Page 158 - 《精细化工》2023年第3期

第 40 卷第 3 期 精 细 化 工 Vol.40, No.3
20 23 年 3 月 FINE CHEMICALS Mar. 2023

催化与分离提纯技术
对孟烷氧化反应催化剂的制备、表征及工艺优化

1
1*
2
3
1
1
陈 卓 ，施 岩 ，鲍金奇 ，陈 春 ，张佳时 ，尹 娜
（1. 辽宁石油化工大学 石油化工学院，辽宁 抚顺 113001；2. 中国石油抚顺石化公司，辽宁 抚顺
113000；3. 辽宁抚清助剂有限公司，辽宁 抚顺 113003）
摘要：采用水热合成法制备了适用于对孟烷氧化反应的 Co 催化剂和 Mn 催化剂，采用 SEM、N 2 吸附-脱附、XRD、
FTIR、XPS 对催化剂进行了表征，并探究催化剂在对孟烷氧化反应中的催化效果。采用鼓泡塔反应器连续式生
产工艺进行对孟烷的氧化反应，生成过氧化氢对孟烷（PMHP）；从催化剂种类、反应温度、反应时间、反应前
是否添加引发剂方面对反应工艺进行探究。结果表明，在反应前加入 PMHP 引发剂、100 mL 对孟烷、15 g Co
催化剂、反应温度 120 ℃、反应时间 8 h 的最佳工艺条件下，PMHP 的 GC 含量为 30.28%，达到市场优秀水平。
关键词：过氧化氢对孟烷；催化剂；氧化反应；对孟烷；催化技术
中图分类号：O643.36；TQ231.1 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2023) 03-0614-07

Preparation, characterization and process optimization of
catalysts for p-menthane oxidation

1*
2
3
1
1
1
CHEN Zhuo , SHI Yan , BAO Jinqi , CHEN Chun , ZHANG Jiashi , YIN Na
（1. School of Petrochemical Engineering, Liaoning Petrochemical University, Fushun 113001, Liaoning, China;
2. China National Petroleum Corporation Fushun Petrochemical Company, Fushun 113000, Liaoning, China;
3. Liaoning Fuqing Auxiliary Corporation, Fushun 113003, Liaoning, China）
Abstract: Co and Mn catalysts suitable for p-menthane oxidation were prepared via hydrothermal synthesis,
and characterized by SEM, N 2 adsorption-desorption, XRD, FTIR and XPS. The catalytic performance of
the catalysts for p-menthane oxidation was then explored from the aspects of catalyst type, reaction
temperature, reaction time, and the effects of initiator added before the reaction, of which the bubbling
column reactor was used for the continuous production process of p-menthane hydroperoxide (PMHP).
Under the optimum process conditions of PMHP initiator added before reaction, p-menthane of 100 mL, Co
catalyst of 15 g, reaction temperature of 120 ℃, and reaction time of 8 h, the GC content of PMHP reached
30.28%, which marked an excellent level in the market.
Key words: p-menthane hydroperoxide; catalyst; oxidation reaction; p-menthane; catalysis technology

对孟烷是生产有机过氧化物引发剂的前体原 PMHP 采购招标，为满足国内快速增加的橡塑消费
[4]
料，一般由工业双戊烯催化加氢制成。对孟烷自身 量，PMHP 的需求量也在逐年增加 。
[1]
可参与氧化反应，生成过氧化氢对孟烷（PMHP） 。 分子氧是理想的绿色氧化剂，对孟烷中的叔碳
过氧化氢对孟烷由于稳定性强且用量小，在合成多 原子在氧化催化剂及适当工艺条件下被氧气或空气
种橡胶工艺中作为不饱和聚酯交联剂和有机聚合反 氧化制备 PMHP 遵循了绿色生产技术的发展要求。
[5]
应剂广泛使用 [2-3] 。中国石油化工行业已拥有成熟的 TIBBETTS 等 提出了对孟烷无催化空气氧化工艺
5
橡胶生产专有技术。例如为实现 2.0×10 t/a 丁苯橡 制备 PMHP，该工艺将原材料转化为极性自由基中
胶生产任务，中石油抚顺石化烯烃厂发布了 140 t 间体，通过空气和热量将中间体最终合成 PMHP，

收稿日期：2022-07-17; 定用日期：2022-09-21; DOI: 10.13550/j.jxhg.20220667
基金项目：国家自然科学基金面上项目（21978125）；辽宁省高校创新人才计划项目（LR2020045）
作者简介：陈 卓（1998—），男，硕士生，E-mail：1187503648@qq.com。联系人：施 岩（1977—），男，教授，E-mail：shiyan1816@
163.com。