化工学报 ›› 2020, Vol. 71 ›› Issue (7): 3132-3139.DOI: 10.11949/0438-1157.20191212
霍二福1(),李迎春2,杨帅1,冯明1,程伟琴1,王柏楠1,魏新军2()
收稿日期:
2019-10-23
修回日期:
2020-04-08
出版日期:
2020-07-05
发布日期:
2020-07-05
通讯作者:
魏新军
作者简介:
霍二福(1981—),男,博士,副研究员,基金资助:
Erfu HUO1(),Yingchun LI2,Shuai YANG1,Ming FENG1,Weiqin CHENG1,Bonan WANG1,Xinjun WEI2()
Received:
2019-10-23
Revised:
2020-04-08
Online:
2020-07-05
Published:
2020-07-05
Contact:
Xinjun WEI
摘要:
针对环己醇精馏残液中各组分沸点相近,常规分离方法分离难度大等技术问题,采用催化加氢的方法将环己醇精馏残液中的3-环己基环己烯、1-环己基环己烯和环己亚基环己烷还原为双环己烷,扩大分离组分间的沸点差,经减压精馏分离,得到高纯度的双环己烷和二环己基醚。以Pd/C为催化剂,通过对比实验获得了环己醇精馏残液中的3-环己基环己烯、1-环己基环己烯和环己亚基环己烷催化加氢转化为双环己烷的最佳工艺条件:反应温度120℃、反应压力4 MPa、反应时间4 h、搅拌速度550 r/min、Pd/C催化剂用量为物料质量的0.4%,原料转化率为98.7%,双环己烷的选择性大于99.5%;经减压精馏分离后,双环己烷和二环己基醚的纯度大于99.5%。
中图分类号:
霍二福, 李迎春, 杨帅, 冯明, 程伟琴, 王柏楠, 魏新军. 环己醇精馏残液催化加氢分离二环己基醚工艺研究[J]. 化工学报, 2020, 71(7): 3132-3139.
Erfu HUO, Yingchun LI, Shuai YANG, Ming FENG, Weiqin CHENG, Bonan WANG, Xinjun WEI. Study on separation process of dicyclohexyl ether by catalytic hydrogenation from cyclohexanol distillation residue[J]. CIESC Journal, 2020, 71(7): 3132-3139.
峰号 | 保留时间/min | 峰面积 | 峰面积/% | 组分名称 |
---|---|---|---|---|
合计 | 72866518 | 100 | ||
1 | 5.923 | 2017550 | 2.77 | 杂质 |
2 | 6.208 | 3489646 | 4.79 | 3-环己基环己烯 |
3 | 6.478 | 3900132 | 5.35 | 1-环己基环己烯 |
4 | 7.021 | 4102632 | 5.63 | 环己亚基环己烷 |
5 | 7.784 | 59356558 | 81.46 | 二环己基醚 |
表1 环己醇精馏残液GC-MS分析TIC峰
Table 1 TIC peak for GC-MS analysis of cyclohexyl alcohol distillation residual liquid
峰号 | 保留时间/min | 峰面积 | 峰面积/% | 组分名称 |
---|---|---|---|---|
合计 | 72866518 | 100 | ||
1 | 5.923 | 2017550 | 2.77 | 杂质 |
2 | 6.208 | 3489646 | 4.79 | 3-环己基环己烯 |
3 | 6.478 | 3900132 | 5.35 | 1-环己基环己烯 |
4 | 7.021 | 4102632 | 5.63 | 环己亚基环己烷 |
5 | 7.784 | 59356558 | 81.46 | 二环己基醚 |
序号 | 反应温度/℃ | 原料的转化率/% | 双环己烷的选择性/% |
---|---|---|---|
1 | 80 | 80.4 | 99.6 |
2 | 100 | 92.9 | 99.6 |
3 | 120 | 98.7 | 99.6 |
4 | 140 | 94.6 | 99.6 |
5 | 160 | 90.3 | 99.3 |
表2 反应温度对催化加氢反应效果的影响
Table 2 Effect of reaction temperature on catalytic hydrogenation reaction
序号 | 反应温度/℃ | 原料的转化率/% | 双环己烷的选择性/% |
---|---|---|---|
1 | 80 | 80.4 | 99.6 |
2 | 100 | 92.9 | 99.6 |
3 | 120 | 98.7 | 99.6 |
4 | 140 | 94.6 | 99.6 |
5 | 160 | 90.3 | 99.3 |
序号 | 反应压力/MPa | 原料的转化率/% | 双环己烷的选择性/% |
---|---|---|---|
1 | 3.0 | 76.9 | 99.6 |
2 | 3.5 | 90.9 | 99.6 |
3 | 4.0 | 98.7 | 99.6 |
4 | 4.5 | 99.1 | 99.6 |
5 | 5.0 | 99.5 | 99.6 |
表3 反应压力对催化加氢反应效果的影响
Table 3 Effect of reaction pressure on catalytic hydrogenation reaction
序号 | 反应压力/MPa | 原料的转化率/% | 双环己烷的选择性/% |
---|---|---|---|
