、122~124℃(665Pa)、130℃(1599Pa)、165~167℃(2247Pa)。

比重:1.05(70%水溶液),熔化热:121.8J/g ,蒸发热:487.2J/g 。

纯己内酰胺的凝固点为69.2℃,在760mmHg 时沸点为268.5℃,85℃下密度1010kg/m3。

在20℃水中溶解度为100g 水溶解82g 己内酰胺。

受热时起聚合反应,遇火能燃烧。

常温下容易吸湿,有微弱的胺类刺激气味,手触有润滑感,易溶于水、甲醇、乙醇、乙醚、石油烃、环己烯、氯仿和苯等溶剂。

受热时易发生聚合反应。

己内酰胺的制法主要有:①以苯酚为原料,经环己醇、环己酮、环己酮肟而制得;②以环己烷为原料,用空气氧化法或光亚硝化法转化成环己酮肟,经重排CH 3+3/2O 2COOH +H2O Co COOH +3H2Pd/C H COOH 2NH 3+3O 2N 2O 3+3H2O N 2O 3+H 2SO 4+SO 32NOHSO 4Pt/Rh而制得;③以甲苯为原料,用斯尼亚法合成。

此外,也可以糠醛或乙炔为原料合成。

在制造过程中,环己酮(cyclohexanone)是主要的关键性中间原料,此关键性原料可藉由环己烷氢化或苯酚氢化得到,这两种制程相当类似,不同点仅在于触媒的使用和操作条件的不同而已。

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化学实验论文题目:己内酰胺的制备学校:长春工业大学学院:化学与生命科学学院专业:化学班级:080704学号:20081747姓名:王昌胜目录一.摘要二.关键词三.前言四.实验部分五.结果与讨论六.参考文献己内酰胺的制备作者:王昌胜单位:化学与生命科学学院摘要:随着合成纤维工业发展,对己内酰胺需要量增加,又有不少新生产方法问世。

先后出现了甲苯法(又称斯尼亚法);光亚硝化法(又称PNC法);己内酯法(又称UCC法);环己烷硝化法和环己酮硝化法。

新近正在开发的环己酮氨化氧化法,由于生产过程中无需采用羟胺进行环己酮肟化,且流程简单,已引起人们的关注。

在已工业化的己内酰胺各生产方法中,肟法仍是80年代工业应用最广的方法,其产量占己内酰胺产量中的绝大部分。

甲苯法由于甲苯资源丰富,生产成本低,具有一定的发展前途。

其他各种生产方法,鉴于种种原因,至今仍未能推广。

如以环己烷为原料的方法中,PNC法具有流程短、原料价廉等优点;但耗电多、设备腐蚀严重。

在己内酰胺的生产过程中,往往副产硫酸铵,但由于硫酸铵滞销,因此,减少或消除副产硫酸铵,成为评价当今己内酰胺工业生产经济性的一个重要因素。

关键词:环己酮环己酮肟己内酰胺前言: 2006年,中国己内酰胺的产量为29.08万吨,进口量44.47万吨,表观消费量73.55万吨。

在中国,己内酰胺绝大部分用于生产尼龙6纤维,2005年尼龙6纤维产量为71.7万吨t,消耗己内酰胺60.6万吨,占消费量的86.18% 。

中国尼龙6工程塑料主要用于交通运输、电子电器、纺织工业以及薄膜等,2005年消费己内酰胺8.8万吨,占消费量的12.51%。

依据尼龙6纤维行业的今后的发展规划,预计2006~2010年中国尼龙6纤维的需求量将以年均8.0%的速度增长,到2010年对己内酰胺的总需求量将达到90.0万吨。

同时,预计今后几年我国尼龙6工程塑料对己内酰胺的需求量将以年均6.4%的速度增长,到2010年工程塑料对己内酰胺的需求量将达到12万吨。

加上其他方面的需求量,预计2010年中国对己内酰胺的总需求量将达到104万吨。

2006年中国己内酰胺生产能力达到36.5万t/a,尽管近年来中国己内酰胺生产能力在不断增加,产量也有一定的增长,但仍不能满足尼龙丝、帘子布、聚酰胺工程塑料等下游行业的快速发展,每年需大量进口己内酰胺。

由此,到2010年,中国己内酰胺的生产能力合计有77万t/a,比照2010年需求量达到104万吨的预测,即使装置满负荷运转,也将有27万t的缺口仍需要依靠进口来解决。

