年产1000吨的苯甲醛生产工艺(9)

毕业论文 年产1000吨苯甲醛生产工艺

1.1.2 甲苯的气相氧化法[6]

甲苯的气相催化氧化属于多相催化过程，产物主要有苯甲醛、马来酸、碳氢化物等。目前，甲苯气相氧化反应采用固定床或流化床反应器，用空气、O2或O3作氧化剂，在350~550℃之间进行，同时可适当提高空速或通惰性气体，以降低甲苯深度氧化程度，提高苯甲醛的选择性。该法操作相对简单，不需要昂贵的化学原料，产物也不含氯。

迄今为止，人们对甲苯的气相氧化制苯甲醛的研究主要集中在催化剂的选择上，这些催化剂大致可分为简单氧化物催化剂和复合氧化物催化剂。

最早使用的金属氧化物催化剂是V2O5，后来人们又对Bi、Li、P、Zn、Zr、Co、Mo、Pb、Fe、Cu等元素的氧化物对甲苯氧化反应的催化作用进行了研究。许多研究结果表明，简单氧化物作催化剂，苯甲醛的产率很低。

目前，甲苯选择性氧化制苯甲醛的催化剂，选择复合型化合物为催化剂，氧化物之间的相互作用促使生成新的晶格，成为活性中心，或通过相互作用成为多功能催化剂，从而使催化反应连续进行。在众多复合型催化剂中，选择性较好的有: NiMoO4、V Ag O、K2SO4V2O5、U Mo O等。

20世纪中叶，出现了钼金属氧化物催化剂，如: Mo Fe O、Mo Bi O、Mo Li O、MoCu O、Mo Zr O、Mo V O等，使催化氧化反应的选择性大大提高。文献[7]报道,选用B、V、Mo、W等金属的二元复合氧化物作催化剂，并加入TiO2、CuO、MoO3等第三种物质作载体，发现V2O5Bi2O3是一种既具有活性，又不乏选择性的催化剂。一些含Ag的催化剂，如Ag CoO、Ag Ni O、Ag Pt、Ag Pd等，在4%的甲苯转化率时，苯甲醛的选择性最高可达100%。

此外，多组分的氧化体系如: Cu Mo WO/SiO2、Mo Cu Zr Al/SiO2也被广泛研究，苯甲醛的选择性大大提高。且加入30%~35%的K2SO4可以增加催化剂的活性，并且减弱催化剂表面的酸性，可防止甲苯的深度氧化。

甲苯气相氧化制苯甲醛仍存在不少问题，如反应条件苛刻、苯甲醛的选择性与甲苯的转化率始终无法得到很好统一。另外，如何合理应用催化剂中的晶格氧参与反应以及利用固定床、流化床和移动床提升管技术，优化反应生产条件等都是需要研究的课题。 1.1.3 甲苯的液相氧化法[8]

与气相氧化相比，甲苯的液相氧化不会产生CO2气体，且尾气中不夹带甲苯，更适合于空气或氧气的循环，但有关操作方面的文献内容十分有限，且大多只在专利中才有所谈及。液相氧化甲苯的工艺，过去大多用于羧酸的制备，虽然苯甲醛是一个中间产物，但含量很低。如果反应在乙酸介质中进行，并用乙酸钴作催化剂，溴化钠作助催化剂就有可能获得较高产量的苯甲醛。在此基础上改进苯甲醛的生产工艺，提高苯甲醛的产率，以乙酸钴作催化剂，溴化钠作助催化剂对甲苯液相氧化的各种参数研究后得出：在适当的条件下，如果控制甲苯的转化率在20%，更可以获得40%的苯甲醛产率。 1.1.4 苯甲醇氧化法[9]

通过苯甲醇氧化制备苯甲醛的方法，现在着重研究借助相转移催化剂和电解反应。由于加入相转移催化剂，使得有机相和水相的反应更充分，再加上电解反应可循环性，使整个工艺更有利于环境保护。这种方法不仅克服了有机相中直接电解耗能高、产率低等缺点，还因可循环、易控制，从而大大降低了污染物的排放。