南京工業大學開發連續苯酚加氫-膜分離制環己酮工藝

近日，南京工業大學化工學院研究團隊開發出一套基于膜法反應器的環己酮生產工藝，并于2020年9月15日榮獲中國化工學會基礎研究成果獎一等獎。

環己酮是合成纖維尼龍6及尼龍66等的重要中間體，在合成橡膠、纖維、染料、農藥、涂料等領域具有重要的工業應用價值。近年來，我國環己酮產量逐年增加，具有廣闊的市場需求。

加氫反應是石油化工、精細化工等生產過程中常見的化學單元反應，傳統工藝大多采取間歇加氫的方法，需要在生產過程中不斷地人工操作升降溫、排放氣體，具有能耗高、環境污染嚴重、產品質量不穩定、安全隱患多等缺點。

該研究團隊通過連續加氫的方法，實現生產過程連續化。反應后的產物和催化劑顆粒分離技術是整個反應實現連續化的關鍵。該團隊應用南京工業大學膜科學研究所研發的陶瓷膜，研制出連續苯酚加氫-膜分離耦合系統，實現環己酮的綠色合成。

膜分離是一種高效的分離技術，將膜分離過程與反應過程集成在同一流程中，能實現催化劑的循環使用，減少催化劑流失，提高產品質量。該研究團隊采用催化劑原位分離，催化劑回收率大于99.9%，新工藝的環己酮收率為80%。

在傳統生產工藝中，每生產1 t環己酮會產生0.8 t廢水，而采用連續苯酚加氫-膜分離耦合技術，催化劑顆粒通過膜裝置實現分離，循環使用，氫氣零排放，產物只有環己酮與環己醇，而環己醇通過脫氫進一步生成環己酮，無其他副產物。整個反應連續進行，在實現高效反應的同時，“三廢”排放幾乎為零，從源頭上真正實現綠色生產，對環境更友好。

2019年，該研究團隊開發出百噸級連續苯酚加氫-膜分離耦合制備環己酮工藝包，并建成了百噸級中試裝置。2020年初，對該中試裝置進行了72 h運行考核，經過現場取樣分析標定，產品合格。