肉桂醛水解制苯甲醛反应精馏新工艺的基础研究

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1、肉桂醛水解制苯甲醛反应精馏新工艺的基础研究ThebasicresearchofreactivedistillationforBenzaldehydeproductionfromthehydrolysisofCinnamaldehyde学科专业：化学工程研究生：韩明恩指导教师：李洪副研究员天津大学化工学院二零一四年六月万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构

2、的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据摘要随着食品安全

3、事件的频繁发生，作为世界第二大消耗量的香料苯甲醛也受到人们的关注，需要探索出一条更加清洁、高效和经济的生产工艺。本文利用改进的Rose-Williams汽液平衡釜与减压系统连接，通过测量苯-甲苯二元体系常压下的二元汽液相平衡数据，实验结果与文献值吻合较好，完成了该装置可靠性的校验。用该装置测量了肉桂醛-苯甲醛二元体系在10、20和30kPa下的二元汽液相平衡数据，并运用Herington面积法与VanNess点检验法，对实验数据热力学一致性进行检验，结果显示通过。对上述实验数据进行热力学性质的分析，采用不同的模型回归得到

4、了相应的热力学参数，同时将汽液平衡数据与实验数据进行对比，结果显示从气相组成的平均相对偏差来讲，Wilson模型优于NRTL和UNIFAC模型预测效果，但对于最大相对偏差，三者之间的差距不大。总体来讲，三个模型都能较好地关联减压条件下该二元体系的汽液相平衡数据。本文以肉桂油为原料，经过减压精馏提取出高浓度的肉桂醛，使用D296型阴离子交换树脂为催化剂，进行了肉桂醛碱性水解制取苯甲醛的工艺研究。通过单因素实验方法研究了碱性水解的主要影响因素（温度、催化剂用量和水用量）对肉桂醛转化率的影响，并通过正交实验获得最优的反应条件为

5、：反应温度70℃，水与肉桂醛质量比100：6，催化剂与肉桂醛质量比为4：1，该最优条件下的肉桂醛转化率为82.94%。通过对温度为50、60、70和80℃，D296催化剂下肉桂醛的水解反应动力学进行研究，结果表明，此反应表现为一级反应，活化能为25.71kJ/mol。最后，本文应用化工流程模拟软件AspenPlus，对反应精馏法制取苯甲醛过程进行了工艺模拟计算，结果显示，反应精馏塔的塔釜物流中可以得到质量分数为99.9%的苯甲醛产品，为实际的生产工艺流程的设计工作提供了很好的借鉴。关键词：肉桂醛;苯甲醛;汽液平衡;碱性水

6、解；动力学;反应精馏万方数据AbstractWiththefrequentoccurrenceoffoodsafetyincidents,benzaldehydealsoattractsmorepeople'sattentionasthesecondlargestconsumptionofspeciesintheworld.Toexploreacleaner,moreefficientandeconomicalproductionprocessisveryrequired.Inthispaper,amodifiedRos

7、e-Williamsstillwaswellconnectedwithadecompressionsystem.Tocheckupthereliabilityofdevice,theisobaricvapor-liquidequilibrium(VLE)dataofbenzeneandtolueneunderatmosphericpressurewasmeasuredwiththeequipment.Theexperimentaldataagreedwellwiththereporteddata,whichshowedt

8、hedevicewasreliable.ThenthebinaryVLEdataofthemixtureofcinnamaldehydeandbenzaldehydeunder10,20and30kPaweremeasuredwiththisequipment.Thethermodynamicconsistencyo