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《間二甲苯氧化動力學(xué)與混合氧化新工藝研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文間二甲苯氧化動力學(xué)與混合氧化新工藝研究姓名：張永昭申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：化學(xué)工程指導(dǎo)教師：李希20060501浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要間苯二甲酸(PIA)是聚酯工業(yè)的重要原料，目前主要采用間二甲苯(Mx)液相催化氧化法生產(chǎn)，以醋酸為溶劑，醋酸鈷、醋酸錳為催化劑，溴化氫為促進劑，空氣為氧化劑。MX液相催化氧化是一個典型的自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，苯環(huán)上的兩個甲基先后被氧化為相應(yīng)的醛、酸，最后生成問苯二甲酸。本文采用專門的氧化動力學(xué)實驗技術(shù)，系統(tǒng)考察了反應(yīng)物濃度、催化劑組成、催化劑濃度、溫度對反應(yīng)的影響。發(fā)現(xiàn)MX在氧化過程中存在著濃度效應(yīng)，反
2、應(yīng)速率隨著反應(yīng)物濃度的降低變化不明顯，反應(yīng)級數(shù)介于O～1之間，歸納出MX氧化的雙曲型動力學(xué)模型；實驗表明，鈷錳金屬離子催化劑存在著協(xié)同效應(yīng)，有一個最佳的配比；在Co=200ppm，Co門Ⅵn／B仁1／3，3條件下，得到各步反應(yīng)的活化能介于50kJ／mol～60kJ／mol之間，其中間羧基苯甲醛(3--CBA)氧化為間苯二甲酸(PIA)的反應(yīng)的活化能最大，受溫度的影響最明顯。將間二甲苯與對二甲苯的氧化動力學(xué)進行比較發(fā)現(xiàn)，由于芳烴上兩個取代基相對位置的不同，使得二者的各步反應(yīng)速率、催化劑的組成對反應(yīng)的影響都存在著一定的差別。c8芳烴中Mx的含量最高，大部
3、分的MX通過異構(gòu)化生產(chǎn)對二：甲苯(PX)。本文提出了MX、PX混合氧化生產(chǎn)PIA的構(gòu)想。研究表明，一定比例的Mx、PX混合溶液，在一定催化劑條件下，Mx、PX分別按照各自的反應(yīng)路徑氧化為PIA和PTA，但二者的各步反應(yīng)也是相互影響的。由于PIA、PTA高溫下在水中的溶解度相差很大，而且PTA在水中的溶解度隨溫度的變化非常明顯，因此可以采用結(jié)晶分離的方法將PIA和PTA進行分離，從而得到廉價的PIA。關(guān)鍵詞：間二甲苯、間苯二甲酸、液相催化氧化、反應(yīng)動力學(xué)、混合氧化浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文Abstractlsophthalicacidisanimportan
4、trawmaterialinthepolyeasterindustry．Themostpopularmethodofproducingisophthalicacidistheliquid-phasecatalyticoxidationofm-xylene，inwhichaceticacidisusedassolvent．cobalt／manganese／bromideascatalyst．Thetwomethylsareoxidizedintocorrespondingaldehydeandacid．Inthispaperamechanismmode
5、lisusedtodescribetheoxidationofm-xylene．Theeffectofreactantconcentration，catalystcomposition，catalystconcentrationandtemperatureontheoxidationisinvestigated．ItisfoundthattheoxidationFateofm—xylenedoesnotvarysignificantlywiththevariationofm—xyleneconcentration．Thereexistsanoptim
6、alratioofcobaltandmanganese．Theactivationenergiesoffourstepsrangefrom5010／moltO60kJ／m01．Amongthem．theactivationenergyof3一carboxybenzaldehydetoisophthalicacidstepisthehighest．Becauseofthedifferenceofthepositionoftwomethylstheoxidationcharacterofm—xyleneandp-xylenealsohassomediff
7、erence．Thecontentofm-xyleneisthehighestamongtheC8aromatichydrocarbon．YetmostisisomerizedtOproducep-xylene．InthispaperanovelprocesstoproducecheapPIAisproposed．Inthisprocessthemixtureofm—xyleneandp-xyleneisoxidized．Thefeasibilityexperimentsshowthatthem-xyleneandp-xyleneisoxidized
8、throughtherespectivereactionpathintoPIAandPTA．Thesolub