1 | 3.0 | 76.9 | 99.6 |
2 | 3.5 | 90.9 | 99.6 |
3 | 4.0 | 98.7 | 99.6 |
4 | 4.5 | 99.1 | 99.6 |
5 | 5.0 | 99.5 | 99.6 |
序号 | 反应时间/h | 原料的转化率/% | 双环己烷的选择性/% |
---|---|---|---|
1 | 2.0 | 73.2 | 99.8 |
2 | 3.0 | 83.1 | 99.8 |
3 | 3.5 | 95.6 | 99.8 |
4 | 4.0 | 98.7 | 99.6 |
5 | 4.5 | 98.9 | 99.6 |
6 | 5.0 | 99.3 | 99.5 |
表4 反应时间对催化加氢反应效果的影响
Table 4 Effect of reaction time on catalytic hydrogenation reaction
序号 | 反应时间/h | 原料的转化率/% | 双环己烷的选择性/% |
---|---|---|---|
1 | 2.0 | 73.2 | 99.8 |
2 | 3.0 | 83.1 | 99.8 |
3 | 3.5 | 95.6 | 99.8 |
4 | 4.0 | 98.7 | 99.6 |
5 | 4.5 | 98.9 | 99.6 |
6 | 5.0 | 99.3 | 99.5 |
序号 | 搅拌速度/(r/min) | 原料的转化率/% | 双环己烷的选择性/% |
---|---|---|---|
1 | 350 | 68.7 | 99.1 |
2 | 400 | 77.9 | 99.4 |
3 | 450 | 88.9 | 99.6 |
4 | 500 | 92.7 | 99.6 |
5 | 550 | 98.7 | 99.6 |
6 | 600 | 98.9 | 99.6 |
表5 搅拌速度对催化加氢反应效果的影响
Table 5 Effect of mixing speed on catalytic hydrogenation reaction
序号 | 搅拌速度/(r/min) | 原料的转化率/% | 双环己烷的选择性/% |
---|---|---|---|
1 | 350 | 68.7 | 99.1 |
2 | 400 | 77.9 | 99.4 |
3 | 450 | 88.9 | 99.6 |
4 | 500 | 92.7 | 99.6 |
5 | 550 | 98.7 | 99.6 |
6 | 600 | 98.9 | 99.6 |
序号 | 催化剂加入质量分数/% | 原料的转化率/% | 双环己烷的选择性/% |
---|---|---|---|
1 | 0.1 | 73.9 | 99.6 |
2 | 0.2 | 80.2 | 99.6 |
3 | 0.3 | 91.6 | 99.6 |
4 | 0.4 | 98.7 | 99.6 |
5 | 0.5 | 98.7 | 99.6 |
表6 催化剂用量对催化加氢反应效果的影响
Table 6 Effect of catalytic amount on catalytic hydrogenation reaction
序号 | 催化剂加入质量分数/% | 原料的转化率/% | 双环己烷的选择性/% |
---|---|---|---|
1 | 0.1 | 73.9 | 99.6 |
2 | 0.2 | 80.2 | 99.6 |
3 | 0.3 | 91.6 | 99.6 |
4 | 0.4 | 98.7 | 99.6 |
5 | 0.5 | 98.7 | 99.6 |
序号 | 真空度/Pa | 二环己基醚纯度/% |
---|---|---|
1 | 1000 | 98.1 |
2 | 800 | 98.4 |
3 | 600 | 98.9 |
4 | 300 | 99.3 |
5 | 200 | 99.6 |
6 | 100 | 98.7 |
7 | 50 | 97.6 |
表7 真空度对二环己基醚分离效果的影响
Table 7 Effect of vacuum on separation of dicyclohexyl ether
序号 | 真空度/Pa | 二环己基醚纯度/% |
---|---|---|
1 | 1000 | 98.1 |
2 | 800 | 98.4 |
3 | 600 | 98.9 |
4 | 300 | 99.3 |
5 | 200 | 99.6 |
6 | 100 | 98.7 |
7 | 50 | 97.6 |
序号 | 回流比 | 双环己烷纯度/% | 二环己基醚纯度/% |
---|---|---|---|
1 | 6∶1 | 99.99 | 99.94 |
2 | 5∶1 | 99.96 | 99.82 |
3 | 4∶1 | 99.95 | 99.75 |
4 | 3∶1 | 99.89 | 99.63 |
5 | 2∶1 | 99.12 | 99.18 |
6 | 1∶1 | 98.56 | 98.32 |
表8 回流比对分离二环己基醚效果的影响
Table 8 Effect of reflux ratio on separation of dicyclohexyl ether
序号 | 回流比 | 双环己烷纯度/% | 二环己基醚纯度/% |
---|---|---|---|
1 | 6∶1 | 99.99 | 99.94 |
2 | 5∶1 | 99.96 | 99.82 |
3 | 4∶1 | 99.95 | 99.75 |
4 | 3∶1 | 99.89 | 99.63 |
5 | 2∶1 | 99.12 | 99.18 |
6 | 1∶1 | 98.56 | 98.32 |
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