己內(nèi)酰胺的合成工藝優(yōu)化【畢業(yè)論文】

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p>　　己內(nèi)酰胺的合成工藝優(yōu)化</p><p><b>　　專業(yè)：應用化學</b></p><p>　　摘 要：本文介紹了己內(nèi)酰胺的應用、發(fā)展狀況及合成方法，著

2、重闡述了實驗室合成己內(nèi)酰胺的原理及方法。論文以環(huán)己酮為原料，首先合成環(huán)己酮肟，再以85%的濃硫酸為催化劑，經(jīng)貝克曼重排合成己內(nèi)酰胺，并通過對投料比、反應溫度、催化劑濃度等方面的研究，探討了己內(nèi)酰胺的合成工藝，確定了合理的合成工藝條件，主要分為兩部分，環(huán)己酮肟的制備是以環(huán)己酮/羥胺鹽酸鹽的摩爾比為2/3左右，反應溫度為35 ℃-40 ℃，以每次2 mL環(huán)己酮的投料進行反應為最合理；己內(nèi)酰胺的制備是以反應溫度為115 ℃-120 ℃，催化劑

3、濃度以75%的濃硫酸最為合理。</p><p>　　關鍵詞：己內(nèi)酰胺；環(huán)己酮肟；貝克曼重排；優(yōu)化</p><p>　　Optimization of synthesis technology of Caprolactam</p><p>　　Abstract: The paper had described the application of caprolacta

4、m, and the development of its synthetic methods, focusing on the laboratory synthesis of caprolactam and reation mechanism. The caprolactam was synthesized with cyclohexanone as raw material. Firstly, cyclohexanone oxime

5、 was prepared. Secondly, the purpose compound was synthesed with 85% of concentrated sulfuric acid as catalyst by beckmann rearrangement. And then the reasomable conditions was studied by the research to the feed rati<

6、;/p><p>　　Keywords: Caprolactam; Cyclohexanone-oxime; Beckmann rearrangement; Optimization</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1引言…………………………………………………………………………………………1</p>&l

7、t;p>　　1.1己內(nèi)酰胺的簡介…………………………………………………………………………1</p><p>　　1.1.1國內(nèi)發(fā)展趨勢…………………………………………………………………1</p><p>　　1.1.2世界發(fā)展趨勢…………………………………………………………………2</p><p>　　1.2 合成路線………………………………………………………

8、……………………… …3</p><p>　　1.2.1環(huán)己酮-羥胺法…………………………………………………………………3</p><p>　　1.2.2甲苯法……………………………………………………………………………3</p><p>　　1.2.3環(huán)己烷光亞硝化法………………………………………………………………3</p><p>　　1.

9、2.4氨肟化法……………………………………………………………………4</p><p>　　2實驗部分 ……………………………………………………………………………………4</p><p>　　2.1 實驗儀器及藥品試劑………………………………………………………………… …4</p><p>　　2.2 實驗原理……………………………………………………………………………

10、… …5</p><p>　　2.3 實驗步驟…… ……………………………………………………………………………5</p><p>　　2.3.1 環(huán)己酮肟的制備…………………………………………………………………5</p><p>　　2.3.2 己內(nèi)酰胺的制備…………………………………………………………………5</p><p>　　3 實驗結

11、果與討論………………………………………………………………………… …6</p><p>　　3.1環(huán)己酮肟制備的優(yōu)化 ……………………………………………………………………6</p><p>　　3.1.1 反應溫度的探究 …………………………………………………………………6</p><p>　　3.1.2 環(huán)己酮與羥胺鹽酸鹽的探究 ……………………………………………

12、………6</p><p>　　3.1.3 環(huán)己酮加入方式的探究 …………………………………………………………7</p><p>　　3.2 己內(nèi)酰胺合成的優(yōu)化 ……………………………………………………………… …8</p><p>　　3.2.1 反應溫度的探究 …………………………………………………………………8</p><p>　　3.

