一种环己烷氧化的方法技术

本发明专利技术提供了一种环己烷氧化的方法，该方法在一种膜管反应器中进行，所述膜管反应器包括管状反应器和膜结构，所述管状反应器的出口端与所述膜结构密封连接，所述膜结构设置为允许所述管状反应器中的液体物料通过而不允许固体物料通过，该方法包括在氧化反应条件下，将含有环己烷、过氧化氢水溶液以及有机溶剂的液体进料从膜管反应器的进料口送入管状反应器中，与管状反应器中的钛硅分子筛进行接触，接触后的产物通过与所述管状反应器的出口端密封连接的膜结构进行固液分离，得到液体物料。采用本发明专利技术的方法，不需要成型催化剂而只需使用钛硅分子筛也可以实现连续的反应，大大加速了该氧化反应的速度，并且采用本发明专利技术的方法可以边反应边分离，有效降低了环己烷氧化后的分离成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
环己酮、环己醇作为重要的化工原料，广泛应用于纤维、合成橡胶、工业涂料、医药、农药、有机溶剂等各个领域。随着聚酰胺行业的迅速发展，作为制备尼龙6和尼龙66中间体的环己酮、环己醇，全世界每年的需求量都在200万吨以上。针对上述需求，国内外研究者一直致力于开发高效、无污染的环己酮(醇)生产工艺，研究者认为以过氧化氢为氧化剂，以钛硅分子筛为催化剂将环己烷氧化制备环己酮 (醇)的工艺符合绿色化学和原子经济发展理念的要求，是一种极具发展前景的绿色环己烷氧化工艺。钛硅分子筛催化氧化环己烷反应的影响因素很多，如钛硅分子筛本身的性质，氧化剂过氧化氢H2O2的性质，溶剂的选择，反应条件(如温度、原料配比、反应压力等)等等，研究者为了提高环己烷氧化过程中环己酮的选择性，主要致力于开发更加高效的钛硅分子筛催化剂(如石油化工科学研究院开发的具有MFI结构的空心钛硅分子筛HTS)，以及优化该过程中的反应条件来实现前述目标。虽然目前已有较多的钛硅分子筛催化氧化环己烷反应的研究，但大部分仅停留在实验室阶段的研究，仍无法实现连续化工业生产。究其原因要么是对设备的要求过于苛刻，要么是能耗高、但产率低、分离困难等。因此，如何开发一套适用于工业连续化生产的钛硅分子筛催化氧化环己烷反应的工艺将是日后关于钛硅分子筛/H2O2体系内环己烷氧化反应的研究的重点努力方向。而开发适用于工业连续化生产的钛硅分子筛催化氧化环己烷反应的工艺的重中 之重也在于开发新型的适用于该反应连续进行的设备。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供一种适用于工业应用的环己烷氧化的方法。钛硅分子筛/H2O2体系内的环己烷氧化反应存在固液两相，一般而言，间歇反应均采用的是钛硅分子筛作为催化剂，因此，在间歇反应体系，反应物料、反应产物与催化剂的混合物呈淤浆状态，在反应完成后通过过滤将固液两相分离，并可以通过蒸馏等分离手段将反应物料与反应产物分离开，即对于间歇反应，只能通过手动操作将固液进行分离；连续反应虽然不存在上述的固液分离困难的问题，但目前要实现连续反应一般可以在固定床中进行反应，而众所周知，在固定床中，必须将催化剂进行成型才能进行反应，这就存在一个很大的问题，成型催化剂不仅需要费时费力将钛硅分子筛进行成型，而且成型后的催化剂因为存在大量的胶黏剂，大大减慢了其催化的速度，因此在工业中要获得高的转化率需要较长的时间，基于现有技术无论是间歇反应还是连续反应均存在上述种种的缺陷，本专利技术的专利技术人试图设想是否能提出一种无需采用成型催化剂也可以实现反应连续的进行，并且在反应的同时能够实现更有效的固液分离的工艺。基于这种设想制造了本专利技术。