有机物液相氧化反应是许多化学品的主要生产方法之一,如甲苯液相氧化制苯甲醛、环己烷液相氧化制KA油和环己酮液相氧化制己二酸等。有机物液相氧化是气液两相反应过程,对于快速的复杂氧化反应,其反应速率和氧化反应产物收率或选择性与气液相传质速率密切相关,因此开发和设计合适的气液相氧化反应器和反应工艺一直是该领域的研究热点。微反应器技术近年来在许多应用领域得到了突飞猛进的发展。它具有高效混合、传质和传热性能良好及停留时间可调等优点,因此在有机物液相氧化反应中已经展现出了巨大的应用前景。本文将在微通道反应器中进行甲苯液相氧化制苯甲醛、环己烷液相氧化制KA油和环己酮液相氧化制己二酸的工艺研究；并利用在线红外技术测定高温下己二酸在相关溶剂中的溶解度。在内径为0.762mm、长度为20 m的微通道反应器中进行了甲苯液相空气氧化反应,考察了表观液体流速、表观气体流速、温度、压力和催化剂用量等因素对氧化产物浓度、甲苯转化率和苯甲醛选择性的影响。实验发现,表观液体流速对反应结果有直接影响。表观液体流速在0.002 m/s～0.005 m/s范围内,甲苯转化率大于10%时,苯甲醛选择性仍能保持30%以上,对应苯甲醛最高收率为4.13%。表观气体流速对反应结果整体上影响较小。反应温度、反应压力和催化剂用量适当升高(增大)有利于反应的进行,但过高(大)则会加深副反应程度,影响苯甲醛收率。改用纯氧为氧化剂后,可提高甲苯转化率,但会降低苯甲醛选择性。进行了反应动力学模拟并与实验值进行了比较。由金少瑾动力学模型计算得到的结果与实验结果在描述不同反应条件对甲苯氧化产物浓度影响的变化规律上,两者之间有较好的一致性。在上述微通道反应器中,研究了环己烷液相纯氧氧化的反应过程,考察了表观液体流速、表观气体流速、温度、压力和催化剂用量等因素的影响。在环己烷和氧气表观流速分别为0.004m/s和1.800 m/s、温度165 C、压力1.4 MPa、环己酮加入量0.2 wt.%和环烷酸钴(Ⅱ)浓度为10 ppm时,环已烷的转化率为4.57%,环己醇和环己酮选择性分别为61.72%和34.87%,对应KA油选择性为96.59%；己二酸选择性小于3.00%。在上述微通道反应器中进行了环己酮液相纯氧氧化制已二酸的新工艺研究,以环己烷为溶剂,考察了原料中环己酮质量分数、表观液体流速、表观气体流速、温度、压力和催化剂用量等因素的影响。在环己酮质量分数w1=0.8、表观液体流速为0.004 m/s、表观气体流速为1.800 m/s、温度110℃、压力0.7 MPa、乙酰丙酮钻(Ⅱ)和NIHPI浓度分别为200 ppm和100ppm时,环己酮的转化率为18.32%,己二酸选择性达到93.07%,对应己二酸收率为17.05%。为己二酸合成新路径提供基础数据,测定了303.0 K～378.5 K温度范围内己二酸在环已酮+环己烷混合溶剂和303.0 K～353.0 K温度范围内在环己醇+环己酮混合溶剂中的溶解度。在相同温度下,己二酸在环己酮+环己烷混合溶剂中的溶解度随混合溶剂中环己酮质量分数的增加而增大；而在环己醇+环己酮混合溶剂中,当环己酮质量分数为w3=0.4时己二酸的溶解度达到最大值,这种现象被称为混合溶剂的最大溶解度效应。建立了一种使用在线红外光谱技术(in-situ FTIR)测定较高温度下溶解度的方法,验证了方法可靠性,并利用该方法测定了303.0 K～388.8 K温度范围内己二酸在纯环己醇和纯环己酮溶剂中的溶解度。结果表明,在线红外光谱法测定溶解度过程无需取样的优点,可以最大程度上减少取样过程中的溶剂挥发及取样误差等因素引起的数据偏差。应用Wilson方程、Apelblat方程和λh方程对溶解度进行了关联。结果表明,Wilson方程和Apelblat方程均有较好的关联效果,平均相对偏差均小于5.0%。运用Van’t Hoff方程对己二酸在上述溶剂中的溶解过程进行了热力学计算,获得溶解焓、溶解熵与Gibbs自由能变(ΔDisG°)。