13、2.2 催化劑濃度對反應的影響 ………………………………………………………8</p><p>　　4 結論……………………………………………………………………………………… …9</p><p>　　5 展望……………………………………………………………………………………… …9</p><p>　　參考文獻 ………………………………………………………… ……………

14、………… …9</p><p>　　致謝 ……………………………………………………………………………………… …11</p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　1.1己內(nèi)酰胺的簡介</p><p>　　己內(nèi)酰胺（ε-己內(nèi)酰胺）英文名稱：Caprolactam; CPL, IUPAC名：Azepan

15、 -2-one, CAS號：105-60-2，分子式：C6H11NO;NH(CH2)5CO，分子量：113.18， 常溫下狀態(tài)是白色晶體,蒸汽壓0.67 kPa/122 °C，閃點125 °C，熔點68 °C～70 °C，沸點270 °C，溶于水，溶于乙醇、乙醚、氯仿等多數(shù)有機溶劑,相對密度(水=1)1.05(70%水溶液)，穩(wěn)定。己內(nèi)酰胺在液態(tài)下為無色，在固態(tài)下為白色(片狀)，手觸有潤

16、滑感，并有特殊的氣味，具有吸濕性，易溶于水和苯等，受熱起聚合反應，遇火能燃燒。</p><p>　　己內(nèi)酰胺主要用于生產(chǎn)聚酰胺-6(尼龍-6)。ε-己內(nèi)酰胺是一種重要的工業(yè)原料，可用來制取己內(nèi)酰胺樹脂、己內(nèi)酰胺纖維和人造革等，也用作醫(yī)藥原料[1]。我國己內(nèi)酰胺的主要用途是生產(chǎn)錦綸6和工程塑料用尼龍6樹脂。目前生產(chǎn)錦綸6的消費量約占己內(nèi)酰胺總消費量的60%。</p><p>　　工業(yè)上，主要

17、以環(huán)己烷氧化法或苯酚法生產(chǎn)ε-己內(nèi)酰胺。實驗室合成ε-己內(nèi)酰胺已有不少報導其方法雖有不同，但都是以環(huán)已酮為原料 , 首先合成環(huán)己酮肟，然后經(jīng)貝克曼重排合成ε-己內(nèi)酰胺。</p><p>　　1.1.1國內(nèi)發(fā)展趨勢</p><p>　　己內(nèi)酰胺是化纖和工程塑料的重要原料 ,產(chǎn)品與國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活息息相關 ,隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的逐步提高 ,對己內(nèi)酰胺產(chǎn)品的需求日益增長

18、 ,國產(chǎn)己內(nèi)酰胺只能滿足1 /3的需求量 ,己內(nèi)酰胺被列為國家鼓勵發(fā)展的產(chǎn)品。</p><p>　　近些年來國內(nèi)工程塑料行業(yè)發(fā)展迅猛，對己內(nèi)酰胺的需求旺盛，預計到2012年，我國對己內(nèi)酰胺的總需求量將達到約100.0萬噸。而屆時的生產(chǎn)能力最多只有約67.5萬噸，即使裝置滿負荷運轉，也將有約32.5萬噸/年的缺口，仍需要依靠進口來解決，己內(nèi)酰胺在我國的開發(fā)利用前景廣闊。</p><p>　　

19、表1-1 近幾年來我國己內(nèi)酰胺需求量進出口統(tǒng)計</p><p>　　表2-2 我國國內(nèi)主要廠家己內(nèi)酰胺的產(chǎn)量</p><p>　　可以看出多年來產(chǎn)品對外依存度一直很高，國內(nèi)己內(nèi)酰胺缺口量很大，我國自行生產(chǎn)己內(nèi)酰胺的產(chǎn)量遠遠不能供應對己內(nèi)酰胺的需求，仍有很大的一部分需要靠外國進口。巨大的市場缺口，給國內(nèi)企業(yè)帶來無限商機。但是己內(nèi)酰胺產(chǎn)業(yè)是一個技術、資金密集的行業(yè)，因此突破國外公司的技術封鎖，

20、創(chuàng)建有知識產(chǎn)權的環(huán)境友好型企業(yè)是中國國內(nèi)己內(nèi)酰胺產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路[2]。</p><p>　　1.1.2世界發(fā)展趨勢[3]</p><p>　　目前，世界上己內(nèi)酰胺主要用于生產(chǎn)尼龍6纖維和尼龍6樹脂及薄膜，其中尼龍6纖維對己內(nèi)酰胺的需求量為230.8萬噸/年，占總需求量的60.93%；尼龍6樹脂及薄膜對己內(nèi)酰胺的需求量為136.9萬噸/年，占總需求量的36.14%；其他方面（包括 cas