近几年,中国己内酰胺进口量较高的主要影响因素是产业发展一直面临主要原料之一苯的供应以及己内酰胺生产技术等因素的制约。

预计近几年我国己内酰胺对外依存度高的状况仍难以扭转。

【1】实验部分实验仪器与药品:(试剂.规格及厂家)浓硫酸C.P.(北京化学试剂厂); 环己醇A.P.(天津光复试剂厂);重铬酸钠(天津市光复精细化工研究所);污水碳酸钠(北京化工厂);草酸A.P.( 沈阳市东兴试剂厂);盐酸羟胺A.P.(天津市津北精细化工厂有限公司);醋酸钠A.P.(北京化工厂);环己酮C.P.(自备);环己酮肟(自备);20%氢氧化铵(化学厂化工试剂厂);85%硫酸溶液(北京化学试剂厂)仪器:红外光谱仪实验过程1.环己酮的合成[2]基本原理:一级醇及二级醇的羟基所连接的碳原子上有氢,可以被氧化成醛、酮或羧酸。

三级醇由于醇羟基相连的碳原子上没有氢,不易被氧化,如在剧烈的条件下,碳碳键氧化断裂,形成含碳较少的产物。

用高锰酸钾作氧化剂,在冷、稀、中性的高锰酸钾水溶液中,一级醇、二级醇不被氧化,如在比较强烈的条件下(如加热)可被氧化,一级醇生成羧酸钾盐,溶于水,并有二氧化锰沉淀析出。

二级醇氧化为酮,但易进一步氧化,使碳碳键断裂,故很少用于合成酮。

由二级醇制备酮,最常用的氧化剂为重铬酸钠与浓硫酸的混合液,或三氧化铬的冰醋酸溶液等,酮在此条件下比较稳定,产率也较高,因此是比较有用的方法。

在实验室中,多用氧化环己醇,酸性重铬酸钠式最常用的氧化剂之一。

如:反应中,重铬酸盐在硫酸作用下先生成铬酸酐,在和醇发生氧化反应,因酮比较稳定不易进一步被氧化,故一般能得到较高的产率。

为防止因进一步氧化而发生断链,控制反应条件仍然十分重要。

实验步骤:在250ml圆底烧瓶内,放置60ml冰水,在搅拌下慢慢加入10ml浓硫酸,充分混匀,小心加入10g环己醇(10.5ml,0.1mo1)。

在上述混合液内插入一支温度计,将溶液冷至30℃以下。

在烧杯中将21g重铬酸钠(Na2Cr2O7·2H2O,0.035mo1)(或用重铬酸钾10.3g,0.035mol)溶解于6ml 水中。

取此溶液lml加入圆底烧瓶中,充分振摇,这时可观察到反应温度上升和反应液由橙红色变为墨绿色,表明氧化反应已经发生。

继续向圆底烧瓶中滴加剩余的重铬酸钠(或重铬酸钾)溶液,同时不断振摇烧瓶,控制滴加速度,保持烧瓶内反应液温度在55~60℃之间。

若超过此温度时立即在冰水浴中冷却。

滴加完毕,继续振摇反应瓶直至观察到温度自动下降1~2℃以上。

然后再加入少量的草酸(约需0.5g),使反应液完全变成墨绿色,以破坏过量的重铬酸盐。

在反应瓶内加入50ml水,再加几粒沸石,装成蒸馏装置(实际上是一种简化的水蒸气蒸馏装置),将环己酮与水一起蒸馏出来,环己酮与水能形成沸点为95℃的共沸混合物。

直至馏出液不再混浊后再多蒸约10ml (共收集馏液40~50m1),用食盐(需7~10g)饱和馏液后移入分液漏斗中,静置后分出有机层,用无水碳酸钾干燥,蒸馏,收集150~156℃馏分.产量6~6.5g,产率62%~67%)。

