苯甲醛生產(chǎn)綠色工藝研究.pdf

1、苯甲醛是一種重要的有機(jī)中間體,目前甲苯氯化水解仍然是苯甲醛的主要生產(chǎn)路線,但存在產(chǎn)品收率低、質(zhì)量差和污染嚴(yán)重等缺陷.該文通過(guò)系統(tǒng)研究氯化和水解兩個(gè)關(guān)鍵反應(yīng)步驟的工藝和動(dòng)力學(xué),力求為開(kāi)發(fā)甲苯氯化水解生產(chǎn)苯甲醛清潔工藝奠定基礎(chǔ).因?yàn)閿M采用新型反應(yīng)精餾耦合技術(shù)進(jìn)行芐叉二氯的生產(chǎn),研究氯化芐氯化工藝和動(dòng)力學(xué)對(duì)于反應(yīng)精餾塔的設(shè)計(jì)很有必要.在內(nèi)環(huán)流反應(yīng)器中,通過(guò)改變反應(yīng)溫度和通氯量,考察了對(duì)氯化芐轉(zhuǎn)化率和芐叉二氯收率的影響,實(shí)測(cè)了在芐川三氯含量低于

2、2％的范圍內(nèi)氯化芐、芐叉二氯、芐川三氯的濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系,發(fā)現(xiàn)采用氯化芐氯化生產(chǎn)芐叉二氯的產(chǎn)物分布與甲苯直接氯化有所不同,芐川三氯含量為2％時(shí)所對(duì)應(yīng)的芐叉二氯含量達(dá)到65％,遠(yuǎn)高于甲苯直接氯化的值,這對(duì)于目的產(chǎn)物芐叉二氯的生產(chǎn)是有利的,同時(shí)也為芐叉二氯生產(chǎn)工藝條件的確定提供了依據(jù).通過(guò)對(duì)氯化芐光氯化反應(yīng)機(jī)理和宏觀狀態(tài)的分析,建立了氯化芐氯化的連串反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型.經(jīng)參數(shù)估計(jì),得出了連串反應(yīng)的宏觀反應(yīng)速率常數(shù)和活化能,在95℃~125℃

3、溫度范圍內(nèi),兩步反應(yīng)活化能分別為E<,a1>=28.14kJ/mol、E<,a2>=58.37kJ/mol,模型與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好.芐叉二氯的水解是一個(gè)非均相氣—液—液反應(yīng),為避免原有鋅鹽催化劑可能造成的重金屬污染,采用一種新型相轉(zhuǎn)移催化劑,進(jìn)行了芐叉二氯水解反應(yīng)可行性、反應(yīng)工藝及動(dòng)力學(xué)的研究.結(jié)果表明,這種催化劑對(duì)水解反應(yīng)的催化效果好,反應(yīng)速度快、產(chǎn)品收率高,是完全適用的;通過(guò)改變反應(yīng)溫度的實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)溫度提高可以加快水解速度,適宜的水

4、解溫度應(yīng)該在100℃至沸騰溫度之間,溫度的提高對(duì)苯甲醛的選擇性沒(méi)有影響;分別用新鮮水和鹽酸作為水解介質(zhì)進(jìn)行比較試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)循環(huán)鹽酸完全可以充當(dāng)水解介質(zhì),對(duì)反應(yīng)速度和苯甲苯收率均無(wú)不良影響.這些工藝研究的結(jié)果,均為水解工藝的清潔化提供了依據(jù).根據(jù)水解反應(yīng)的特點(diǎn),提出了簡(jiǎn)化的芐叉二氯水解反應(yīng)擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,經(jīng)參數(shù)估計(jì),得出了水解反應(yīng)的宏觀反應(yīng)速率常數(shù)和活化能,在90℃~110℃溫度范圍內(nèi),反應(yīng)活化能為E<,1>=17.73kJ/mol,模型