甲苯液相催化氧化動力學(xué)的研究.pdf

1、苯甲酸和苯甲醛是工業(yè)上重要的有機(jī)化工原料.苯甲酸是生產(chǎn)苯酚,己內(nèi)酰胺和對苯二甲酸的原料,苯甲醛是生產(chǎn)孔雀綠、月桂酸和月桂醛的重要原料.甲苯液相空氣催化氧化生產(chǎn)苯甲酸和苯甲醛是對環(huán)境友好的生產(chǎn)工藝,具有反應(yīng)條件溫和,收率高,安全性好等優(yōu)點,是目前生產(chǎn)苯甲酸的最主要的方法. 本文采用攪拌釜反應(yīng)器,以甲苯為原料,苯甲醛為促進(jìn)劑,采用不含溴的環(huán)烷酸鈷、環(huán)烷酸錳和環(huán)烷酸鎳混合物為催化劑.在反應(yīng)溫度160℃,壓力0.65MPa,空氣進(jìn)氣量0

2、.06m<'3/>h,攪拌500rpm,反應(yīng)時間4小時的實驗條件下,選定合適配比的催化劑,改變催化劑在反應(yīng)原料中的含量,考察了催化劑對甲苯的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)選擇性的影響.確定一個最優(yōu)的催化劑含量;然后保持催化劑中金屬含量不變,改變催化劑中三種金屬之間的配比,考察催化劑對甲苯的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)選擇性的影響.結(jié)果發(fā)現(xiàn),催化劑金屬含量為150ppm時反應(yīng)最優(yōu),而在該催化劑金屬總量下,錳鎳比為3:1時,甲苯轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)的選擇性都比較高.因此確定了催化劑

3、的優(yōu)化配比為鈷含量110ppm,錳含量30ppm,鎳含量10ppm. 為了深入掌握甲苯液相催化氧化的反應(yīng)機(jī)理、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的引發(fā)及傳播過程和中間產(chǎn)物的自催化作用,研究甲苯液相氧化反應(yīng)動力學(xué)是十分必要的.本文在確定催化劑配比的基礎(chǔ)上,考察攪拌轉(zhuǎn)速對甲苯氧化反應(yīng)的影響,以排除氣液傳質(zhì)與混合等因素的影響.然后在155、160、165、170℃等四個反應(yīng)溫度下,取樣測定了不同反應(yīng)時間時甲苯氧化反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度變化,得到了甲苯液相催化氧化反