2.环己酮肟的合成[3]基本原理:醛,酮与羟胺,2,4-二硝基苯肼及胺基脲的加成缩合物都是好的结晶,具备固定熔点,因而常用来鉴别醛,酮。

这类化合物在稀酸作用下,能够水解为原来的醛,酮。

因而可利用这种反应来分离和提纯醛,酮。

环己酮肟的制备,在工业上较新的方法是用环己醇和氯及一氧化氮进行光化学反应,首先得到1-氯-1-亚硝基环己烷,然后进行还原反应,及得到环己酮肟。

本实验一环己酮和盐酸羟胺为原料制备环己酮肟。

反应式为:实验步骤:在250ml磨口锥形瓶中,将14g盐酸羟胺及20g结晶醋酸钠溶解在60ml水中,温热此溶液,使达到35~40℃。

每次2ml分批加入15ml环己酮,边加边振荡,此时即有固体析出。

加完后将混合物抽滤,固体用少量的水洗涤。

抽干后,在滤纸上进一步压干。

用红外灯干燥,得到产品为白色晶体,熔点为89~90℃。

己内酰胺的制备:在500ml烧杯中,加入10g环己酮肟和20ml 85%硫酸,玻璃棒搅拌使反应物混合均匀。

在烧杯中放置一只200℃的温度计,小心慢慢加热烧杯,当开始有气泡的时候,立即移去热源,此时发生强烈的放热反应,温度很快自行上升,反应在几秒钟内立即冷却完成。

稍冷却后,将此溶液倒入250ml三口瓶中。

三口瓶分别安装搅拌器、温度计和筒形滴液漏斗,在冰盐水中冷却。

当溶液温度下降至0~5℃时,不断的搅拌下小心滴入20%氢氧化铵溶液,控制温度在20℃以下,以免己内酰胺在温度较高时发生水解,直至溶液恰好对石蕊试纸呈碱性。

3.己内酰胺的合成:基本原理:脂肪族醛,酮和芳香族醛,酮与氨的衍生物在羟胺作用下生成肟,酮肟或醛肟在五氯化磷,硫酸,多聚磷酸,苯磺酰氯等酸性试剂作用下发生分子重排生成酰胺。

这种反应即为贝克曼重排。

不对称的酮肟或醛肟进行重排时,总是肟羟基反式位置的羟基迁移到N原子上,即为反式迁移。

在重排过程中,羟基的迁移与羟基的离去时用时发生的同步反应。

该反应是立体专一的。

贝克曼重排反映通常在醚溶液中进行。

通过贝克曼重排反应,鉴定生成的酰胺或酰胺的水解产物,可以知道酮肟的构型,因而可以知道原来的结构。

应用贝克曼重排可以合成一系列酰胺,尤其是环己酮肟重排为己内酰胺具有重要的工业意义。

己内酰胺开环聚合可以得到聚己内酰胺树脂,后者是一种优良的高分子材料。

实验步骤:烧杯中,加入5g环己酮肟和20ml 85%硫酸,玻璃棒搅拌使反应物混合均匀。

在烧杯中放置一只200℃的温度计,小心慢慢加热烧杯,当开始有气泡的时候,立即移去热源,此时发生强烈的放热反应,温度很快自行上升,反应在几秒钟内立即冷却完成。

稍冷却后,将此溶液倒入250ml三口瓶中。

三口瓶分别安装搅拌器、温度计和筒形滴液漏斗,在冰盐水中冷却。

当溶液温度下降至0~5℃时,不断的搅拌下小心滴入20%氢氧化铵溶液,控制温度在20℃以下,以免己内酰胺在温度较高时发生水解,直至溶液恰好对石蕊试纸呈碱性,粗产物倒入分液漏斗,分去水层。

有机层转入30ml 克氏蒸馏瓶,进行减压蒸馏,收集127~133℃/0,93kPa,137~140℃或140~144℃/1.87kPa的馏分。

镏出物在接收瓶中固化成无色结晶。

产量2-3克,产率40%-50%。

结果与讨论1.实验表征与讨论:物理性质比较:环己酮分子量98.14,沸点155.6℃,无色可燃液体,微溶于水,能与醇醚及其它有机溶剂混容。

环己酮肟的分子量113.14,熔点89-90.1℃,棱柱体白色晶体。

不溶于水,溶于乙醇和乙醚。

己内酰胺分子量113.16.熔点68.70℃,沸点160.19℃,白色粉末或结晶固体,有吸水性,溶于石油烃,乙醇,乙醚和氯代烃等。

红外光谱讨论:环己酮肟在2934-3189之间有吸收峰说明其化学式中含有-OH,在1655有吸收峰说明有C=N 。

4000.03600320028002400200018001600140012001000800600450.09.7152025303540455056.2cm-1EGY3194.253114.062859.681665.351492.521449.781318.561252.901225.521106.511050.57993.58962.59923.58900.35823.81796.56659.13567.88478.71环己酮肟红外光谱图影响产率及品质的因素:1. 制备环己酮肟,激烈摇动是没有使所有的小球碰裂,是反应进行的不完全,故生成环己酮肟的量减少。

2. 制备的环己酮的纯度不高。

3.氢氧化氨进行中和时,开始的速度过快,使反应突然升温,影响产率。

4.在实验过程中试剂的称量有一定的系统误差和偶然误差。

5.在实验过程中温度控制的不当。

6.在31℃时,环己酮在水中的溶解度为2.4g,即使用盐析,仍不可避免有少量的环己酮损失。

2.实验结论:白色粉末或结晶体,有油性手感,具有吸水性,易溶于水及乙醇,乙醚,丙酮,氯仿及苯等有机溶剂。

略带有有叔胺类化合物的气味。

3.试验感想:通过这次综合性实验我学到了很多东西,首先是对化学实验基本操作的深刻理解和掌握,进一步了解了一些化学物质的各种性质。

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