己内酰胺是一种重要的有机化工原料,在汽车、纺织、医药、机械、电子等领域应用广泛。目前,工业上生产己内酰胺的最后一个步骤是环己酮肟的贝克曼重排反应,它是在发烟硫酸或浓硫酸的催化下进行的。该重排工艺副产大量的硫酸铵,成本高,存在严重的设备腐蚀问题。气相Beckmann重排能避免硫酸铵的形成,但反应温度较高,导致催化剂容易积碳、失活。本工作以固体磺酸代替液体发烟硫酸作为催化剂,研究了温和条件下环己酮肟的液相Beckmann重排反应,考察了不同种类的固体磺酸催化体系。本文首先考察了D-72型磺酸树脂(酸量4.2mmol/g)催化的液相Beckmann重排反应。研究了溶剂、反应时间、反应温度、催化剂用量等因素对反应的影响规律,优化了重排反应条件,并对树脂的重复使用性能进行考察。结果表明,当环己酮肟1.0g,D-72型磺酸树脂0.5g,肟浓度0.1g/ml,130℃反应6h,环己酮肟转化率达100%,己内酰胺选择性为86.24%。催化剂容易分离和回收,并可重复使用。主要的副产物是环己酮和己内酰胺的二聚、三聚物。考察了耐热型Amberlyst-35磺酸树脂(酸量4.6mmol/g)催化的液相重排体系。优化的重排反应结果表明,在环己酮肟1.0g,Amberlyst-35磺酸树脂0.5g,肟浓度0.1g/ml,130℃反应6h,可获得环己酮肟转化率100%,己内酰胺选择性80.79%。催化剂容易分离回收,亦可重复使用。此外,本文还考察了氨基磺酸催化的环己酮肟液相Beckmann重排反应体系。考察了催化剂用量、反应时间、反应温度、环己酮肟浓度等因素对反应的影响,并对反应条件进行了优化。结果表明,该体系反应速度比较快,原料反应2h可以转化完全,但选择性比较低,仅为26.97%,体系副产物较多。优化的反应条件是环己酮肟1.0g,氨基磺酸1.0g,肟浓度0.067g/ml,130℃下反应2h,此时获得环己酮肟转化率100%,己内酰胺选择性26.97%。