为了实现上述目的，本专利技术提供了，该方法在一种膜管反应器(如图I所示)中进行，所述膜管反应器包括管状反应器和膜结构，所述管状反应器的出口端与所述膜结构密封连接，所述膜结构设置为允许所述管状反应器中的液体物料通过而不允许固体物料通过，该方法包括在氧化反应条件下，将含有环己烷、过氧化氢水溶液以及有机溶剂的液体进料从膜管反应器的进料口送入管状反应器中，与管状反应器中的钛硅分子筛进行接触，接触后的产物通过与所述管状反应器的出口端密封连接的膜结构进行固液分离，得到液体物料。采用本专利技术的方法进行钛硅分子筛/H2O2体系内的环己烷的氧化反应，不需要成型催化剂而只需使用钛硅分子筛就可以实现连续的反应，这无疑大大加速了该氧化反应的速度，并且采用本专利技术的方法可以边反应边分离，大大降低了环己烷氧化后的分离成本，由此可见，本专利技术的方法非常适用于钛硅分子筛/H2O2体系内的环己烷氧化反应的工业化生 产。附图说明图I为根据本专利技术的一种具体的实施方式所采用的设备的示意图。具体实施例方式下面结合附图进一步详细说明本专利技术提供的方法。本专利技术提供了，该方法在一种膜管反应器(如图I所示)中进行，所述膜管反应器包括管状反应器I和膜结构2，所述管状反应器I的出口端与所述膜结构2密封连接，所述膜结构2设置为允许所述管状反应器I中的液体物料通过而不允许固体物料通过，该方法包括在氧化反应条件下，将含有环己烷、过氧化氢水溶液以及有机溶剂的液体进料从膜管反应器的进料口送入管状反应器I中，与管状反应器I中的钛硅分子筛进行接触，接触后的产物通过与所述管状反应器I的出口端密封连接的膜结构2进行固液分离，得到液体物料。本专利技术的方法可以连续反应也可以间歇反应，而工业应用过程中通常是在连续反应的条件下进行，因此，优选情况下，本专利技术的方法采用连续反应。根据本专利技术的方法，只要所述膜管反应器的出口端与所述膜结构2密封连接即可实现本专利技术的目的，但优选情况下，所述设备包括两个所述膜结构2，管状反应器I的两端分别与一个所述膜结构2密封连接，由此该管状反应器I可以为卧式反应器，也可以为立式反应器，且为立式反应器时，可以采用反应物料上流方式或下流方式进料，优选物料上流方式进料。根据本专利技术，本专利技术对所述膜结构的各种参数无特殊要求，只要保证所述管状反应器I的出口端与所述膜结构2密封连接，所述膜结构2设置为允许所述管状反应器I中的液体物料通过而不允许固体物料通过即可。一般而言，具有上述功能的膜结构可以为过滤膜或膜管，所述过滤膜或膜管均可以按照现有技术进行制造，只要设置的膜结构的参数符合本专利技术的要求即可，并且所述具有上述功能的膜结构的重要参数孔径也可以根据具体所采用的催化剂钛硅分子筛颗粒的大小来进行选择，一般而言所述膜结构2的孔径为5-500nm，优选为10_100nm。当所述膜结构为膜管时，该膜管可以为完全位于管状反应器I的出口端的内部，也可以使膜管的一端与管状反应器I密封连接，另一端伸出管状反应器I的外部。本专利技术对所述密封连接的方法无特殊要求，可以参照现有技术进行，在此不再赘述。根据本专利技术的设备，为了使本专利技术的设备更加适用于工业化应用，所述管状反应器I分成至少两段，相邻两段之间通过隔膜3隔开，该隔膜3设置为允许所述管状反应器I中的液体物料通过而不允许固体物料通过。根据本专利技术，本专利技术对所述隔膜3的材料无特殊要求，只要能够满足本专利技术的前述要求即可，并且本专利技术的专利技术人认为，基于本专利技术的上述描述，本领域技术人员能够实际 情况的需要进行选择隔膜，如可以将隔膜设置为具有相同的孔径，也可以依据具体的生产需要，将隔膜设置为不同的孔径。根据本专利技术，优选情况下，所述管状反应器I可以分成2-50段，每段的长度可以设置为O. 2-5m。相邻两段之间可以为直接接触，也可以根据工厂场所需要，为便于设备安装与生产操作，相邻两段之间也可以存在间隔，本领域技术人员对此均能知悉，在此不再赘述。