21、t 尼龍等）的需求量為11.1萬噸/年，占總需求量的2.93%。</p><p>　　在今后幾年，全球己內(nèi)酰胺的生產(chǎn)能力仍有增長的空間，新建或擴建計劃主要集中在亞洲的中國、印度、泰國以及中東歐地區(qū)的俄羅斯和波蘭地區(qū)。北美及西歐地區(qū)因為受下游需求增長遲緩的影響，而出現(xiàn)裝置生產(chǎn)能力大規(guī)模新建或擴建較少情況。今后幾年世界己內(nèi)酰胺主要新建或擴建情況見表2-3所示。</p><p>　　表2-3今后

22、幾年世界己內(nèi)酰胺的新建或擴建情況（萬噸/年）</p><p>　　隨著世界己內(nèi)酰胺生產(chǎn)技術不斷開發(fā)和工業(yè)化，世界己內(nèi)酰胺的產(chǎn)能格局和市場供求關系將發(fā)生大的變化。預計到2013年,全世界己內(nèi)酰胺的總生產(chǎn)能力將超過560.0萬噸，而亞洲地區(qū)擴能是拉動全球能力增長的主要因素，新增產(chǎn)能將超過80.0萬噸，今后世界己內(nèi)酰胺的發(fā)展亦將轉向以亞洲為中心。俄羅斯、韓國、泰國、印度等國家和地區(qū)己內(nèi)酰胺的不斷增加，促使原來出口到這

23、些地區(qū)的己內(nèi)酰胺轉向中國和其他亞洲市場，使得亞洲己內(nèi)酰胺市場的競爭更加激烈。</p><p><b>　　1.2合成路線</b></p><p>　　關于己內(nèi)酰胺的合成方法，文獻報道主要分為以下幾大種。</p><p>　　1.2.1環(huán)己酮-羥胺法</p><p>　　環(huán)己酮-羥胺法是通過環(huán)己酮與羥胺反應生成環(huán)己酮肟，環(huán)

24、己酮肟在發(fā)煙硫酸存在下進行貝克曼轉位反應得到轉位產(chǎn)物，轉位產(chǎn)物經(jīng)中和、分離、萃取等精制、提純工序后得到己內(nèi)酰胺。以沸石為催化劑，通過環(huán)己酮肟發(fā)生貝克曼重排制備己內(nèi)酰胺的方法是工業(yè)生產(chǎn)己內(nèi)酰胺的重要途徑。目前生產(chǎn)己內(nèi)酰胺的工廠主要采用兩種途徑：液相貝克曼重排和氣相貝克曼重排。氣相重排工藝是目前的研究熱點，其具有成本低且無硫酸銨生成，可以采用芳烴以外的原料，對環(huán)境污染小的特點；但需要采用新設備，反應過程復雜，且需要價格昂貴的催化劑，前期資金

25、投入大，如DuPont公司與BASF公司共同開發(fā)的丁二烯/甲烷工藝、DuPont公司與DSM公司共同開發(fā)的丁二烯/一氧化碳工藝等.所以目前世界上采用經(jīng)過技術改進的液相重排工藝生產(chǎn)的己內(nèi)酰胺仍占絕對地位[4]。 </p><p><b>　　1.2.2甲苯法</b></p><p>　　意大利SNIA公司開發(fā)的SNIA工藝是唯一以甲苯為主要原料生產(chǎn)己內(nèi)酰胺的工藝。本法

26、以甲苯為原料氧化生成苯甲酸，苯甲酸加氫得六氫苯甲酸；用含游離SO3大于3%的發(fā)煙硫酸吸收由氨氧化的亞硝氣制備亞硝基硫酸；亞硝基硫酸吸收六氫苯甲酸，在發(fā)煙硫酸的作用下反應制得粗己內(nèi)酰胺；粗己內(nèi)酰胺經(jīng)二段萃取及氧化處理、蒸發(fā)得到成品己內(nèi)酰胺。</p><p>　　甲苯法的技術特點是生產(chǎn)流程短，但精制步驟多，硫銨副產(chǎn)量很高，裝置投產(chǎn)初期存在貴金屬催化劑消耗量太大等諸多問題，企業(yè)嚴重虧損經(jīng)濟性不佳，有較大的局限性，在意大

