年产1000吨的苯甲醛生产工艺(11)

毕业论文 年产1000吨苯甲醛生产工艺

苯与Mn3+的物质的量比为1∶4，所以反应结束后油相中苯甲醛的浓度很低。从经济核算和节能考虑,油相必须循环反应至苯甲醛达到一定含量后再进行蒸馏分离。

图1-2 间接电氧化法生产苯甲醛工艺流程示意图

工艺优化结果如下。

最佳电解工艺： MnSO4浓度6.0 mol/L；电流密度100 mA/cm2；电量比110%；电解温度30℃。

最佳氧化反应工艺： MnSO4浓度7.0 mol/L；反应温度60℃；反应时间4 h。 最佳吸附工艺：吸附剂种类糖炭；吸附温度60℃；吸附剂用量6 g /100 mL；吸附时间30 min。

在最优化条件下操作，苯甲醛的循环收率达到90%以上。 B. 氧化反应动力学

根据实验结果提出Mn3+~甲苯的氧化反应体系可以看成是由两个平行反应组成：

Ka

MnSO 4 PhCH3 H2O PhCHO Mn2 HSO 4k2MnSO 4 H2O Mn2 MnO2 H HSO 4

氧化（a）歧化（b）

通过计算及实验考核，采用电氧化技术每生产1吨苯甲醛至少需耗电8500kW·h,这是该工艺工业应用的限制之一；另外，循环水相中微量苯甲醛的存在，使电解效率急剧下降，必须采用活性炭吸附，增加了生产成本，这也严重阻碍了该技术的工业推广。 1.1.7 超(近)临界流体法(SCF)

任何一种纯流体都有特定的临界点(Tc、pc、Vc)，当流体的状态处于临界点以上时，被称为超临界流体，是一种气液不分的混沌态物质，它不但具有液体的高密度、强溶解性和高传热系数，而且具有气体的低黏度和高扩散系数，并且这些性质随温度和压力的变化发生显著的突变。超临界流体内部的分子和原子处在激烈的高能量热运动状态，它能加速和促进反应物质在分子或原子水平上的化学和物理反应。最常用的超临界流体是二氧化碳和水，主要原因是这两种物质都是无毒、不燃、化学惰性、价廉易得，对环境相容性好，并且它们的临界状态容易实现，被国际学术界称为超级绿色技术。近年来，超临界流体中的化学反应已引起广泛关注，成为超临界流体研究前沿和热点。 A. 超临界二氧化碳法

超临界二氧化碳(SCCO2)具有适中的临界常数(Tc=31.3℃,pc=7.39 MPa)，对氧气、甲苯和苯甲醛均有较大的溶解度，二氧化碳无毒，对环境友好。因此，用SCCO2作为反应介质，可以使原来的非均相反应转变为均相反应，大大提高反应速率和反应效率。作者研究了在无催化剂条件下，用过氧化氢作为氧源，甲苯在SCCO2中氧化生成苯甲醛的工艺条件(反应温度、反应压力、反应时间、过氧化氢用量)对苯甲醛收率的影响以及氧化反应动力学，以期能找到一种环境友好的直接合成苯甲醛的新方法，工艺流程见图1-4。