專利名稱：一種離子液體催化環(huán)己烯直接水合制環(huán)己醇的新方法及裝置的制作方法
一種離子液體催化環(huán)己烯直接水合制環(huán)己醇的新方法及裝技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于環(huán)己醇生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種離子液體催化環(huán)己烯直接水合制環(huán)己醇的新方法。
背景技術(shù)：
環(huán)己醇是生產(chǎn)己二酸、己內(nèi)酰胺及醫(yī)藥、涂料、染料等重要化工產(chǎn)品的中間原料。 目前環(huán)己醇的生產(chǎn)方法主要有環(huán)己烷氧化法、苯酚加氫法、環(huán)己烯直接水合法等，其中環(huán)己烯直接水合法制備環(huán)己醇是一種經(jīng)濟(jì)安全的綠色工藝，與其它生產(chǎn)方法相比，在原料消耗、 體系安全性、產(chǎn)物選擇性、工序復(fù)雜性及生產(chǎn)成本等方面都具有明顯的優(yōu)勢(shì)，已成為制備環(huán)己醇最有前景的一種方法。日本旭化成化學(xué)公司早在1983年就申請(qǐng)了固體酸分子篩催化環(huán)己烯水合工藝專利(見JP83209150和JP60104031A)，并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。但目前環(huán)己烯直接水合工藝本身仍存在反應(yīng)速率較低的缺陷，主要由于環(huán)己烯水合反應(yīng)是兩互不相溶的水 /有機(jī)相兩相催化反應(yīng)，因此環(huán)己烯在水中的溶解度和傳質(zhì)過(guò)程成為制約水合反應(yīng)進(jìn)行的瓶頸。為促進(jìn)環(huán)己烯水合反應(yīng)的進(jìn)行，進(jìn)而提高產(chǎn)物環(huán)己醇的收率，人們主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了嘗試一是在反應(yīng)體系中加入大量的有機(jī)共溶劑來(lái)提高環(huán)己烯在水中的溶解度，從而促進(jìn)環(huán)己烯水合反應(yīng)的進(jìn)行，但使用共溶劑不可避免的增加后續(xù)的生產(chǎn)工序，而且容易造成環(huán)境污染。
二是相界面催化反應(yīng)體系的開發(fā)，人們已嘗試制備了具有兩親性質(zhì)的沸石分子篩構(gòu)成的相界面催化反應(yīng)體系，較大地促進(jìn)了環(huán)己烯水合反應(yīng)速率，取得了一定的催化效果， 同時(shí)也避免了有機(jī)共溶劑的加入所帶來(lái)的問(wèn)題，但該方法僅局限在固體酸分子篩的改性上，并且消耗大量的改性劑。
三是為克服環(huán)己烯在水中溶解度低及傳質(zhì)過(guò)程的限制，化工強(qiáng)化技術(shù)也被引入到環(huán)己烯水合反應(yīng)過(guò)程中，如反應(yīng)精餾技術(shù)、超聲技術(shù)等。
綜上所述，環(huán)己醇生產(chǎn)迫切需要能夠有效提高環(huán)己烯水合反應(yīng)速率，降低生產(chǎn)成本，工業(yè)界希望對(duì)環(huán)己烯水合反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行強(qiáng)化并且要求工藝具有清潔生產(chǎn)的特性。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種離子液體催化環(huán)己烯直接水合制環(huán)己醇的新方法，該方法以具有親油性能又具有親水性能的雜多酸型離子液體作為催化劑，并結(jié)合強(qiáng)化噴射混合技術(shù)，共同促進(jìn)環(huán)己烯水合反應(yīng)，提高了環(huán)己醇的收率。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種離子液體催化環(huán)己烯直接水合制環(huán)己醇的新方法，其包括如下步驟將溫度在 80 - 150°C的環(huán)己烯和水混合后經(jīng)噴射器送入反應(yīng)釜中(反應(yīng)釜預(yù)先用惰性氣體置換，以除去其內(nèi)的空氣)，與反應(yīng)釜內(nèi)的雜多酸型離子液體催化劑噴射接觸，循環(huán)反應(yīng)I 一 8小時(shí)(反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)液溫度仍保持在80 - 150°C)，冷卻至室溫，反應(yīng)液靜置分層，取上層產(chǎn)品，經(jīng)精餾后得環(huán)己醇；所述雜多酸型離子液體催化劑為烷基咪唑雜多酸鹽或雜多酸聚醚尚子液體，用量為環(huán)己烯和水總重量的I 一 15% ;所述環(huán)己烯與水的體積比為I :1 一 3。
具體的，所述燒基咪唑雜多酸鹽的結(jié)構(gòu)如下所示，其中R=CnH2lrt ；n=4,6或8 ；B= H3PW12O40, H3PMo12O40 或 H4SiW12O40 ；
