關(guān)于環(huán)己酮的化工工藝分析

張騰海

（貴州理工學(xué)院 550000）

摘要：隨著科技的不斷進(jìn)步，有關(guān)環(huán)己酮的化學(xué)工藝也正處于發(fā)展的階段，環(huán)己酮是比較重要的化工原料，對環(huán)己酮的化學(xué)工藝進(jìn)行研究和探討有助于增加環(huán)己酮的生產(chǎn)產(chǎn)量，還可以提升環(huán)己酮的生產(chǎn)效率，本文通過研究發(fā)現(xiàn)幾種有關(guān)環(huán)己酮的化工工藝方法，對這幾種方法進(jìn)行分析可以為環(huán)己酮的生產(chǎn)提供價值參考。

關(guān)鍵詞：環(huán)己酮；化工工藝；研究發(fā)現(xiàn)

引言：目前，中國的化纖工業(yè)正處于發(fā)展階段，對于己內(nèi)酰胺的需求量也是越來越多，在己內(nèi)酰胺的生產(chǎn)過程中，環(huán)己酮是重要的工業(yè)原料。環(huán)己酮的需求量也是與日俱增的，環(huán)己酮是工業(yè)原料中良好的溶劑，隨著科技的進(jìn)步和工業(yè)的發(fā)展，對環(huán)己酮進(jìn)行生產(chǎn)研究是技術(shù)人員關(guān)注的重要課題。

一、 環(huán)己酮的化工工藝

（一） 環(huán)己醇脫氫工藝

1.苯酚法化工

在環(huán)己酮的生產(chǎn)工藝中有一種苯酚的原料，苯酚也是最早的工業(yè)原料之一，在Cu等催化劑的作用之下經(jīng)過高溫蒸發(fā)然后將氫加入其中就可以得到環(huán)己酮，之后將帶有氫的環(huán)己酮進(jìn)行取氫處理就可以得到較純的環(huán)己酮，只是苯酚的價格比較昂貴，現(xiàn)今的化工生產(chǎn)之中很少利用苯酚作為原料了。

2. 環(huán)己烯法

在釕系的催化劑的作用之下，苯可以加氫制造出環(huán)己烯和環(huán)己烷，利用高硅沸石將環(huán)己烯和水的化合反應(yīng)之下就可以制出環(huán)己醇，環(huán)己醇經(jīng)過氧化之后就可以制出環(huán)己酮。

3. 環(huán)己醇脫氫法

對環(huán)己醇進(jìn)行脫氫是必要的流程工藝之一，苯酚法和環(huán)己烯法制中都要應(yīng)用到環(huán)己醇脫氫法，在脫氫的催化機作用之下就可以生產(chǎn)環(huán)己酮，通過對溫度和壓力的嚴(yán)格把控之下就可以有效的將雜志的反應(yīng)現(xiàn)象減少，借助熔鹽等載體提供熱量，將粗環(huán)己酮進(jìn)行分組，然后與成品的精環(huán)己酮進(jìn)行分離即可[1]。

（二） 環(huán)己烷氧化工藝

1.鈷鹽法

利用鈷鹽作為催化劑進(jìn)行環(huán)己酮的提取，鈷鹽中的主要成分就是環(huán)烷酸鈷，在生產(chǎn)過程中可以利用三價鈷離子和二價鈷離子進(jìn)行氧化處理，氧化性可以有效的分解雙氧化物，然后就會產(chǎn)生游離基團(tuán)。環(huán)烷酸鈷可以對反應(yīng)加以控制，能夠提取出高成分的環(huán)己醇，從而實現(xiàn)環(huán)己酮的高產(chǎn)量的生產(chǎn)。

在液相氧化法中，液態(tài)的環(huán)己烷氧化成雙氧化物之后就可以在鈷鹽的作用之下分解出環(huán)己酮和環(huán)己烷，在生產(chǎn)過程中需要注意的是不能夠讓環(huán)己烷氧化成雙氧化物并且進(jìn)行分解，可以對環(huán)己酮和環(huán)己烷的回收率加大。

