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当今和未来受能源、资源日益匮乏和人类赖以生存适宜环境要求的制约,绿色化学愈来愈具有发展前途。己内酰胺是合成纤维和工程塑料的重要化工原料,工业生产中,环己酮肟是合成己内酰胺的关键中间体,其绿色工艺是以环己酮,过氧化氢和氨为原料,在钛硅分子筛TS-1催化剂上直接合成,反应转化率和肟的选择性几近100%,只有副产物水,几乎达到原子理论最高利用率。此工艺接近理想的原子经济反应,已成为绿色化学的典范。但由于TS-1催化剂快速失活引起的安全问题以及引入溶剂叔丁醇增加了后续产品分离成本,该工艺的发展受到了制约。TS-1催化剂失活主要是由于反应体系中有机副产物积碳堵孔以及分子筛骨架坍塌造成的,是此绿色化学工艺亟欲解决的问题。因此反应过程中减少积碳源、采用新型反应器强化反应等方法是解决催化剂快速失活改进此绿色工艺的新方向。本文采用涂覆和直接水热合成结晶法在蜂窝状整体式堇青石载体上固载TS-1分子筛晶体膜,对比了两种方法制备的TS-1分子筛晶体膜的固载强度。重点实验分析了直接水热合成结晶方法制备整体式TS-1分子筛催化剂膜层的生长规律,得出TS-1分子筛膜层晶粒形貌,晶粒大小以及膜层厚度与TS-1前驱液浓度,结晶时间及次数等因素的关系。在分析TS-1分子筛液相催化氨肟化反应体系相态变化的基础上,将制备的TS-1整体式催化剂以整体式催化反应器形式应用于环己酮氨肟化反应。反应体系不使用叔丁醇溶剂,并采用整体式催化反应器替代浆态床反应器强化反应,改进传统TS-1分子筛催化环己酮氨肟化反应工艺过程。在TS-1整体式催化剂上连续氨肟化反应实验中,考察了溶剂叔丁醇对反应活性和催化剂寿命的影响；重点分析讨论了TS-1整体式催化剂催化氨肟化反应的强化特征。不含叔丁醇溶剂时氨肟化反应液中环己酮和过氧化氢、氨水溶液的互溶性很差,与反应生成物环己酮肟形成液液固三相,极大地降低了传质速率；在较高温度即70℃下以及低质量空速(WHSV<10h-1)时,在整体式催化反应器的狭窄通道强化传质作用下以及催化剂的薄膜消除了扩散的影响,TS-1整体式催化剂液相催化连续氨肟化在反应稳态时,环己酮转化率和肟的选择性均可高于0.96,未反应的环己酮完全溶于水形成均一水相,过饱和的环己酮肟以晶体形式析出。采用SEM-EDX, XRD, FT-IR, UV-vis, BET, TGA等表征手段对比分析新鲜催化剂和失活的催化剂,分析得到溶剂叔丁醇的引入造成催化剂孔道和表面严重的积碳,且叔丁醇的溶剂效应加速了—Si—O—Si—和—Si—O—Ti—骨架的坍塌,缩短了催化剂的寿命。含叔丁醇条件下催化剂的失活速率也高于同条件下的不含叔丁醇的氨肟化反应。进一步优化氨肟化反应工艺即冷却除肟,以降低反应体系液相中环己酮肟的浓度,减缓了分子筛孔道的积碳,延长了催化剂寿命,且降低了失活速率。构建了一维整体式催化反应器模型,模拟结果能较好的与连续氨肟化反应实验数据吻合。另外,整体式催化剂的通道尺寸即水力直径和操作因素如质量空速、外循环流量均是整体式催化反应器催化氨肟化反应特征的相关参数。表观无因次WHSVD3hQc-1参数不仅可有效的预测整体式催化反应器内催化环己酮氨肟化反应性能,也可指导整体式催化反应器的设计和优化操作。