固体超强酸催化水解1,2-环氧环已烷制备反式-1,2-环已二醇的研究

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“固体超强酸催化水解1,2-环氧环己烷制备反式-1,2-环己二醇的研究”是河南省杰出人才创新基金资助项目内容之一。本课题结合中国平顶山神马集团尼龙66盐有限责任公司的生产实际,研究了以环己烯为原料,在制备出衍生物产品1,2-环氧环己烷的基础上,水解制备反式-1,2-环己二醇的反应过程,探索开发了适合于此水解反应的固体超强酸催化剂,替代了实际中应用的液体酸催化剂,同时对制备的固体超强酸进行了物理性能表征;筛选出了水解反应的较佳工艺路线,该工艺操作简单,是一种对环境友好的绿色工艺。并根据工厂生产实际要求,测定了常压下1,2-二氯乙烷+1,2-环氧环己烷二元体系的汽液平衡数据,为1,2-环氧环己烷的工业化生产提供了必需的基础数据。采用正交试验法和单因素实验法,考察了不同类型的固体超强酸在水解反应中的催化性能,确定了适合水解反应的SO42-/TiO2型固体超强酸催化剂较佳的制备条件:酸浸液浓度1.00mol/L,干燥温度100℃,焙烧温度450-500℃,焙烧时间2h。对以1,2-环氧环己烷为原料,水解制备反式-1,2-环己二醇的反应条件进行了系统的研究,确定出的较佳的水解条件为:催化剂种类为SO42-/TiO2型固体超强酸,催化剂用量0.35%,反应温度(50±2)℃,反应时间45min,n(C6H10O):n(H2O)=1:30。在此工艺条件下,目的产物反式-1,2-环己二醇的平均收率达到89.64%。为了提纯环氧环己烷和生产过程中所使用的回收溶剂,为工业化生产环氧环己烷提供设计精馏塔必需的热力学相平衡数据。本文测定了常压下1,2-二氯乙烷(1)+1,2-环氧环己烷(2)的二元物系的汽液平衡数据,用热力学的观点进行热力学一致性检验。并用Wilson方程关联了常压下的1,2-二氯乙烷+1,2-环氧环己烷二元体系的汽液平衡数据,推算得到了平衡时的汽液相组成,同时获得了常压下Wilson方程的参数。由方程的关联精度可以发现,对于本体系,运用Wilson方程推算的平均相对误差为6.05%,可用于1,2-二氯乙烷+1,2-环氧环己烷二元体系的汽液平衡数据的关联,效果令人满意。通过比较乙醇+水体系实验值与文献值,验证了利用改进的ROSE釜测定汽液平衡数据的准确性。
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