苯乙烯氧化制备苯甲醛的新工艺研究

《苯乙烯氧化制备苯甲醛的新工艺研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、湖南大学硕士学位论文苯乙烯氧化制备苯甲醛的新工艺研究姓名：聂亮申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：周小平20060521摘要苯甲醛是最简单也是最有工业用途的芳香醛之一，在医药、香料、农药、染料等工业中用途甚广。目前，我国生产的苯甲醛大部分由二氯化苄水解工艺生产，其产品中都含有氯化物，因此限制了苯甲醛在香料和医药工业中的大量应用。本论文探讨了一种从苯乙烯氧化制备无氯苯甲醛的新工艺。在本论文中，我们首先在釜式反应器中用合成的钛硅系列催化剂进行苯乙烯分子氧氧化反应，得到了苯甲醛、甲醛、苯乙酮、苯乙醛、聚合物等产物。通过对催化剂的筛选，溶剂效应研究以及后续的自由基引发剂和阻聚剂的研究，在

2、催化剂Ti02／si02上，反应温度为100"C，反应压力为1．0MPa和加入5．O％的硝基苯的反应条件下，苯乙烯的转化率为70．9％，苯甲醛的选择性为75．3％，比相同条件下的空白实验的转化率和选择性要高(19．5％和48．7％)。不同基团取代的苯乙烯也可通过此反应体系发生氧化反应，反应的结果与取代基团的电性有关。我们随后又在连续流动管式反应器中对反应进行了研究，在氧气作氧化剂的条件下，通过对不同配比的钛硅催化剂的筛选，我们发现随着钛含量的增加，反应转化率增加。在Ti02／Si02(8／2)催化剂上，反应温度为80"C，反应压力为1．0MPa的反应条件下，苯乙烯的转化率为53．2％，

3、苯甲醛的选择性为94．1％。在钛硅催化剂掺杂其他元素的条件下，Zr和w的引入没有提高催化剂的活性，而v和Mo的引入直接导致了大量聚合物的生成。在空气作为氧化剂的条件下，由于其含氧量少而降低了苯乙烯的转化率，提高尾气的流量或空气的压力能在一定程度上提高苯乙烯的转化率，而增加苯乙烯的流量会导致反应转化率降低。通过对反应机理的研究，发现苯甲醛和甲醛是主要的产物，而苯乙酮，苯乙醛，环氧苯乙烷和聚合物是后续产物。苯乙烯和氧气接触生成过氧化物中间体是整个反应的第一步，当过氧化物中间体通过与催化剂接触分解为苯甲醛和甲醛后，生成的醛类会被氧化生成过氧酸。过氧酸可以和苯乙烯反应生成环氧苯乙烷，另外过氧酸

4、还分解生成含氧自由基，生成的自由基会与苯乙烯反应生成苯乙酮、苯乙醛和引发产生聚合物等。反应中加入自由基引发剂后，主要生成的是聚合物，而在反应中加入阻聚剂硝基苯后，聚合反应得到了很大的抑制。关键词：苯乙烯氧化；苯甲醛；催化剂ll硕士学位论文AbstractBenzaldehydeisoneofthemostimportantandusefularomaticaldehydesinindustry，anditcanbewidelyusedinpharmatech，flavor，pesticide，anddyestuffindustries．Atpresent，mostofthebenzal

5、dehydeinchinaisproducedthroughdichlorotoluenehydrolyzationprocess．Theproducthaschloride．SOitisrestrictedtobeusedintheflavorandpharmatechindustry．Thispaperdiscussedanewprocess．Inthisprocess，styreneisoxidezedtobcnzaldchydewithoutchlorideformation．Inthispaper，Wefirstlycarriedoutthisreactioninbatchr

6、eactor．StyrenewasoxidizedtobenzaldehydeandformaldehydeoverTiOxSiOycatalyst，andbenzylmethylketone，bcnzylacetaldehyde，andpolymerwerealsodetectedasby—products．Throughcatalystfiltration，solventeffectstudy，radicalinitiatorandinhibitorstudy，higherstyreneconversion(70．9％)andhigherbenzaldehydeselectivit

7、y(75．3％)wereobtained(withoutcatalyst19．5％and48．7％1at100"(2and10armofoxygenpressurewiththeadditionof5．O％nitrobenzeneoverTi02／Si02catalyst．Styreneanalogueswerealsooxidizedunderthisreactioncondition．Thereactionwasalsocarriedout