根据本专利技术，为保证膜结构2和隔膜3不被钛硅分子筛催化剂堵塞，优选情况下，所述膜管反应器还包括反冲装置(图中未示出)，所述反冲装置用于提供对所述膜结构2和隔膜3进行反冲洗的气体物流或液体物流。本专利技术对所述反冲装置无特殊要求，只要可以实现用于提供对所述膜结构2和隔膜3进行反冲洗的气体物流或液体物流从而实现对所述膜结构2和隔膜3进行反冲洗即可。根据本专利技术，所述气体物流或液体物流的流量可以根据液时空速、催化剂粒径及催化剂浓度等因素进行选择，并且气体物流或液体物流的流量可以根据实际情况进行手动或自动调节，本领域技术人员对此均能知悉，在此不再赘述。根据本专利技术，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环己烷氧化的方法，其特征在于，该方法在一种膜管反应器中进行，所述膜管反应器包括管状反应器(1)和膜结构(2)，所述管状反应器(1)的出口端与所述膜结构(2)密封连接，所述膜结构(2)设置为允许所述管状反应器(1)中的液体物料通过而不允许固体物料通过，该方法包括在氧化反应条件下，将含有环己烷、过氧化氢水溶液以及有机溶剂的液体进料从膜管反应器的进料口送入管状反应器(1)中，与管状反应器(1)中的钛硅分子筛进行接触，接触后的产物通过与所述管状反应器(1)的出口端密封连接的膜结构(2)进行固液分离，得到液体物料。

【技术特征摘要】
1.一种环己烷氧化的方法，其特征在于，该方法在一种膜管反应器中进行，所述膜管反应器包括管状反应器(I)和膜结构(2)，所述管状反应器(I)的出口端与所述膜结构(2)密封连接，所述膜结构(2)设置为允许所述管状反应器(I)中的液体物料通过而不允许固体物料通过，该方法包括在氧化反应条件下，将含有环己烷、过氧化氢水溶液以及有机溶剂的液体进料从膜管反应器的进料口送入管状反应器(I)中，与管状反应器(I)中的钛硅分子筛进行接触，接触后的产物通过与所述管状反应器(I)的出口端密封连接的膜结构(2)进行固液分离，得到液体物料。2.根据权利要求I所述的方法，其中，所述膜管反应器包括两个所述膜结构(2)，管状反应器(I)的两端分别与一个所述膜结构(2)密封连接。3.根据权利要求I所述的方法，其中，所述膜结构(2)的孔径为5-500nm。4.根据权利要求I所述的方法，其中，所述膜结构(2)为过滤膜或膜管。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述管状反应器(I)分成至少两段，相邻两段之间通过隔膜⑶隔开，该隔膜⑶设置为允许所述管状反应器⑴中的液体物料通过而不允许固体物料通过。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述管状反应器(I)分成2-50段，每段的长度为0.2_5m。7.根据权利要求I所述的方法，其中，所述膜管反应器还包括反冲装置，所述反冲装置用于提供对所述膜结构(2)和隔膜(3)进行反冲洗的气体物流或液体物流。8.根据权利要求7所述的方法，所述气体物流为惰性气体，所述液体物流为环己烷、所述有机溶剂或所述液体物料。9.根据权利要求I所述的方法，其中，该方法还包括将所述液体物料进行精馏，得到分离后的反应物料和反应产物，并将该分离后的反应物料从膜管反应器的进料口送入管状反应器(I)中循环使用。10.根据权利要求I所述的方法，其中，所述氧化反应的条件包括环己烷、过氧化氢、水和有机溶剂的质量比为I 0.003-1 0.001-5 0. 5-30，接触的温度为30-150°C、压力为0. 01-2MPa...

【专利技术属性】
技术研发人员：何嘉勇，屈铠甲，林民，蒋卫和，杨浴，舒兴田，汪燮卿，
申请(专利权)人：岳阳昌德化工实业有限公司，
类型：发明
国别省市：