27、利的裝置已經(jīng)停產(chǎn)，僅有我國石家莊化纖有限公司尚在運行[5]。</p><p>　　1.2.3環(huán)己烷光亞硝化法</p><p>　　該法是利用氯化亞硝酰具有極易光解離的性質(zhì),在光的照射下以環(huán)己烷為原料，在亞硝酰氯和氯化氫存在下使其轉化為環(huán)己酮肟，再與發(fā)煙硫酸進行貝克曼重排生成己內(nèi)酰胺粗品，精制后得產(chǎn)品。</p><p>　　環(huán)己烷光亞硝化法工藝特點是省去了環(huán)己酮、羥胺

28、、肟化裝置使投資的費用降低，流程縮短；但反應器難以設計，耗電量大，物料腐蝕性強等而使發(fā)展受到限制[6]。</p><p><b>　　1.2.4氨肟化法</b></p><p>　　該法是以環(huán)己烷為原料，在催化劑作用下，與氨、雙氧水反應，環(huán)己酮直接得到環(huán)己酮肟。反應混合物環(huán)己酮肟、甲醇、氮氣在高溫下通過分子篩，環(huán)己酮肟轉化為己內(nèi)酰胺，或經(jīng)液相貝克曼重排得到粗己內(nèi)酰胺。

29、精制得產(chǎn)品。</p><p>　　氨肟化法工藝特點是工藝流程較短；能耗較低；三廢排放量?。粵]有副產(chǎn)品硫銨生成不需貴金屬作催化劑，能有效地降低生產(chǎn)成本；產(chǎn)品質(zhì)量一般[7，8，9，10]。</p><p><b>　　2實驗部分</b></p><p>　　2.1實驗儀器及藥品試劑</p><p>　　表2-1 實驗儀器設備

30、一覽表</p><p>　　除以上電子儀器外還需儀器有：600 ml燒杯，250 °C溫度計，玻璃棒，橡皮圈，橡皮塞，250 ml錐形瓶，250 ml三口燒瓶，恒壓滴液漏斗，冷凝管，圓底燒瓶，10 ml量筒，50 ml量筒，100 ml量筒，分液漏斗。</p><p>　　表2-2 實驗試劑藥品一覽表</p><p><b>　　2.2實驗原理&

31、lt;/b></p><p>　　肟在酸（如硫酸、五氯化磷）作用下，發(fā)生分子內(nèi)重排生成酰胺的反應稱為貝克曼重排。環(huán)己酮與羥胺反應生成環(huán)己酮肟，然后在濃硫酸作用下經(jīng)貝克曼重排得到己內(nèi)酰胺[11]：</p><p><b>　　Scheme 1</b></p><p><b>　　2.3實驗步驟</b></p>

32、;<p>　　2.3.1環(huán)己酮肟的制備</p><p>　　1、在250 ml錐形瓶中將14 g羥胺鹽酸鹽及20 g無水乙酸鈉溶解在60 ml水中，溫熱使溶液達35°C -40 °C使其溶解。</p><p>　　2、稱量14 g環(huán)己酮，每次2 ml分批加入到上述溶液中，邊加邊搖晃，此時析出固體。加完后，用橡皮塞塞住瓶口，激烈搖動幾分鐘，環(huán)己酮肟呈白色粉狀

33、結晶析出，若此時環(huán)己酮肟呈白色小球狀，則表示反應未完全，須繼續(xù)振搖。環(huán)己酮肟制備時一定要劇烈搖晃，因為環(huán)己酮與水溶液不互溶，而羥胺溶解在水中，環(huán)己酮與羥胺不能較好的接觸，因此反應不夠徹底，激烈振蕩使得環(huán)己酮與羥胺充分接觸，反應完全，盡量轉化為環(huán)己酮肟。。</p><p>　　3、把錐形瓶放在冰水浴中冷卻，粗產(chǎn)品在布氏漏斗上抽濾，并用少量水洗滌，抽干后，在濾紙上進一步壓干。</p><p>