2. 硼酸法

利用硼酸作為催化劑可以提高環(huán)己烷的生產(chǎn)率，環(huán)己基過氧化氫具有較強的氧化性，經(jīng)過和硼酸進(jìn)行反應(yīng)可以使硼酸環(huán)己醇脂生產(chǎn)出來，之后經(jīng)過水解就可以進(jìn)行回收了。硼酸法相較于鈷鹽法的效果要好，在結(jié)焦之后通常會進(jìn)行停產(chǎn)，使得經(jīng)濟(jì)效益降低，所以這種工藝的應(yīng)用也逐漸被棄用。

3. 氧化法

純氧化法有著溫度與壓力的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，將空氣的含氧量控制在10%到15%，利用空氣對環(huán)己烷直接進(jìn)行氧化，得出環(huán)己基過氧化氫，之后將環(huán)己基過氧化氫經(jīng)過濃縮，之后利用金屬氧化物進(jìn)行催化，最后就可以得到環(huán)己醇和環(huán)己酮，沒有催化劑的環(huán)己烷氧化法可以使生產(chǎn)不斷，只是這種工藝的要求比較高，而且缺點是生產(chǎn)的流程過長，生產(chǎn)的設(shè)備也不夠完善。

（三） 環(huán)己醇的分離精制

1. 減壓精餾法

環(huán)己醇和環(huán)己酮的沸點很是接近，它們的性質(zhì)基本相同，利用傳統(tǒng)的精餾方法不能夠?qū)⑺鼈儚氐椎姆蛛x，在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中就出現(xiàn)了減壓精餾法，在對粗產(chǎn)品進(jìn)行提純時，可以利用預(yù)蒸餾進(jìn)行高效的精餾，在四千帕的壓力之下進(jìn)行減壓蒸餾可以盡快的提取環(huán)己酮，只是這種方法耗費的能量比較大，對于真空的程度要求較高。

2. 萃取精餾法

由于操作方法不盡相同，萃取精餾法中還可以進(jìn)行劃分，連續(xù)萃取精餾和間歇萃取精餾是其中的兩種方法。在連續(xù)萃取精餾的過程當(dāng)中，進(jìn)料和回收是連續(xù)進(jìn)行的，在蒸餾過程當(dāng)中不能夠中斷，萃取精餾塔和溶劑的回收塔應(yīng)該同時進(jìn)行工作，間歇性萃取法是一種新型的方法，間歇萃取精餾的優(yōu)勢比較明顯，包含了萃取精餾和間歇精餾的所有優(yōu)點，知識流程更加復(fù)雜。

3. 蒸發(fā)法

蒸餾法主要是利用合成聚合物進(jìn)行蒸餾操作的，利用滲透蒸發(fā)的手段提取到環(huán)己酮和環(huán)己烷，在聚合物當(dāng)中具有氫鍵，氫鍵之間產(chǎn)生作用就可以實現(xiàn)環(huán)己醇和環(huán)己酮的分離，這種工藝方法可以節(jié)省部分能源，只是這種方法的成本較高，不利于工業(yè)的大規(guī)模生產(chǎn)，只適用于實驗室的研究之中[2]。

二、 環(huán)己酮化工工藝的研究創(chuàng)新

（一） 部分苯加氫的新工藝

隨著科技的不斷進(jìn)步，環(huán)己酮工藝的方法的開發(fā)需要人們的重視，化工的研究單位對于新方法進(jìn)行研究，其中就涉及到部分苯加氫的新工藝。這種工藝關(guān)鍵的地方就是對苯的處理是不完全加氫，苯通常是在釕系催化劑的作用之下才會分解出環(huán)己烯的，環(huán)己烯在高硅沸石催化劑的作用之下才能夠生成環(huán)己醇的，環(huán)己醇經(jīng)過脫氫處理之后就能夠產(chǎn)生環(huán)己酮。這是一種較新的方法，只是這種方法只是在原有的工藝之上加以改良的。

