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1,3-環己二烯是一類非常重要的有機合成中間體,廣泛應用在有機合成及有機金屬合成反應中。合成方法通常是在堿條件下脫氫消除形成環己二烯。可用于制備阻燃耐熱塑膠。
Mandelbaum報道了(J.Org.Chem.,1984,49,2648-2450)在氯化鋰/碳酸鋰/HMPTA溶劑下高溫160℃條件下反應消除鄰二溴環己烷以75~90%的高收率得到環己二烯。
Yang(Chem.Lett.,2004,33,.822–823)報道了使用磷酸釩鹽催化脫氫環己烷到環己二烯,通過氣相反應,高效高選擇性得到環己二烯。
Hoffman(J.Org.Chem.,1980,45,917–919)報道了使用無水硫酸銅催化醇脫水形成烯,以環己烯醇為原料無溶劑條件下在二價銅離子催化高溫脫水下,得到產物1,3-環己二烯,該反應收率有45%。
Mandelbaum(J.Org.Chem.,1984,492648–2650)報道了一種以6-溴環己烯為原料,碳酸鋰或氯化鋰催化下,以劇毒的六甲基磷酰三胺為溶劑,在高溫160℃下反應得到產物1,3-環己二烯。
Medzhidova(PetroleumChemistry,2016,56,639-645)報道了一種以環己烷為原料,與氧氣在380℃條件下反應得到產物1,3-環己二烯。該反應收率23%。
CN201810545559.0提供一種1,3-環己二烯連續化合成方法。操作如下:將環己烯(90g,1.1mol)溶在二氯甲烷(180mL)中攪拌均勻后記為溶液A,泵入盤管中,溴素(193g,1.21mol)放置在打料瓶中,即為溶液B,配制5%亞硫酸鈉水溶液277g,記為溶液C,溶液A用泵A以5.92g/min的速度打料,溶液B用泵B以9.93g/min的速度打料,通過的T型混合器混合進入到51米長盤管中,盤管浸沒在-5~5℃冰鹽水中,取樣口取樣HPLC,溶液C用泵C以3.94g/min的速度打料,在取樣口后通過T型混合器混合進入25米長的盤管中,體系進一步進入到萃取柱中,在萃取柱入口泵入10%碳酸鉀水溶液調節pH,在萃取柱出口pH=7-8,有機相進入薄膜蒸發器濃縮至DCM殘留小于0.5%后直接下一步使用。濃縮后體系(262.3g,1.1mol)中加入18-冠醚-6(29g,0.11mol),用泵C以4.06g/min的速度泵入CSTR中,KOH(369.5g,6.58mol)用泵D以11.4g/min的速度將之泵到CSTR中,三級CSTR,外浴140℃,一級/二級/三級CSTR(連續攪拌反應器系統)分別加裝蒸餾裝置,蒸餾出的餾分分液除去水,得到無色透明液體產品67g,收率76%。
在環己烯水合法制備環己醇和環己酮的過程中,會發生多種副反應,導致粗醇酮中含有各種雜質,經精餾分離得到產品的同時,副產部分輕油和重油。其中,輕油易于回收利用,而重油由于組分復雜且分子量較大導致分離回收比較困難。目前逐漸提出采用催化裂化法對重油進行裂解,然后對裂解后的主要組分環己烯分離回收。但由于其中含有雜質1,3-環己二烯,而環己烯和1,3-環己二烯屬于近沸點混合物,環己烯沸點82.9℃,1,3-環己二烯沸點80.3℃,同時兩者極性相近,因此采用普通精餾難以分離得到高純度的環己烯產品。
CN201711448793.3提出一種共沸精餾分離環己烯和1,3-環己二烯的方法,能獲得高純度的環己烯和1,3-環己二烯產品,提高副產重油利用率,降低裝置運行成本,減少對環境的污染。為達到上述目的,本發明的技術方案是這樣實現的:
一種共沸精餾分離環己烯和1,3-環己二烯的方法,副產重油經過催化裂化后,含有環己烯和1,3-環己二烯的裂化液經初步分離,脫除輕組分和重組分雜質后,得到環己烯和1,3-環己二烯的混合液;將環己烯和1,3-環己二烯的混合液從共沸精餾塔的中部通入共沸精餾塔,共沸劑同樣從共沸精餾塔的中部通入共沸精餾塔,塔頂氣相經過冷凝器冷凝后,進入塔頂傾析器中分相分層后,水相經回流泵部分回流至共沸精餾塔,其余部分作為循環雜質送出界區;油相作為環己烯產品經環己烯產品泵采出;塔底的1,3-環己二烯和共沸劑混合物進入塔底傾析器,經分相分層后,水相經共沸劑循環泵返回共沸精餾塔循環利用;油相作為1,3-環己二烯產品經1,3-環己二烯產品泵采出;共沸劑為水。環己烯和1,3-環己二烯為近沸點物系,相對揮發度接近1,難以通過普通精餾分離。加入共沸劑的作用是改變組分的相對揮發度,使其遠大于1,否則共沸精餾過程不經濟。共沸劑采用水,因為水能和環己烯形成新的恒沸點混合物,而且其沸點比環己烯和1,3-環己二烯的沸點都低,以至于使環己烯和1,3-環己二烯間的相對揮發度增大,即分離越容易實現。
塑膠市場上涂料種類繁多,功能各異。針對不同的需求,有滿足不同細分領域的涂料。隨著經濟的發展,客戶對塑膠的要求也是越來越高。在涉及到阻燃耐熱塑膠的專業領域,對阻燃耐熱型塑膠的要求是日益變高,目前市面上同時具有阻燃和耐熱效果的塑膠種類較少,因此開發一種同時具有良好的阻燃性和耐熱性的塑膠十分必要。CN201310252571提供一種含有1,3-環己二烯的阻燃耐熱塑膠,由以下成分按照重量比組成:1,3-環己二烯50~60份、氯化聚乙烯30~40份、環戊烯10~20份、丙烯酸甲酯10~20份、云母粉10~20份、硼酸鋅10~20份、石英砂10~20份。在60℃下,將各種成分投入反應容器調配,攪拌均勻,加熱至200℃保持10h,冷卻后即可獲得具有良好阻燃耐熱效果的塑膠。有益效果:制備好含有1,3-環己二烯的阻燃耐熱塑膠后,對其阻燃性和耐高溫性進行了實驗。采用UL94標準對塑膠的阻燃性進行了測試,結果表明本發明制成的含有1,3-環己二烯的阻燃耐熱塑膠,可達到V-O級別,具有良好的阻燃效果。另外塑膠在灼熱溫度為800~1000℃下保持10h,含有1,3-環己二烯的阻燃耐熱塑膠沒有任何異常現象產生,具有良好的阻燃耐熱特性。
[1]CN201810545559.01,3-環己二烯連續化合成方法
[2][中國發明]CN201711448793.3一種共沸精餾分離環己烯和1,3-環己二烯的方法
[3][中國發明,中國發明授權]CN201310252571.X一種含有1,3-環己二烯的阻燃耐熱塑膠