34、　　4、取出濾餅，在60 °C的烘箱內(nèi)烘干。對產(chǎn)品進行熔點測定（環(huán)己酮肟的熔點在89 °C～90 °C），純環(huán)己酮肟產(chǎn)品可直接用于貝克曼重排實驗。</p><p>　　2.3.2己內(nèi)酰胺的制備</p><p>　　1、在600 ml燒杯中放置10 g環(huán)己酮肟及20 ml85%硫酸.用一支250 °C溫度計和一根玻璃棒用橡皮圈捆綁在一起當作攪拌棒進行攪

35、拌，使兩者充分混合。</p><p>　　2、在石棉網(wǎng)上用小火加熱燒杯，當開始出現(xiàn)氣泡時（約120 °C），立即移去火源，此時發(fā)生強烈的放熱反應且在數(shù)秒鐘內(nèi)完成，溫度都很快的上升，生成棕色粘稠狀液體。</p><p>　　3、待冷卻后將此溶液倒入250 ml三口燒瓶中，三口燒瓶裝配有溫度計、恒壓滴液漏斗和冷凝管。用冰鹽浴冷卻三口燒瓶在磁力攪拌器下進行攪拌。當反應溫度下降到0 &#

36、176;C～5 °C時，從滴液漏斗緩慢的滴加20%氨水（開始滴加氨水時要緩慢滴加。中和反應溫度要控制在15攝氏度以下，避免在較高溫度下己內(nèi)酰胺發(fā)生水解），直至溶液對石蕊試紙呈堿性。</p><p>　　4、將粗產(chǎn)品倒入分液漏斗中，用乙酸乙酯進行萃取，分出水層。</p><p>　　5、將油層轉移至100 ml的克氏燒瓶中，進行旋轉蒸發(fā)，蒸出多余的乙酸乙酯，提純己內(nèi)酰胺。</

37、p><p>　　6、將旋轉蒸發(fā)得到的產(chǎn)品，繼續(xù)用乙酸乙酯溶解，并用活性炭進行洗滌脫色，進行抽濾，取濾液再次進行旋轉蒸發(fā)得到產(chǎn)品，反復進行兩次，得到較為純凈的己內(nèi)酰胺固體。</p><p>　　7、將固體產(chǎn)品放入烘箱內(nèi)進行烘干，對產(chǎn)品進行熔點測定。</p><p><b>　　3 實驗結果與討論</b></p><p>　　根

38、據(jù)合成反應的要求，為了得到更好的產(chǎn)率，我們就研究了物料的合理配比，合理的反應時間，合理的工藝。</p><p>　　3.1環(huán)己酮肟制備的優(yōu)化</p><p>　　環(huán)己酮肟制備的優(yōu)化主要有以下幾個方面：</p><p>　　（1）環(huán)己酮和羥胺鹽酸鹽的配比；</p><p>　　（2）反應溫度的選擇；</p><p>　　

39、（3）物料加入的選擇；</p><p>　　3.1.1 反應溫度的探究</p><p>　　反應溫度對反應有較大的影響，適當?shù)臏囟?，能夠提高反應速率同時減少副產(chǎn)物的產(chǎn)生，制備純凈的產(chǎn)物。實驗以14 g環(huán)己酮與14 g羥胺鹽酸鹽以及20 g無水乙酸鈉為原料進行反應，在原料配比不變的情況下，在不同溫度下進行反應，觀察產(chǎn)物的生成及產(chǎn)率。</p><p>　　表3-1 反應

40、溫度對反應產(chǎn)物的影響</p><p>　　根據(jù)上表可知，反應溫度超過45 °C時，生成的產(chǎn)物超過100%且熔點不在環(huán)己酮肟的正確熔點內(nèi)，說明有其他副產(chǎn)物生成或生成的物質(zhì)發(fā)生變化，因此制備環(huán)己酮肟的反應溫度不能超過45 °C。低于45 °C的情況下，溫度在35 °C ~40°C下的產(chǎn)率更高，最終得出，環(huán)己酮肟制備的最合理溫度在35 °C～40 °

