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在综述苯甲醛各种制取方法的研究现状及进展的基础上,对甲苯液相空气氧化法制取苯甲醛进行了改进研究。重点考察了组合型气-液-固非均相反应器的特征和交替氧化新方法的工艺条件。
交替氧化工艺条件的研究表明:主催化剂以乙酸锰和氯化钴的催化效果最好,此时苯甲醛的选择性和收率较高;助催化剂以溴化钾较好,因为它可缩短诱导期,加快反应速度,提高苯甲醛的选择性。较适宜的工艺条件为:主催化剂乙酸锰和氯化钴的用量与甲苯的重量比为0.13﹪,助催化剂溴化钾为0.0035﹪,溶剂乙酸为10.0﹪,引发剂苯甲醛为1.0﹪,反应温度120℃,反应压力1.0MPa,反应时间3小时,此时苯甲醛的单程收率可达21.4﹪,比文献值4﹪-6﹪提高了3-5倍。
空气和氧气交替氧化的方法也同时解决了甲苯的气相损失问题及方便确定氧化反应终点。
吡啶的添加可抑制苯甲酸的生成,其用量为0.01﹪。
回收3次后的催化剂对苯甲醛的收率没有明显的变化,这样可降低三废处理的费用。
通过对组合型气-液-固非均相反应器的研究,获得了反应器的几何尺寸、搅拌速度等参数及其放大模型。该反应器能使气-液-固三相反应接近于均相,强化了氧、甲苯、催化剂的接触,大幅度提高了苯甲醛的收率。