權(quán)利要求
1.一種離子液體催化環(huán)己烯直接水合制環(huán)己醇的新方法，其特征在于，包括如下步將溫度在80 - 150°C的環(huán)己烯和水混合后經(jīng)噴射器送入反應(yīng)釜中，與反應(yīng)釜內(nèi)的雜多酸型離子液體催化劑噴射接觸，循環(huán)反應(yīng)I 一 8小時(shí)，冷卻至室溫，反應(yīng)液靜置分層，取上層產(chǎn)品，經(jīng)精餾后得環(huán)己醇；所述雜多酸型離子液體催化劑為烷基咪唑雜多酸鹽或雜多酸聚醚尚子液體，用量為環(huán)己烯和水總重量的I 一 15% ;所述環(huán)己烯與水的體積比為I :1 一 3。
2.如權(quán)利要求I所述離子液體催化環(huán)己烯直接水合制環(huán)己醇的新方法，其特征在于， 所述烷基咪唑雜多酸鹽的結(jié)構(gòu)如下所示，其中R=CnH2n+1，n=4，6或8 ；B= H3Pff12O40, H3PMo12O40 或 H4SiW12O40 ；
3.如權(quán)利要求2所述離子液體催化環(huán)己烯直接水合制環(huán)己醇的新方法，其特征在于， 所述溴代烷烴為溴代正丁烷、溴代正己烷、溴代異丁烷或溴代正辛烷；所述雜多酸水溶液是由O. 01 — O. Imol的雜多酸溶于100 — 300ml的水中制得；所述烷基咪唑溴鹽加入到雜多酸水溶液中的用量為O. 03 - O. 08mol。
4.如權(quán)利要求I所述離子液體催化環(huán)己烯直接水合制環(huán)己醇的新方法，其特征在于，所述雜多酸聚醚離子液體的結(jié)構(gòu)如下，其中n=2，4或8 ;B= H3Pff12O40, H3PMo12O40或 H4Siff12O40 ；
5.如權(quán)利要求4所述離子液體催化環(huán)己烯直接水合制環(huán)己醇的新方法，其特征在于，(CH2CH2O)nH步驟I)中所述二氯亞砜苯混合液是由O. 02 - O. 2mol 二氯亞砜溶于10 — 30ml苯中而得。
6.如權(quán)利要求I所述離子液體催化環(huán)己烯直接水合制環(huán)己醇的新方法，其特征在于， 包括如下步驟將溫度在100 - 130°C的環(huán)己烯和水混合后經(jīng)噴射器送入反應(yīng)釜中，與反應(yīng)釜內(nèi)的雜多酸型離子液體催化劑噴射接觸，循環(huán)反應(yīng)2 - 6小時(shí)，冷卻至室溫，反應(yīng)液靜置分層，取上層產(chǎn)品，經(jīng)精餾后得環(huán)己醇；所述雜多酸型離子液體催化劑為烷基咪唑雜多酸鹽或雜多酸聚醚尚子液體，用量為環(huán)己烯和水總重量的5 — 10% ;所述環(huán)己烯與水的體積比為 1:1 — 2。
7.如權(quán)利要求I所述離子液體催化環(huán)己烯直接水合制環(huán)己醇的新方法，其特征在于， 所述雜多酸型離子液體催化劑經(jīng)脫水干燥后再生重復(fù)利用。
8.一種用于權(quán)利要求I至7任一所述離子液體催化環(huán)己烯直接水合制環(huán)己醇的反應(yīng)裝置，其特征在于，包括反應(yīng)釜，該反應(yīng)釜的上端設(shè)有噴射器，所述噴射器的進(jìn)口與反應(yīng)釜下端出口之間設(shè)有第一換熱器、第一流量計(jì)和第一離心泵。
9.如權(quán)利要求8所述用于離子液體催化環(huán)己烯直接水合制環(huán)己醇的反應(yīng)裝置，其特征在于，所述噴射器的進(jìn)口還設(shè)有兩個(gè)支路，其中一個(gè)支路上順次設(shè)有第二換熱器、第二流量計(jì)、第二離心泵和原料罐；另一個(gè)支路上順次設(shè)有第三換熱器、第三流量計(jì)、第三離心泵和水罐。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種離子液體催化環(huán)己烯直接水合制環(huán)己醇的新方法，其包括如下步驟將溫度在80－150℃的環(huán)己烯和水混合后經(jīng)噴射器轉(zhuǎn)入反應(yīng)釜中，與反應(yīng)釜內(nèi)的雜多酸型離子液體催化劑噴射接觸，循環(huán)反應(yīng)1－8小時(shí)，冷卻至室溫，反應(yīng)液靜置分層，取上層產(chǎn)品，經(jīng)精餾后得環(huán)己醇；所述雜多酸型離子液體催化劑為烷基咪唑雜多酸鹽或雜多酸聚醚離子液體，用量為環(huán)己烯和水總重量的1－15%；所述環(huán)己烯與水的體積比為11－3。該方法以具有親油性能又具有親水性能的雜多酸型離子液體作為催化劑，并結(jié)合強(qiáng)化噴射混合技術(shù)，共同促進(jìn)環(huán)己烯水合反應(yīng)，提高了環(huán)己醇的收率。
文檔編號(hào)C07C35/08GK102911017SQ20121046303
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者劉勇, 趙俊偉, 楊浩, 李西營(yíng), 高麗, 喬聰震, 毛立群 申請(qǐng)人:河南大學(xué)