41、C。</p><p>　　3.1.2環(huán)己酮與羥胺鹽酸鹽配比的探究</p><p>　　原料的配比對產(chǎn)物的影響非常大，不同的配比產(chǎn)率不同，產(chǎn)物可能也不同，為確定最合理反應比，本實驗對在最合理溫度的情況下不同原料的配比進行了反應，觀察其收率，結果見表3-2。</p><p>　　表3-2 原料配比（環(huán)己酮/羥胺鹽酸鹽）對反應收率的影響</p><p

42、>　　無水乙酸鈉的作用是中和羥胺鹽酸鹽中的鹽酸，調(diào)節(jié)反應PH值，使得羥胺與環(huán)己酮的縮合反應在順利的環(huán)境下進行，因此其投入量隨原料配比的不同發(fā)生變化，以便保持反應PH值環(huán)境的一致。有上表可知，當環(huán)己酮/羥胺鹽酸鹽的配比為2.0/1.0時，即環(huán)己酮過量，生成產(chǎn)物的熔點超過了環(huán)己酮肟的熔點量程，且產(chǎn)率超過了100%，而環(huán)己酮肟的制備產(chǎn)物烘干后直接可以使用，但其產(chǎn)率大于100%，表明可能有有副產(chǎn)物產(chǎn)生或其他因素而導致產(chǎn)品不純使產(chǎn)品的總產(chǎn)量

43、超過了理論上得到產(chǎn)物的產(chǎn)量。 當環(huán)己酮/羥胺鹽酸鹽的摩爾比為1.0/1.0時，環(huán)己酮肟的產(chǎn)率只有53%左右，產(chǎn)率很低，而當環(huán)己酮/羥胺鹽酸鹽的摩爾比為2.0/3.0，即羥胺鹽酸鹽過量時，環(huán)己酮肟的產(chǎn)率達到了99.06%。因此，在考慮最合理經(jīng)濟效益時，取環(huán)己酮/羥胺鹽酸鹽摩爾比在2.0/3.0左右（即羥胺鹽酸鹽過量）最合理，產(chǎn)率最高，且原料充分利用。</p><p>　　3.1.3環(huán)己酮加入方式的探究</p&

44、gt;<p>　　該合成反應是放熱反應，在反應過程中會放出熱，在控制溫度的同時，環(huán)己酮加入的方式也影響著反應的進行。于是我們在其他條件不變的情況下，選擇環(huán)己酮肟反應最完全的物料投放比例，最合理的反應溫度下，通過改變環(huán)己酮加入方式的不同，觀察環(huán)己酮滴加后反應的變化來探究環(huán)己酮加入方式的不同對實驗的影響。</p><p>　　表3-3 環(huán)己酮加入方式對反應的影響</p><p>

45、;　　由表3-3 中序號（4）可以看出,當環(huán)己酮一次性全部加入錐形瓶中，會發(fā)生劇烈的反應，溫度迅速的上升，存在一定的危險，且其產(chǎn)率超過了100%，而環(huán)己酮肟的制備產(chǎn)物烘干后直接可以使用，但其產(chǎn)率大于100%，表明其可能有副產(chǎn)物產(chǎn)生。而當環(huán)己酮分批少量的加入，從1～3組序號中可以看出，其投入的方式僅僅影響反應時間的長短，對其他因素沒有影響，但是逐低加入所需的時間較長，但其反應完全所需的時間并不能縮短很多，因此，從經(jīng)濟效率的角度出發(fā)，環(huán)己酮

46、每次1 ml加入到錐形瓶中進行反應為最合理的方式。</p><p>　　3.2己內(nèi)酰胺合成的優(yōu)化</p><p>　　己內(nèi)酰胺合成的優(yōu)化主要有以下幾個方面：</p><p>　?。?）反應溫度的選擇；</p><p>　　（2）催化劑濃度的影響；</p><p>　　3.2.1反應溫度的探究</p>&l

47、t;p>　　于實驗室制備己內(nèi)酰胺的實驗中，溫度的控制是極其重要的，反應溫度的高低直接影響到產(chǎn)物的質(zhì)量，所以探究最合理反映溫度很有必要。我們將物料投入相同，其余環(huán)境都一致的情況下，改變反應溫度，觀察產(chǎn)物的生成情況。 </p><p>　　表3-4 反應溫度對產(chǎn)物的影響</p><p>　　從上表中看出，當反應溫度加熱到130 °C時，反應發(fā)生及其劇烈，反應中有少許樹脂狀聚合物

