甲苯液相氧化反应过程的动力学研究

在直径Φ48mm 的鼓泡床反应器中对以醋酸钴(CO~(2+))水溶液为催化剂的甲苯液相空气氧化反应动力学进行了研究。结果表明,反应体系的活性时间随催化剂的用量的增大而线性增大,当 Co 含量大于2×10~(-2)%(mass)时,对反应影响较小。甲苯液相空气氧化反应的甲苯消耗动力学分别与甲苯浓度和氧溶解在甲苯中的浓度成一级反应.其宏观动力学活化能约为41 kJ/mol。氧在液相主体消耗的本征动力学活化能为57 kJ/mol,指前因子53.34m~3/(mol·s)。通过 Ha 数和效率因子η对反应动力学控制步骤进行分析,结果表明,Ha 小于0.1,η为0.606～0.728。反应主要发生在液相主体,受动力学控制,但传质仍对反应有影响。     

甲苯液相空气催化氧化技术研究进展

介绍了甲苯液相催化氧化的反应机理、反应动力学模型和催化剂的研究进展;叙述了近年来在催化剂的研制、利用纯氧或富氧工艺、强化反应等方面的新技术.认为现有的生产技术有待于进一步改进,使用新型或复合催化剂、开发富氧或纯氧氧化工艺是降低成本、提高产品质量和生产能力的发展方向,并可借鉴其它液相氧化研究中出现新技术.     

Liquid Phase Selective Catalytic Oxidation of Oleic Acid to Azelaic Acid Using Air and Transition Metal Acetate Bromide Complex

Industrially important di‐carboxylic acids are synthesized from mono‐carboxylic unsaturated and unsaturated fatty acids. In this study, the aim is to perform the simultaneous catalytic oxidative C=C cleavage of oleic acid (OA) to azelaic acid and pelargonic acid, and oxidation of the terminal methyl group in pelargonic acid to azelaic acid using cobalt‐ and manganese‐acetate as catalyst, hydrogen bromide as co‐catalyst and air in acetic acid at elevated pressure (2.8–5.8 barg) and temperature (353–383 K). Oxygen solubility is determined under varying pressure, temperature and OA loading. The effect of OA loading, pressure and temperature on OA conversion and azelaic acid selectivity is studied by varying one variable at a time; however, the presence of the synergistic effect of the catalyst and co‐catalyst is investigated by central composite design assisted response surface methodology. Oxidation of terminal methyl group in saturated fatty acid is also confirmed by the oxidation of stearic acid to octadecanedioic acid using identical oxidation conditions of OA. Oxidation products of fatty acids are quantified by gas chromatographic analysis. The innovation of the work is thus the ability of the catalytic system to perform a total oxidation of a terminal methyl group of the hydrocarbon chain. OA oxidation kinetics relating to catalyst and co‐catalyst concentration along with oxygen solubility at elevated temperature and pressure is established. The frequency factor and activation energy for OA oxidation is determined using the Arrhenius equation.     

过氧化氢氧化苯甲醛合成苯甲酸

以苯甲醛为原料,过氧化氢作氧化剂,在水作溶剂的碱性条件下,一步反应合成苯甲酸。考察了碱的浓度、反应温度和物料摩尔比对反应产率的影响。实验结果表明:氢氧化钾浓度为30%,反应温度40℃,反应物质的量比n(苯甲醛)∶n(30%过氧化氢)=1∶4,苯甲酸收率达89%。通过测熔点,红外光谱表征了目标产物苯甲酸。     

甲苯液相催化氧化反应动力学

采用一套可无级调速的玻璃搅拌釜气液相反应器,通过改变搅拌速率考察了传质对甲苯液相氧化反应的影响,考察结果表明搅拌速率达到700 r/min时可基本排除传质的影响.在不同反应温度下进行了甲苯液相催化空气氧化的动力学实验研究,得到了反应物甲苯和主要反应产物苯甲酸、苯甲醛、苯甲醇和苯甲酸苄酯的浓度随反应时间变化的数据.在已有动力学研究的基础上,根据甲苯及其主要产物的情况,提出了甲苯液相氧化的反应网络和分子反应机理,建立了相应的动力学模型.根据实验数据回归获得了动力学模型参数,动力学模型计算与实验数据吻合良好,甲苯氧化生成苯甲酸反应的活化能为49.4 kJ/mo.     

甲苯液相氧化法制取苯甲醛的改进研究

文章研究了用气-液-固非均相反应器进行的甲苯液相空气氧化法制取苯甲醛,采用自制的主催化剂ME05(氧化铜和丁酸锰的混合物)和助催化剂ME12(摩尔比为1的氯化铵和氯化钾)、溶剂丁酸、引发剂苯甲醛。获得的最佳反应工艺条件是主催化剂ME05、助催化剂ME12、溶剂丁酸、引发剂苯甲醛的用量分别占甲苯质量的0.1%、0.002%、10%和0.001%,反应温度110℃,反应压力0.8MPa,反应时间2h,此时苯甲醛的单程收率可达到21.1%。     

相转移催化氧化法合成苯甲酸

以相转移催化氧化法合成苯甲酸，结果表明在酸性介质中以苯作溶剂，反应时间缩短2～3h，产率提高15％以上，MnO2沉淀减少25％。达到了缩短反应时间、提高产率和减少MnO2沉淀的目的。     

间二甲苯液相催化氧化动力学研究

通过对四个不同初始反应物浓度下的实验数据拟合,得到反应动力学模型的动力学参数。利用此模型得到的180℃,185℃,190℃,195℃下的反应速率常数与Arrhenius方程相符合,得到180~195℃反应活化能40~76 kJ/mol,其中间羧基苯甲醛(3-CBA)氧化活化能最高,说明其受温度的影响最大,间甲基苯甲酸(MT)氧化活化能次之。MT氧化为3-CBA为反应控制步骤。     

Keggin型配合物[(CH2)5NH2]3PMo12O40催化剂催化氧化反应研究

以钼酸钠,磷酸为原料合成母体酸,以六氢吡啶为有机配体合成了有机/无机电荷转移配合物[(CH2)5NH2]3PMo12O40.通过IR、XRD、TG-DTA和元素分析进行表征,确认所合成的化合物中多酸阴离子仍保留Keggin结构.将新合成的[(CH2)5NH2]3PMo12O40杂多酸哌啶盐应用到苯甲醛氧化合成苯甲酸反应...     

