超臨界二氧化碳中甲苯的選擇性氧化反應(yīng)研究.pdf

1、苯甲醛是重要的化學(xué)中間體,在化工領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用,傳統(tǒng)的苯甲醛生產(chǎn)方法存在純度低,產(chǎn)率低等不足,限制了苯甲醛的生產(chǎn)和應(yīng)用。在超臨界流體中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)具有產(chǎn)物易分離,選擇性高,反應(yīng)速度快等特點(diǎn)。因此,利用超臨界流體的特殊性質(zhì)改善傳統(tǒng)反應(yīng)過(guò)程,成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。本文以甲苯和氧氣為原料,對(duì)超臨界二氧化碳中甲苯的選擇性氧化反應(yīng)進(jìn)行了系統(tǒng)研究,實(shí)現(xiàn)了在超臨界二氧化碳中苯甲醛的選擇性合成。
　　 本文首先采用高溫高壓可視相平衡裝置,考察

2、了甲苯、苯甲醇、苯甲醛以及苯甲酸等在超臨界二氧化碳中的溶解性能。結(jié)果表明,甲苯在超臨界二氧化碳中的溶解度較大,在反應(yīng)條件下能與二氧化碳形成均相；苯甲醇、苯甲醛和苯甲酸在超臨界二氧化碳中的溶解度隨著物質(zhì)極性的增強(qiáng)而降低。利用不同產(chǎn)物的溶解性差異,可實(shí)現(xiàn)超臨界二氧化碳中甲苯的選擇性氧化。對(duì)超臨界二氧化碳無(wú)催化劑體系甲苯氧化反應(yīng)進(jìn)行了系統(tǒng)研究,依次考察了反應(yīng)時(shí)間,體系壓力、反應(yīng)溫度以及反應(yīng)物料配比對(duì)反應(yīng)選擇性、轉(zhuǎn)化率的影響,確定了較為適宜的工

3、藝條件。并且,對(duì)不同體系下甲苯氧化反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行了對(duì)比研究。結(jié)果表明,在超臨界二氧化碳體系中,過(guò)度氧化反應(yīng)得到了抑制,苯甲醇、苯甲醛和苯甲酸三種氧化產(chǎn)物的總選擇性約為氮?dú)怏w系中的3倍。為了改善超臨界二氧化碳中甲苯氧化反應(yīng)過(guò)程,對(duì)超臨界二氧化碳中甲苯催化氧化反應(yīng)進(jìn)行了初步探索。研究發(fā)現(xiàn),加入催化劑后,苯甲醛的選擇性可達(dá)到25％,與無(wú)催化劑體系相比,甲苯的轉(zhuǎn)化率可提高2-3倍。研究還發(fā)現(xiàn),催化劑存在條件下,150℃時(shí),甲苯氧化反應(yīng)依然能保持較