（二） 分子篩催化法

通過分子篩進(jìn)行催化和氧化，環(huán)己烷就能夠產(chǎn)出環(huán)己酮，分子篩的原材料就是氧氣，通常也會使用空氣。隨著科技的進(jìn)步，還會應(yīng)用到仿生催化氧化法以及金屬催化氧化法。

三、 環(huán)己酮的提純

己內(nèi)酰胺中存在許多的雜質(zhì)，雜質(zhì)的來源一般是原材料中自帶的，原材料中就含有環(huán)己酮、雙氧水和液氨，在反映的過程中還要加入一些催化劑等，一般就有叔丁醇、甲苯和苯。在生產(chǎn)過程中由于操作的不當(dāng)也會使工藝的參數(shù)發(fā)生波動，工藝的條件也會發(fā)生改變，許多副反應(yīng)就會發(fā)生。己內(nèi)酰胺在存儲和運轉(zhuǎn)的過程中會因多種因素?fù)竭M(jìn)雜質(zhì)，一旦受潮、受熱和意外吸氧就可能使己內(nèi)酰胺發(fā)生質(zhì)的改變[3]。

己內(nèi)酰胺有著不同的質(zhì)量等級，對環(huán)己酮的提取也造成了不同的麻煩?？梢酝ㄟ^普庫檢索和標(biāo)準(zhǔn)物對照等方式進(jìn)行質(zhì)譜解析，通過解析就可以清楚己內(nèi)酰胺中存在的雜質(zhì)結(jié)構(gòu)。其中原料環(huán)己酮的雜質(zhì)會對己內(nèi)酰胺造成影響，至今，環(huán)己酮的雜質(zhì)不能夠確定，根據(jù)國內(nèi)的現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)主要有兩種生產(chǎn)工藝較為適用，一種是環(huán)己烷氧化工藝，另一種是最新的環(huán)己烯水合工藝，這兩種工藝可以生產(chǎn)出國際標(biāo)準(zhǔn)下的較純的環(huán)己酮，其中環(huán)己烯水合工藝的提純濃度要高于環(huán)己烷氧化法的提純濃度。

環(huán)己烯水合工藝在液相中進(jìn)行加氫反應(yīng)和水合反應(yīng)，這樣做產(chǎn)生的副反應(yīng)就相對較少，雜質(zhì)的數(shù)量也能夠得到嚴(yán)格的控制，提取出的環(huán)己醇的濃度比較純，正常情況下經(jīng)過脫氫反應(yīng)后，成品環(huán)己酮的純度能夠達(dá)到99.95%。在環(huán)己烷氧化法的生產(chǎn)工藝之下，環(huán)己酮中含有的2-庚酮、己醛等直鏈雜質(zhì)，這下雜質(zhì)對己內(nèi)酰胺產(chǎn)品的揮發(fā)性堿指標(biāo)會造成很大的影響，因此在環(huán)己酮的純度提取中就要對原料環(huán)己酮的指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格的控制[4]。

結(jié)論：綜上所述，化工工藝的生產(chǎn)一直在進(jìn)步，對環(huán)己烷氧化法進(jìn)行開發(fā)和利用有助于環(huán)己酮的提取純度的提高，在生產(chǎn)中具有重大的意義，我國的化工工藝領(lǐng)域應(yīng)該進(jìn)行研究，對于研究的力度也應(yīng)該加大，進(jìn)行生產(chǎn)措施的改革，促進(jìn)化工領(lǐng)域的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[3]申啟德.淺談環(huán)己酮的化工工藝[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2011，10：86.

[4]趙培朝，邢亞峰.關(guān)于環(huán)己酮生產(chǎn)工藝中雜質(zhì)的探討[J].化學(xué)工程與裝備，2015，11：53-55.endprint