液相催化氧化法制备对硝基苯甲酸

以硫酸锰作催化剂液相条件下用氧气氧化对硝基甲苯,生成对硝摹苯甲酸,收率75％。反应以吗啉作溶剂。在碱性条件常压下进行。探讨了反应条件对氧化过程的影响,分析了可能的反应机理。     

均三甲苯液相氧化制均苯三酸

介绍以均三甲苯为原料，采用液相空气氧化法制取均苯三酸的工艺方法。其工艺路线可行，便于大规模工业化生产。     

异丙苯液相催化氧化

在500 mL钛制间歇釜中,以异丙苯为原料,醋酸为溶剂,醋酸钴、醋酸锰和溴化氢为催化剂,空气为氧化剂,考察催化剂浓度和反应温度对产物组成和反应速率的影响,并分析异丙基氧化产物结构.结果表明,比较适宜的反应条件为180℃,催化剂Co和Mn与反应物异丙苯物质的量之比为0.05,该条件下,异丙苯可以完全转化,苯甲酸的收率为95%.异丙苯氧化产物主要为α-甲基苯乙烯、苯乙酮、α-甲基苯乙烯的聚过氧化物以及苯甲酸;整个氧化过程中,α-甲基苯乙烯与氧气作用形成聚过氧化物的反应是影响苯甲酸收率的关键因素;提高反应温度和增加催化剂浓度都能改变口-甲基苯乙烯的聚过氧化物的稳定性,使其开裂并最终转化为苯甲酸.     

催化加氢法合成苯甲醛研究进展

综述了国内外苯甲酸及其酯催化加氢制备苯甲醛技术的研究进展,并针对当前研究状况,提出了改进办法以及新型苯甲醛生产综合途径。     

十六烷基三甲基溴化铵催化合成苯甲酸

以高锰酸钾为氧化剂,用甲苯为原料,在搅拌条件下回流反应2h,然后依次经过减压过滤、盐酸酸化、减压过滤等步骤合成了苯甲酸,产率为65．6％。     

Simplified Free‐Radical Reaction Kinetics for p‐Xylene Oxidation to Terephthalic Acid

The kinetic models based on complex free‐radical mechanisms always involve lots of parameters, which result in model overparameterization. In this work, on the basis of free‐radical reaction mechanisms, a simplified kinetics for liquid‐phase catalytic oxidation of p‐xylene (PX) to terephthalic acid (TPA) was developed. By assuming that different peroxy radicals have equivalent reactivity, all the initiation rate constants are identical, and the differences in the rates of termination between various peroxy radicals are neglected, the kinetic model is simplified to include only six parameters that are to be determined by experiment. The kinetic model established in this paper was shown to have satisfactory precision in predicting the concentration profiles. The kinetic model proposed is even simpler than the first ‐ order kinetic model because the rate constants concerning chain propagation and termination are independent of temperature within the range investigated.     

微波加热常压下苯甲酰胺制取苯甲酸的研究

本实验在微波加热条件下进行苯甲酰胺的水解反应，并与使用传统加热方法进行了比较     

油酸的催化氧化研究

对油酸氧化制取壬二酸的得率进行了较为系统的探索,使用催化剂,在50℃,pH=±2.5时,利用一定的物理化学方法,可使壬二酸的得率达到60％,且反应温和,具备工业生产的价值。     

Co-Mn-Br催化2,6-二异丙基萘液相氧化制2,6-萘二甲酸

在高压反应釜中考察了操作方式、反应温度、金属催化剂浓度、溴浓度和反应压力对Co-Mn-Br液相催化氧化2,6-二:异丙基萘(2,6-DIPN)制2,6-萘二甲酸的影响。结果表明,半连续式操作方式比间歇式操作方式好。采用半连续操作方式时,较好的反应条件为185℃,2.0MPa,Co和Mn与2,6-DIPN的物质的量之比15:1,Br与Co和Mn的物质的量之比为1:5。在该反应条件下,得到淡黄色的产品,2,6-萘二甲酸收率达62.9%。     

对二甲苯液相催化氧化动力学实验技术

对二甲苯(PX)高温液相催化氧化是一个复杂反应过程,动力学实验研究的难点在于3个方面,即反应条件的控制,反应浆料的取样与样品的分析测试。开发了一项新颖有效的气液固三相反应实验技术,较好地解决了上述难题。该实验技术为PX氧化动力学研究以及其它烃类的液相催化氧化过程的研究提供了可靠的实验手段。     

基于苯甲酸重结晶的实验改革

针对大学生基础化学实验——“苯甲酸的重结晶”进行了实践性改革,阐述了“苯甲酸的重结晶”对提高大学生化学实践能力的重要性,分析了学生对本实验掌握不理想的原因,以提高学生的动手能力和创新能力为侧重点,提出了合理性建议,同时对实验过程进行了优化,制定了相应的设计方案。