CoX型分子篩懸浮空氣氧化苯乙烯合成環(huán)氧苯乙烷工藝放大研究.pdf

1、苯乙烯氧化是生產環(huán)氧苯乙烷和苯甲醛的綠色清潔工藝，該反應會依所用氧化劑和催化劑的不同而得到不同類型的副產物。有研究表明，以Co2+離子與分子篩離子交換物為催化劑，O2為氧化劑的苯乙烯催化氧化反應，其產物主要為環(huán)氧苯乙烷和苯甲醛，兩者均為重要的化工原料，廣泛應用于多種領域。該反應體系具有催化活性高、反應條件溫和、成本較低及基本無環(huán)境污染等優(yōu)點，有“綠色技術”之稱，值得對其進行深入的研究。作為河南省基礎與前沿技術研究計劃項目(編號：0923

2、00410062)的一部分，本文在南京工業(yè)大學小試研究基礎上，使用南京工業(yè)大學制備并提供的高活性、高穩(wěn)定性的CoX催化劑，進行了以O2為氧源的苯乙烯催化氧化合成環(huán)氧苯乙烷和苯甲醛的實驗室逐級放大研究，內容包括：苯乙烯催化氧化過程的反應液分析；實驗室逐級放大研究，包括放大實驗所用反應器設計及放大工藝條件研究；該反應體系的宏觀動力學研究。研究不僅具有一定的學術理論意義，也為該反應體系的進一步放大及最終的工業(yè)化提供了基礎數據。
　　

3、建立了一種同時測定苯乙烯催化氧化反應液中的苯乙烯、環(huán)氧苯乙烷和苯甲醛的氣相色譜分析方法。該法以正庚烷為內標物，在DB-1毛細管色譜柱上進行分離，使用氫火焰離子化檢測器。方法的回收率98～101.5％，相對標準偏差小于2.0％，苯乙烯、環(huán)氧苯乙烷和苯甲醛的檢出限分別為：0.12 mg/L、0.17 mg/L及0.25 mg/L，相應的線性范圍分別為：0.15～20.85 g/L、0.31～9.24 g/L及0.25～8.57 g/L。

4、r>　　 在南京工業(yè)大學研究基礎上進行了實驗室逐級放大研究，實驗規(guī)模由50 ml分別放大到100ml、500ml和1000ml。認為系統(tǒng)中氧氣的傳質分布優(yōu)劣是影響放大實驗中苯乙烯轉化率及環(huán)氧苯乙烷、苯甲醛選擇性的敏感因素。設計出了一種適用于該反應體系的塔式鼓泡反應器，考察了放大實驗中影響苯乙烯轉化率及環(huán)氧苯乙烷、苯甲醛選擇性的主要因素，確定了較佳的放大工藝條件。在所確定的較佳放大實驗條件下所進行的重復實驗表明：反應進行2～3 h時，苯

5、乙烯轉化率已達59.3％，環(huán)氧苯乙烷和苯甲醛的總選擇性為92.0％，實驗結果便可達原50ml小試水平；反應進行6 h時，苯乙烯轉化率可以提高到80.0％左右，較小試實驗反應結束62.5％的轉化率有很大提高。
　　 對苯乙烯催化氧化反應的表觀動力學進行了研究。研究得到80～100℃范圍內苯乙烯消耗速率方程為：r=-dCA/dt=0.755e-14.57×10-3/RTCA.0e-(0.755e-14.57×10-3/RT)t，其中