氧氣—苯甲醛—NaOH水溶液三相氧化萃取過程傳質(zhì)的研究.pdf

1、本文以氧氣—苯甲醛—NaOH水溶液為實(shí)驗(yàn)物系，對(duì)苯甲醛在無任何催化劑的情況下液相氧氣氧化生產(chǎn)苯甲酸和用NaOH水溶液將苯甲酸萃取出去的這一氣—液—液三相氧化反應(yīng)萃取集成過程的傳質(zhì)做了研究，為氧氣既作為反應(yīng)物之一又作為擾動(dòng)動(dòng)力的新型氣液液反應(yīng)萃取過程的研究提供理論基礎(chǔ)。 首先，在半間歇反應(yīng)釜內(nèi)對(duì)氧氣在NaOH水溶液和甲苯中的吸收情況進(jìn)行了研究，通過氧氣在水相和油相中的吸收情況的比較，發(fā)現(xiàn)油相吸收氧氣的速率大于水相吸收氧氣速率的40

2、倍以上，油相吸收的氧氣量遠(yuǎn)大于水相吸收的氧氣量。因此當(dāng)油水兩相共存時(shí)，只要?dú)狻徒缑娣e＞氣—水界面積時(shí)，氧氣可認(rèn)為只被油相吸收，水相直接吸收量可略。 其次對(duì)苯甲醛在無任何催化劑下的液相氧氣氧化的本征反應(yīng)動(dòng)力學(xué)做了研究。通過觀察溫度、攪拌轉(zhuǎn)速、反應(yīng)物濃度等因素對(duì)苯甲醛氧化的影響，發(fā)現(xiàn)溫度為70℃為最佳反應(yīng)溫度，低于70℃則反應(yīng)較慢，高于70℃反應(yīng)速率增加幅度不大且增加了能耗；隨著反應(yīng)物濃度增加，反應(yīng)速率增大，當(dāng)苯甲醛濃度大于4mo

3、l/L時(shí)反應(yīng)速率增加變慢。對(duì)苯甲醛在無任何催化劑下的氧化反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，證明反應(yīng)對(duì)苯甲醛濃度為1級(jí)反應(yīng)，對(duì)溶解氧濃度為0.5級(jí)，反應(yīng)速率方程為r=CRCMOCO21/2。 再次重點(diǎn)對(duì)氣—液—液反應(yīng)萃取集成過程的傳質(zhì)做了研究，發(fā)現(xiàn)隨著攪拌轉(zhuǎn)速的增加，氧氣消耗量明顯增加，攪拌速度越大增加幅度也越大。隨著溫度增加，水相苯甲酸濃度也大大增加。同一反應(yīng)溫度下，苯甲酸濃度隨反應(yīng)時(shí)間基本上呈線性增加。苯甲醛濃度越高，水相中苯