吸氨沸石催化劑在己內酰胺組成中的使用
己內酰胺的傳統工藝采用有毒的羥胺及腐蝕性強的,且發生很多副產品硫酸銨。新開發的己內酰胺生產工藝是先將苯部分氫化為,然后在氫型ZSM-5沸石催化劑上水合為;脫氫為環已酮,再在鈦硅分子篩(TS-1)催化劑上與H2O2和NH3反響生成肟;肟 Beckmann重排成為己內酰胺。
Eni chen公司于1995年和1996年開發了鈦硅分子篩,并用于肟生產進程,替代了原有雜亂技術,其副產物O2和H2O對環境無害。在Beckmann重排進程中,傳統工藝以為催化劑。日本住友公司研討了以MFI結構沸石為催化劑的流化床連續生產工藝,其催化劑為全硅分子篩,反響床層溫度為350℃。反響200h后,當肟轉化率為99.6%時,己內酰胺選擇性為95.7%若在流化床后邊加一固定床,環已酮肟轉化率可達99.9%以上。
在一般情況下吸氨沸石結構中的孔道和孔穴都充滿了水分子,分子圍繞著可交換的陽離子形成水化球,常在350℃或 400℃下加熱數小時或更長時間沸石將會失去水分子。
這時,些有效直徑小到足,通過孔道的分子將易于被沸石吸附在脫水孔道和孔穴中,直徑過大無法進入孔道的分子將被排斥,這就是人們熟悉的沸石的選擇性吸附。選擇性吸附1925年發現脫水菱沸石能強烈地吸附水、、乙醇,而完全不能吸附、和苯,即具有選擇性吸附的特性。
如上所述,沸石晶體內部存在很多孔穴和孔道,它們的體積占沸石晶體總體積的50以上,而且孔穴、孔道大小均勻、固定,和普通分子的大小相當。一般孔穴直徑在6?15A之間,孔道直徑約在3?10A之間。表2-8是沸石、硅膠和活性炭對直鏈烴選擇吸附的實驗結果,從表中數據可以看出,活性炭對各種烴類的吸附量都很高,而硅膠在室溫下對揮發性丁烷-正丁烷和異丁烷的吸附量則很低,說明它們的吸附作用是沒有選擇性的。只有5A分子篩具有選擇性吸附作用,很明顯只有那些直徑比較小的分子,才能通過沸石孔道(5A分子篩的孔徑為5人)被吸附,而直徑大的分子,由于不能進入沸石孔穴,則不能被沸石吸附,因此沸石的選擇吸附、篩分分子性能決定于沸石的孔徑和被吸附分子的大小。