48、生成,甚至造成反應物沖出容器，因此反應物的熔點低于己內(nèi)酰胺的正常熔點。當反應溫度加熱至110 °C時，盡管消耗的氨水較少，但中和反應所需的卻比較長，且己內(nèi)酰胺的產(chǎn)率不高。因此，綜合各方面影響因素，可以得出當反應溫度加熱至120 °C時，所消耗氨水的量較少，中和反應的時間較短，且己內(nèi)酰胺的產(chǎn)率較高，是最合理的反應溫度。</p><p>　　3.2.3催化劑濃度的影響</p><

49、;p>　　由于氨水中和反應是一個強烈的放熱反應，同時反應溫度會影響著己內(nèi)酰胺的穩(wěn)定性，因此硫酸作為催化劑不僅對反應速率有影響，同時其濃度的大小對產(chǎn)物的生成也有一定的影響。在最合理的反應條件下，改變催化劑的濃度，觀察反應的生成情況。</p><p>　　表3-5 催化劑濃度的影響</p><p>　　從表3-5可知，在70%硫酸下所需的中和反應時間較長且差率也不大；而85%硫酸下，盡管

50、時間比75%硫酸作催化劑相對短些但產(chǎn)量比其小，因此催化劑硫酸濃度控制在75%時，其各方面的因素都屬于較合理的狀態(tài)。</p><p><b>　　4 結論</b></p><p>　　己內(nèi)酰胺的實驗室合成，重排反應溫度控制溫度必須十分的嚴格，同時由于反應原料的投入不多，且重排產(chǎn)物些許粘稠，且遇水容易水解致使產(chǎn)物的轉移較為困難，同時精制產(chǎn)品時未能避免產(chǎn)物在水中有較大的溶解

51、度或因活性炭的吸附有一定的影響，造成產(chǎn)物有一定的損失，因此實驗室制備己內(nèi)酰胺的產(chǎn)率不高，一般在30%左右。</p><p>　　為了提高產(chǎn)率,，降低其他的損耗,做到實驗安全可靠，論文通過單因素實驗對實驗條件進行了優(yōu)化，得出結論如下：</p><p>　　第一部分：環(huán)己酮肟的制備</p><p>　?。?）環(huán)己酮肟制備的最合理溫度在35 °C～40 

52、6;C。</p><p>　　（2）環(huán)己酮/羥胺鹽酸鹽摩爾比在2.0/3.0左右（即羥胺鹽酸鹽過量）最為合理，產(chǎn)率最高，且原料充分利用。</p><p>　　（3）從經(jīng)濟效率的角度出發(fā)，環(huán)己酮每次1 ml加入到錐形瓶中進行反應為最合理的方式。</p><p>　　第二部分：己內(nèi)酰胺的合成</p><p>　　（1）己內(nèi)酰胺的反應溫度加熱至11

53、5 °C～120 °C最合理。</p><p>　?。?）催化劑使用控制在75%硫酸濃度，中和反應的效率最高，產(chǎn)物的利用率最合理。</p><p><b>　　5 展望</b></p><p>　　隨著人們生活越來越注重環(huán)保，精細化工生產(chǎn)越來越受到人們的關注。本論文以環(huán)己酮為原料，首先生產(chǎn)環(huán)己酮肟再經(jīng)貝克曼重排的過程盡管能達

54、到較為合理的工藝條件，但是未來我們還可以探究更加合理的工藝條件，對其進行優(yōu)化以得到對環(huán)境污染小、工藝流程簡單，有效降低成本并且產(chǎn)物質(zhì)量優(yōu)異的己內(nèi)酰胺合成工藝條件。己內(nèi)酰胺在我國的開發(fā)利用前景廣闊，更好的己內(nèi)酰胺合成工藝能給我國升值世界的己內(nèi)酰胺發(fā)展帶來巨大效益。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　[1] 崔文. 國內(nèi)外己內(nèi)酰胺的供需現(xiàn)

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