一種亞臨界催化水解mc尼龍制備己內(nèi)酰胺的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及利用H型分子篩催化廢舊MC尼龍在亞臨界水中降解制備單體己內(nèi)酰胺的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]己內(nèi)酰胺(CPL)是一種重要的有機化工原料，用途較為廣泛，主要用于生產(chǎn)尼龍6工程塑料和尼龍6纖維。目前通過降解廢舊尼龍進(jìn)行己內(nèi)酰胺的回收方法主要有熱降解和水解法。熱解的能耗較大，所使用的催化劑成本較高且催化劑易與聚合物中的雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)降低催化效率。
[0003]以水為降解介質(zhì)的催化水解或超/亞臨界水解更為環(huán)保，產(chǎn)物中小分子量的物質(zhì)較多，沒有對環(huán)境有害的產(chǎn)物生成，是尼龍降解未來的主要方向。傳統(tǒng)的水解用液體催化劑(如磷酸，鹽酸等無機酸或己二酸，癸二酸等有機酸類)對降解設(shè)備腐蝕很大，而且降解結(jié)束之后需要再經(jīng)過中和并除去中和產(chǎn)物才能獲得純度較高的單體己內(nèi)酰胺，增加了降解成本及難度。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明要解決傳統(tǒng)的液體催化劑存在后續(xù)分離困難，腐蝕設(shè)備的技術(shù)問題，而提供一種亞臨界催化水解MC尼龍制備己內(nèi)酰胺的方法。
[0005]一種亞臨界催化水解MC尼龍制備己內(nèi)酰胺的方法，具體是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0006]—、在溫度為500?600°C條件下，焙燒分子篩催化劑3?5h ;
[0007]二、將MC尼龍粉碎，然后用蒸餾水洗滌I?2次，控制溫度為50°C?70°C，干燥5-8h ；
[0008]三、將0.1?0.6g步驟一焙燒的分子篩催化劑、1.0g步驟二得到的MC尼龍和蒸餾水混合均勻，加入不銹鋼反應(yīng)釜中，密封，其中固液比為Ig: (10?50)mL ；
[0009]四、將步驟三的反應(yīng)釜放入溫度為300?350°C的鹽浴中，保持20?50min，控制釜中壓力為7.0?10.0MPa ；
[0010]五、將步驟四反應(yīng)后的反應(yīng)釜放入冰水浴中冷卻至室溫，然后將產(chǎn)物進(jìn)行過濾分離，收集濾液；將固相產(chǎn)物放入烘箱中，控制溫度為60?80°C，干燥6?8h，稱重，計算MC尼龍的降解率，將液相產(chǎn)物經(jīng)0.45 μπι微孔濾膜過濾，然后采用高效液相色譜對單體己內(nèi)酰胺的產(chǎn)率進(jìn)行定量分析，完成一種亞臨界催化水解MC尼龍制備己內(nèi)酰胺的方法。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:分子篩固體催化劑的使用可以有效提高M(jìn)C尼龍在亞臨界水中的降解率，增加己內(nèi)酰胺的收率，同時可顯著降低水解反應(yīng)活化能，使反應(yīng)條件更為溫和，減少水解反應(yīng)所需的時間。H-型分子篩具有酸性強，水熱穩(wěn)定性好，無毒，可循環(huán)使用及較易從溶液中回收等優(yōu)點，十分適用于亞臨界水解條件，能夠代替液體酸催化劑。其中H-BETA型分子篩表面積較大，孔容和酸量也較大，對MC尼龍水解的促進(jìn)作用最為明顯，己內(nèi)酰胺(CPL)的產(chǎn)率可達(dá)到78.26%。
[0012]本發(fā)明用于亞臨界催化水解MC尼龍制備己內(nèi)酰胺。
【附圖說明】
[0013]圖1為標(biāo)準(zhǔn)CPL(10ppm)HPLC色譜圖；圖2為實施例一得到的MC尼龍水解液HPLC
色譜圖；
[0014]圖3為實施例一?三反應(yīng)溫度為320°C，時間為30min H型分子篩催化MC尼龍降解率變化圖；其中I代表無催化劑；2代表實施例一 ；3代表實施例二 ；4代表實施例三；
[0015]圖4為實施例一?三反應(yīng)溫度為320°C，時間為30min H型分子篩催化制備單體CPL產(chǎn)率變化圖，其中I代表無催化劑；2代表實施例一 ；3代表實施例二 ；4代表實施例三；
[0016]圖5為實施例四?六反應(yīng)溫度為345°C，時間為45min H型分子篩催化制備單體CPL產(chǎn)率變化圖，其中I代表無催化劑；2代表實施例四；3代表實施例五；4代表實施例六。
【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉的【具體實施方式】，還包括各【具體實施方式】之間的任意組合。
[0018]【具體實施方式】一:本實施方式一種亞臨界催化水解MC尼龍制備己內(nèi)酰胺的方法，具體是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0019]—、在溫度為500?600°C條件下，焙燒分子篩催化劑3?5h ;
[0020]二、將MC尼龍粉碎，然后用蒸餾水洗滌I?2次，控制溫度為50°C?70°C，干燥5-8h ；
