[发明专利]一种低温等离子体下氧气氧化环己烯制备环氧环己烷的方法

说明书

本发明公开了一种低温等离子体下氧气氧化环己烯制备环氧环己烷的方法。首先将低温等离子体反应器置于恒温装置中加热控制温度；将氩气通入恒温、达到饱和蒸气压的环己烯恒温瓶中，氩气携带环己烯蒸汽进入反应器上的进气口；另将氧化剂氧气导入反应器上的进气口；两气体同时通入反应器中；当氩气和氧气流量达到稳定，调节反应器两电极间的电极间隙、打开低温等离子体电源、调节反应器输入功率、反应器为常压，由氩气携带的环己烯蒸汽和氧气在此条件下进行反应；所得产品从反应器的出气口排出收集；剩余气体进入尾气吸收装置。本发明方法条件温和、操作简单、原子经济性高且反应洁净无污染，在常温常压下实现氧气氧化环己烯制备环氧环己烷。

技术领域

本发明涉及一种环氧环己烷的制备方法，具体涉及一种低温等离子体下氧气氧化环己烯制备环氧环己烷的方法。

背景技术

等离子体是由带正负电荷的各种粒子和各种活性基团等微粒组成的集合体，整体上呈电中性，是物质的第四态。当外加电压达到气体的着火电压时，气体分子被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。低温等离子体电子的高能量可激发、离解和电离反应物分子，而反应体系又可以保持低温、甚至接近室温，减少反应体系能耗。因此，低温等离子体在化学反应中应用十分广泛。

环氧环己烷，熔点为-40℃，沸点为130-132℃，一种带香味的无色或淡黄色液体，不溶于水，能与乙醇、醚、丙酮等挥发物质相溶。环氧环己烷是重要的有机合成中间体，在制备农药克蜡特、尼龙66、己二酸、环氧类涂料、橡胶促进剂、染料、医药、材料、表面活性剂广泛使用。环氧环己烷还是溶解能力很强的有机溶剂；环氧环己烷具有光敏聚合的特性，能进行透明粘结和低温粘结，可用作光敏涂料和光敏粘结剂。

目前，环己烯环氧化合成环氧环己烷的工艺路线，根据氧化剂的不同有次卤酸法、亚碘酰苯法和烷基过氧化氢法。以上传统方法均存在原料利用率低，环境污染严重等缺点。随着对化工清洁生产技术要求的不断提高，采用“绿色化工”技术合成环氧环己烷符合可持续发展和环境友好战略的需要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种低温等离子体下分子氧氧化环己烯制备环氧环己烷的方法。本发明方法条件温和、操作简单、原子经济性高且反应洁净无污染，可在常温常压下实现氧气氧化环己烯制备环氧环己烷，且环氧环己烷的选择性可达69%，第一副产物环己酮的选择性可达24%。

为了解决上述问题，本发明采取的技术方案是：

本发明提供一种低温等离子体下氧气氧化环己烯制备环氧环己烷的方法，所述制备方法包括以下步骤：

a、首先将原料液体环己烯置于恒温瓶中，调节液体环己烯的恒温温度为25～50℃；将低温等离子体反应器置于恒温装置中，加热控制低温等离子体反应器的温度为25～65℃；

b、将氩气通入恒温25～50℃、达到饱和蒸气压条件下的装有液体环己烯的恒温瓶中，氩气以流量为300～700mL/min的速度由导管进入低温等离子体反应器上设有的进气口；

c、将流量为200～500mL/min的氧化剂氧气由导管进入低温等离子体反应器上设有的进气口；

d、携带环己烯蒸汽的氩气与氧气在低温等离子体反应器进气口汇合，同时通入低温等离子体反应器中，保持两股气体持续通入30～60min，此时氩气和氧气流量达到稳定，环己烯蒸汽和氧气混合均匀；

e、接着调节低温等离子体反应器两电极间的电极间隙为12.4～16mm，打开低温等离子体电源，调节低温等离子体反应器输入功率为45～75 W，等离子体反应器为常压，由氩气携带的环己烯蒸汽和氧气在此条件下进行反应，反应时间为30～120 s；

f、反应结束后，所得气体产品从低温等离子体反应器的出气口排出，排出后进行收集，然后采用气相色谱分析仪进行分析，剩余气体进入尾气吸收装置进行处理。