基于超临界水氧化法处理丙烯腈的研究

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1、天津大学硕士学位论文超临界水氧化法处理丙烯腈的研究姓名：刘皓申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：张明杰;袁梦欣2002.1.1，●《、天滓大学硕士研究生论文摘要本论文利用一套连续式装置进行了丙烯腈的超临界水氧化的研究。在高于水的I临界点(Tc=647．5K，Pc=2205MPa)的温度和压力卜，用氧气作为氧化剂且过量，对丙烯腈溶液进行氧化处理。对影I响丙烯腈分解转化反应的各种因素如停留时间、温度、压力、氧化剂浓度及丙烯腈初始浓度等进行了条件实验．船果表明：在氧气过量的条件下，停留时间是影响丙烯腈在超临界水中氧化分解的主要因素；反应温度和压力的升高会导致丙烯腈去除

2、率的增大，温度直接影响到速率常数的大小，其关系符合ArrheniUS公式，压力的影响不十分明显，但是随着压力的上升，反应的转化率增加，速率常数增大，Arrhenius公式中的指前因子减小，反应的活化能降低；丙烯腈初始浓度对转化率的影响几乎没有影响；在氧气过量小多时，转化率随氧气过量率增加而璇。当氧气过量较多(>500％)的时候，过量率对转化率的影n向不大。尸本文还研究了超临界水氧化处理丙烯腈时的去除动力学。作实验条件下，溶液中丙烯腈的去除动力学对丙烯腈是一级，对氧气是零级。根据反应转化率的要求，确定了最优化的操作条件为：温度823l5K，压力26MPa，流量为423m

3、l／min，此时装置的处理量为O．254L／h。。另外，本文还初步探讨了几种金属对超临界水氧化反应的催化作J列。怏验结果表明：Ag+、cu“、Ni”、V”能够显著地加快丙烯腈的超临界水氧化反应，Ca”、Mn”则没有明显的催化作用。h⋯关键词：超临界◇(，丙烯腈，动力学转化率，催化‘节目．，徽，p。0i70，犬津火学硕士研究生论文AbstractThecontinUOUSflowreactorfOrtheoxidativedecompositionoforganiccompoundinsupercriticalwaterwasusedinourexperiments．A

4、queoussoIutionsofacrylonitriIewereoxidizedattheconditionsof723～823Kand23～32MPawhichareabovethecriticalpointofwater(Tc=647．5K，Pc=22．05MPa)，usingexcessiveoxygenasoxidantandgenerateN2，C02andH20astheultimateproductsUsingthevaIuesOfCODastherePresentoftheconcentrationofacryIonitriIesoIutions．

5、thustoevaIuatetheremovaIefficiencvOfitTheresuItsofexperimentsshowthatresidencetimeisthemainfactorwhichaffectthedecompositionofacrylonitrilewhenoxygenwasoversupplied．TheincreasingoftemperatureandPressurewiIIleadtohigherremovaIefficiencywhliethechangeoftheinitiaIconcentrationofacrylonitri

6、lewiIInotaffecttheultimatedecompositionrateofitaslongasthesupplyofoxygenwassufficientTherelationbetweentheglobalrateconstantandtemperaturecouldbeweIIdescribedbyArrheniusLawThekineticsofacrylonitrjleremovaIinsupercritiacfwaterwasstudiedundertheexperimentaIconditions．ThegIobaIratelawofacr

7、ylonitriledecompositionreactionisfirstorderinacryIonitri

8、eandzeroorderinoxygenThecatalyticactionsofAg+．Cu”．Nin，V"，Ca2+andMn2’wereinvestigatedundertheexperimentaIconditionsTheresuItsshowthatAg+，Cu”，Nr，V”canraisethetransformationrateofacrylonitrileobviouslyKeywords：supercriticalw