焦化甲苯液相氧化.pdfVIP

摘 要 本文主要对采取萃取精馏工艺处理焦化粗苯过程得到的焦化甲苯的液相非 均相催化氧化反应进行了研究，并与以石油甲苯为原料的氧化反应进行了对比， 结果表明：在相对温和的反应条件下，即氧气压力1.0MPa，反应温度413K ，石 油甲苯和焦化甲苯均可达到较高的转化率。 具体的研究内容如下： （一）石油甲苯液相非均相催化氧化反应实验结果表明：在不加入溶剂和助 剂的条件下，UOy 可直接催化氧化液相甲苯，但其反应引发温度在433K 以上。 当反应温度为463K ，氧气压力为1.0MPa 时甲苯转化率为66.37%，苯甲酸的选 择性为 93.45% ；若以UOx 为催化剂，NaBr 为促进剂，醋酸为溶剂时，甲苯的 转化率为100.00%，产品中苯甲醛和苯甲醇的选择性分别为64.06%、25.32% 。 （二）焦化甲苯液相非均相催化氧化反应实验结果表明： [UO /W(NO ) ·xH O]/[NaBr]/[ 乙 酸 ] 或 [Co(CH COO) ·4H O/ y 3 3 2 3 2 2 Mn(CH COO) ·4H O/W(NO ) ·xH O]/[NaBr]/[ 乙酸] 催化体系中，在氧气压力 3 2 2 3 3 2 1.0MPa， 413K 的条件下反应4 小时，焦化甲苯的转化率均可达到 100.00 % ； 前者苯甲醛和苯甲酸的总选择性高在99.52% 以上。 （三）通过实验研究，探讨了石油甲苯和焦化甲苯液相非均相催化氧化的 反应机理, 结果表明 U-W 具有协同效应，在很大程度上促进了焦化甲苯的氧化 反应。反应过程中的溴化物转化为Br2 并按照自由基历程促进甲苯活化，从而提 高反应速率，降低反应的引发温度。 实验结果表明[UO /W(NO ) ·xH O]/[NaBr]/[乙酸]催化氧化体系对石油甲苯 y 3 3 2 和焦化甲苯的转化率均可达到100.00%，同时通过理论分析证明了甲苯氧化反应 的自由基机理。以焦化甲苯为原料进行氧化反应，可降低生产成本，具有较好的 经济与环保效益。 关键词：焦化甲苯；非均相；催化氧化；机理；溴化钠 ABSTRACT The liquid-phase heterogeneously catalytic oxidation of the coking toluene produced by extraction distillation has been investigated in this study, and copared it with petrotoluene. Results indicated that the conversion rates of the petrotoluene and the coking toluene were high even under the moderate conditions (the pressure of oxygen is 1.0MPa, at 413K). Details of the studies are as follows: Firstly, the results of liquid-phase heterogeneous oxidation of petrotoluene suggested that UOy had the ability of inducing the liquid-phase oxidation of toluene, with the major product of benzoic acid at a temperature higher than 433K. Petrotoluene conversion was 66.37%, and benzoic acid selectivity was