学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

芳环上烷基取代基液相氧化的研究

作　者: 文飞
导　师: 李希
学　校: 浙江大学
专　业: 化学工程
关键词: 甲苯 2,6-二异丙基萘 2,6-萘二甲酸动力学液相催化氧化
分类号: O643.32
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 77次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

烷基芳烃的MC液相催化氧化过程是石油化工领域最重要的过程之一,它的主要特点是以Co/Mn/Br三元催化体系为催化剂,有机羧酸为溶剂,空气或氧气为氧化剂,通过液相催化氧化将烷基芳烃化合物氧化成为相应的醛或者羧酸类化合物。本文主要针对甲苯、异丙苯和2,6-二异丙基萘的液相催化氧化过程进行了研究。甲苯液相氧化过程以钴-锰-溴为催化剂,通过空气氧化甲苯制备苯甲醛。本文详细考查了不同溶剂、甲苯初始浓度、催化剂浓度、催化剂配比和反应温度对甲苯液相氧化的影响,并根据甲苯液相氧化反应机理建立了动力学模型,较好的拟合了实验数据。研究发现甲苯氧化速率和甲苯初始浓度遵循表观级数趋于零的动力学规律,甲苯初始浓度减小,苯甲醛的最高收率增加,达到此收率的反应时间减小;催化剂浓度增加,苯甲醛的最高收率也随之增加;催化剂配比对苯甲醛的最高收率影响不大,增加钴锰比会在一定程度上抑制甲苯各步反应速率;甲苯和苯甲醛的活化能相差不大,很难通过改变反应温度来提高苯甲醛的最高收率。由于2,6-二异丙基萘液相氧化过程非常复杂,所以本文首先选取异丙苯作为模型物,研究异丙苯液相氧化反应机理,并确定异丙苯初始浓度、催化剂浓度和反应温度对异丙基氧化的影响,在此基础上通过正交实验确定半连续过程2,6-二异丙基萘进料流量、催化剂浓度、催化剂配比和反应温度的影响,继而考查了助催化剂、金属离子添加剂和含氮化合物对于提高2,6-萘二甲酸收率的影响。结果发现几种因素对2,6-萘二甲酸收率的影响排序为:反应温度＞进料流量＞催化剂浓度＞钴锰配比,太高的反应温度会造成萘环开裂,反应温度太低则中间产物不能完全氧化,所以比较适合的反应温度为170℃。进料流量越小对提高产品收率越有利,不过在低流量下继续降低进料流量影响不大,合适的进料流量为5ml/min,催化剂浓度越高,2,6-萘二甲酸的收率越高,钴锰比对2,6-萘二甲酸的影响不大。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-7
缩写、符号清单、术语表  7-10
第一章前言  10-12
第二章文献综述  12-27
  2.1 甲苯氧化制备苯甲醛研究进展  12-21
    2.1.1 苯甲醛的主要生产方法  12-15
    2.1.2 甲苯液相氧化研究现状  15-18
    2.1.3 甲苯液相氧化反应机理及动力学  18-21
  2.2 2,6-萘二甲酸的研究进展  21-27
    2.2.1 2,6-萘二甲酸的生产与市场状况  22-23
    2.2.2 2,6-萘二甲酸制备方法  23-25
    2.2.3 2,6-二异丙基萘氧化的研究进展  25-27
第三章实验技术与流程  27-38
  3.1 实验装置  27-30
    3.1.1 反应装置及流程  27-28
    3.1.2 取样方法  28-29
    3.1.3 计算机控制系统  29-30
  3.2 样品分析方法  30-33
  3.3 实验步骤与数据处理方法  33-38
    3.3.1 试剂的获取与制备  33-34
    3.3.2 实验步骤  34-35
    3.3.3 搅拌转速、通气量的确定  35
    3.3.4 实验条件  35-38
第四章甲苯液相催化氧化制苯甲醛  38-54
  4.1 纯甲苯液相催化氧化  38-40
    4.1.1 不同催化剂对甲苯氧化的影响  38
    4.1.2 钴浓度变化对甲苯氧化的影响  38-40
    4.1.3 复合催化剂对甲苯氧化的影响  40
  4.2 甲苯在溶剂中的氧化  40-43
    4.2.1 催化剂对甲苯氧化的影响  40-41
    4.2.2 溶剂对甲苯氧化的影响  41-43
  4.3 甲苯液相催化氧化动力学模型  43-53
    4.3.1 初始浓度对甲苯氧化的影响  44-46
    4.3.2 催化剂浓度对甲苯氧化的影响  46-48
    4.3.3 催化剂配比对甲苯氧化的影响  48-50
    4.3.4 温度对甲苯氧化的影响  50-53
  4.4 本章小结  53-54
第五章 2,6-二异丙基萘氧化制2,6-萘二甲酸  54-74
  5.1 异丙苯液相氧化机理研究  54-64
    5.1.1 初始浓度对异丙苯氧化的影响  56-59
    5.1.2 反应温度对异丙苯氧化的影响  59-62
    5.1.3 催化剂浓度对异丙苯氧化的影响  62-64
  5.2 2,6-二异丙基萘液相氧化制备2,6-萘二甲酸  64-73
    5.2.1 正交实验与结果  64-69
    5.2.2 助催化剂对2,6-DIPN氧化的影响  69
    5.2.3 金属离子对2,6-DIPN氧化的影响  69-72
    5.2.4 含氮化合物对2,6-DIPN氧化的影响  72-73
  5.3 本章小结  73-74
第六章结论与展望  74-77
  6.1 甲苯液相氧化制备苯甲醛  74-75
  6.2 2,6-二异丙基萘液相氧化制备2,6-萘二甲酸  75-76
  6.3 尚有待进一步研究的工作  76-77
参考文献  77-82
攻读硕士学位期间发表的论文  82

芳环上烷基取代基液相氧化的研究

内容摘要

全文目录

相似论文