微通道反應器內(nèi)二取代芳烴的硝化反應研究.pdf

1、芳烴的硝化反應一直存在著很多問題，例如安全性比較差，廢物污染嚴重等。利用微反應器技術，以其良好的傳質(zhì)傳熱能力和高效的流體混合能力，來實現(xiàn)芳烴的綠色硝化。同時嘗試將均相催化體系運用到微反應器中二取代芳烴的硝化反應中。
　　(1)重點研究了以鄰二甲苯為硝化底物，在硝酸體系下微反應系統(tǒng)內(nèi)鄰二甲苯的硝化工藝。通過對反應溫度、反應時間、反應物用量等因素的考察，總結出了在微通道反應器內(nèi)鄰二甲苯的最佳硝化工藝條件:鄰二甲苯與硝酸的摩爾比為1∶2

2、，反應溫度為60℃，微通道內(nèi)液體的停留時間控制在48-64s，此時鄰二甲苯的轉(zhuǎn)化率達80％以上，反應的選擇性在99.4％以上，/o值為1.23。微反應系統(tǒng)中鄰二甲苯的硝化動力學方程為:r=9.178×102×exp（-3630/T）×([HNO3]-12)。
　　(2)分別將表面活性劑，三氟甲磺酸稀土金屬鹽，離子液體作為催化劑與微反應系統(tǒng)結合，在前期實驗結果的基礎上，重點從反應物的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物的選擇性和催化劑的循環(huán)利用等角度考察了

3、新的反應催化體系在微通道反應器中的應用。在表面活性劑催化下，鄰二甲苯轉(zhuǎn)化率達到93％，p/o值達到了2.87;在三氟甲酸稀土金屬鹽催化下，鄰二甲苯轉(zhuǎn)化率達到98％，p/o值為1.56;在離子液體催化下，鄰二甲苯轉(zhuǎn)化率達到96％,p/o值為1.81;同時將這些催化工藝運用到其他二取代芳烴的硝化中，發(fā)現(xiàn)芳烴的轉(zhuǎn)化率和反應選擇性相比于常規(guī)反應器，都得到了一定程度的提高。從NO2+理論出發(fā)，研究了催化體系中的硝化反應機理，為綠色硝化技術的工業(yè)化