摘 要

随着经济的不断发展，人类衣食住行等各个方面的物质需求以及科学技术的不断探究的需要，化工产业飞速发展，各种化工相关产品不断增加，我国许多化工产品、原料在近年来都呈现出供不应求得现象，其中就包括己内酰胺，这一重要的化工材料。因此，如何使得己内酰胺的产能不断增加，满足工业需求成为一个受到关注的问题。

己内酰胺可由环己酮肟重排转化获得，故此为了使得己内酰胺产能增加，也应增加环己酮肟的产量。本文为了制备环己酮氨肟化反应的催化剂，使用正硅酸乙酯（TEOS）和硫酸铝作为制备催化剂的硅源和铝源，使用水热法进行合成负载铌的丝光沸石，并对制备的含铌量不同的丝光沸石进行了XRD和SEM表征实验，获得较合适的硅铌比的丝光沸石，在对环己酮氨肟化反应中的温度、催化剂用量和加入氨水的量等条件进行了一些研究。

关键词：环己酮肟；铌；丝光沸石；肟化反应

ABSTRACT

With the continuous development of the economy, the material demand of human food, clothing, housing and transportation, as well as the need for continuous exploration of science and technology, the chemical industry is developing rapidly, all kinds of chemical related products are increasing, and many chemical products in our country. In recent years, raw materials have been in short supply, including caprolactam, an important chemical material. Therefore, how to increase the capacity of caprolactam to meet industrial demand is a matter of concern.

Caprolactam can be obtained by rearrangement and conversion of cyclohexanone oxime, so in order to increase the production capacity of caprolactam, the yield of cyclohexanone oxime must also be increased. In this paper, some studies have been carried out on the cyclohexanone oxime amidoximation reaction. In this paper, tetraethyl orthosilicate (TEOS) and aluminum sulfate were used as the silicon source and aluminum source for the preparation of the catalyst. The hydrothermal method was used to synthesize the supported mordenite mordenite, and the prepared mordenite with different cerium content was XRD and SEM characterization experiments to obtain a suitable silicon germanium ratio mordenite. Some studies have been carried out on the conditions of the temperature, the amount of catalyst and the amount of ammonia added in the cyclohexanone ammoximation reaction.

KEYWORDS: Cyclohexanone oxime; Niobium; Mordenite; Oximation reaction

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 沸石分子 1

1.2.1 沸石的概述 1

1.2.2 沸石的用途及合成方法 2

1.3 丝光沸石 2

1.3.1 丝光沸石的概述 4

1.3.2 丝光沸石的合成 3

1.3.3 丝光沸石的用途 5

1.4 铌 5

1.5 论文研究内容、目的和意义 5

第二章 实验部分 6

2.1 实验准备 6

2.1.1 实验原料 6

2.1.2 实验仪器 6

2.2 催化剂的表征 7

2.2.1 XRD 7

2.2.2 SEM 7

2.3 环己酮氨肟化反应机理 7

2.4分析方法 7

第三章 结果与讨论 9

3.1 实验内容 9

3.1.1 制备催化剂 9

3.1.2 环己酮氨肟化反应 9

3.2 催化剂表征 10

3.2.1 XRD表征 10

3.2.2 SEM表征 11

3.3 不同条件对环己酮胺肟化反应的影响 13

3.3.1 氨水含量的影响 11

3.3.2 反应温度的影响 12

3.3.3 催化剂量的影响 12

3.4 本章小结 13

第四章 结论与展望 14

4.1 结论 14

4.2 展望 14

参考文献 15

致谢 18

第一章 文献综述

1.1 引言

近年来，化工行业一直是中国产品链中比较重要的部分，由于经济的快速发展，对各种化工产品的需求日益增加。己内酰胺是一种重要的有机化工原料，分子式为C6H11NO，其通常为白色粉末或结晶[1]。可以通过聚合法生产出具有较大用途的下游产物，可以进一步加工成尼龙纤维、工程塑料和塑料薄膜等的尼龙-6[2]。据相关数据统计，自2012年以来，己内酰胺的生产能力比上年增加了一倍多，而截至2017年，生产能力达到340万吨至350万吨/年，年增长率高达到20%[3]。然而，国内的产量供应远远不能满足工业需求，因此，为了满足下游工业的需求，己内酰胺的生产能力必须迅速增长[4]。

而作为生产己内酰胺的关键中间体—环己酮肟，它具有一定的商业价值，其需求量也随之不断增加[5]。环己酮肟可以通过贝克曼重排反应来合成己内酰胺（CPL）。以往常常采用磷酸羟胺法（HPO）工艺、一氧化氮还原法（NO）工艺、拉西法（HSO）这三种传统的工业上生产环己酮肟的方法，其一般的反应过程是环己酮与羟胺反应生成环己酮肟[6]。而为了得到最终具有特定价值的产物，需要在发烟硫酸的催化下，将环己酮肟重排生成ε-己内酰胺[7]。但是传统工艺存在着着许多问题，如流程非常复杂，反应条件的苛刻，还会产生腐蚀现象等[8-9].。而目前常用的TS-1催化环己酮氨肟化反应与传统工艺相比，有着一些明显的优势。这个反应吧整体的流程进行了简化，所需的投资成本也得到了降低，而且反应条件非常温和，产品的选择性高，目标产物收率高，提高生产的收益，最重要的是一种环境友好的工艺，相比于传统工艺三废排放量得到了明显的降低。但也存在着一系列有待解决的问题，如 TS-1 催化剂合成条件苛刻，合成比较困难，生产的成本变高，催化剂分离回收困难，从而使得经济收益降低[10-11]。故此我们正在研究铌负载丝光沸石在环己酮氨肟化反应中的效果，希望能有更好的结果。

1.2 沸石分子

1.2.1 沸石的概述

到目前为止，在自然界中已经有三十多种沸石被发现，种类虽多，但均以含钙、钠为主等[12-13]。经研究发现，因沸石的种类不同使得晶体的晶系也不尽相同，但大多数的是单斜晶系和正交晶系(斜方晶系)，在这些沸石中如片沸石、辉沸石呈现板状，而方沸石、菱沸石常呈现等轴状晶形[14]。而且在纯净的情况下，这些沸石都有同一个特性，均为无色或白色，而且会因为混入杂质而呈各种浅色。