[0021]三、將0.1?0.6g步驟一焙燒的分子篩催化劑、1.0g步驟二得到的MC尼龍和蒸餾水混合均勻，加入不銹鋼反應(yīng)釜中，密封，其中固液比為Ig: (10?50)mL ；
[0022]四、將步驟三的反應(yīng)釜放入溫度為300?350°C的鹽浴中，保持20?50min，控制釜中壓力為7.0?10.0MPa ；
[0023]五、將步驟四反應(yīng)后的反應(yīng)釜放入冰水浴中冷卻至室溫，然后將產(chǎn)物進(jìn)行過濾分離，收集濾液；將固相產(chǎn)物放入烘箱中，控制溫度為60?80°C，干燥6?8h，稱重，計算MC尼龍的降解率，將液相產(chǎn)物經(jīng)0.45 μπι微孔濾膜過濾，然后采用高效液相色譜對單體己內(nèi)酰胺的產(chǎn)率進(jìn)行定量分析，完成一種亞臨界催化水解MC尼龍制備己內(nèi)酰胺的方法。
[0024]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:步驟一中焙燒溫度為550°C。其它與【具體實施方式】一相同。
[0025]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一或二不同的是:步驟一中焙燒時間為4h。其它與【具體實施方式】一或二相同。
[0026]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一至三之一不同的是:步驟一中分子篩催化劑為H型分子篩催化劑。其它與【具體實施方式】一至三之一相同。
[0027]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】一至四之一不同的是:步驟二中MC尼龍為廢舊MC尼龍邊角料。其它與【具體實施方式】一至四之一相同。
[0028]【具體實施方式】六:本實施方式與【具體實施方式】一至五之一不同的是:步驟四中鹽浴溫度為320°C，保持30min。其它與【具體實施方式】一至五之一相同。
[0029]【具體實施方式】七:本實施方式與【具體實施方式】一至六之一不同的是:步驟四中鹽浴溫度為345°C，保持45min。其它與【具體實施方式】一至六之一相同。
[0030]【具體實施方式】八:本實施方式與【具體實施方式】一至七之一不同的是:步驟四中控制釜中壓力為7.5MPa。其它與【具體實施方式】一至七之一相同。
[0031]【具體實施方式】九:本實施方式與【具體實施方式】一至八之一不同的是:步驟五中控制溫度為70°C，干燥7h。其它與【具體實施方式】一至八之一相同。
[0032]采用以下實施例驗證本發(fā)明的有益效果:
[0033]實施例一:
[0034]本實施例一種亞臨界催化水解MC尼龍制備己內(nèi)酰胺的方法，具體是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0035]一、在溫度為600°C條件下，焙燒H-BETA (硅鋁比25)分子篩催化劑3h ；
[0036]二、將MC尼龍粉碎，然后用蒸餾水洗滌2次，控制溫度為60°C，干燥5h ；
[0037]三、將0.5g步驟一焙燒的分子篩催化劑、1.0g步驟二得到的MC尼龍和55mL蒸餾水混合均勻，加入不銹鋼反應(yīng)釜中，密封；
[0038]四、將步驟三的反應(yīng)釜放入溫度為320°C的鹽浴中，保持30min，控制釜中壓力為7.5MPa ；
[0039]五、將步驟四反應(yīng)后的反應(yīng)釜放入冰水浴中冷卻至室溫，然后將產(chǎn)物進(jìn)行過濾分離，收集濾液；將固相產(chǎn)物放入烘箱中，控制溫度為70°C，干燥7h，稱重，計算MC尼龍的降解率，將液相產(chǎn)物經(jīng)0.45 μπι微孔濾膜過濾，然后采用高效液相色譜對單體己內(nèi)酰胺的產(chǎn)率進(jìn)行定量分析，完成一種亞臨界催化水解MC尼龍制備己內(nèi)酰胺的方法。
[0040]本實施例MC尼龍降解率為67.23%，己內(nèi)酰胺產(chǎn)率為27.08%。
[0041]實施例二:
[0042]本實施例一種亞臨界催化水解MC尼龍制備己內(nèi)酰胺的方法，具體是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0043]一、在溫度為600°C條件下，焙燒H-BETA (硅鋁比40)分子篩催化劑3h ；
[0044]二、將MC尼龍粉碎，然后用蒸餾水洗滌2次，控制溫度為60°C，干燥5h ；
[0045]三、將0.5g步驟一焙燒的分子篩催化劑、1.0g步驟二得到的MC尼龍和55mL蒸餾水混合均勻，加入不銹鋼反應(yīng)釜中，密封；
[0046]四、將步驟三的反應(yīng)釜放入溫度為320°C的鹽浴中，保持30min，控制釜中壓力為7.5MPa ；
[0047]五、將步驟四反應(yīng)后的反應(yīng)釜放入冰水浴中冷卻至室溫，然后將產(chǎn)物進(jìn)行過濾分離，收集濾液；將固相產(chǎn)物放入烘箱中，控制溫度為70°C，干燥7h，稱重，計算MC尼龍的降解率，將液相產(chǎn)物經(jīng)0.45 μπι微孔濾膜過濾，然后采用高效液相色譜對單體己內(nèi)酰胺的產(chǎn)率進(jìn)行定量分析，完成一種亞臨界催化水解MC尼龍制備己內(nèi)酰胺的方法。
[0048]本實施例MC尼龍降解率為73.66%，己內(nèi)酰胺產(chǎn)率為21.75%。