探究甲苯空气氧化工艺研究及副产物综合利用

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1、浙江大学化学工程与生物工程学系硕士学位论文甲苯空气氧化工艺研究及副产物综合利用姓名：沈国平申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：陈新志20090501摘要甲苯液相空气氧化是环境友好的苯甲醛、苯甲酸生产工艺。在自制的实验室反应装置中，模拟工业生产装置的操作条件，主要研究了催化剂、苯甲酸初始添加量以及水的初始含量等不同工艺参数对苯甲醛、苯甲酸的转化率和选择性的影响。结果表明，甲苯液相空气氧化可认为是一串联反应，反应体系中存在过量的水、苯甲酸时，反应受到抑制，加入溴化物作助催化剂则加快了甲苯空气氧化反应速度。本文研究了利用相转移催化剂三乙胺催化苯甲酸钠和氯化苄的酯化反应。反应、精馏的总收率9

2、2％左右(相对氯化苄)，苯甲酸苄酯的含量99％以上，色度达至t120及以下。对苯甲酸精馏残液的回收利用生产苯甲酸苄酯、苯甲醇工艺进行了研究，先蒸馏得到苯甲酸苄酯粗品，再进行下一步处理：(1)通过氧化脱色和重结晶提纯苯甲酸苄酯，产品质量和合成法相同，生产成本明显低于合成法；(2)通过水解得到苯甲醇和苯甲酸。经综合测算，30000吨／年甲苯空气氧化法生产苯甲酸装置)每年约产生1200吨的下脚料，综合利用后生产苯甲酸苄酯(或生产苯甲醇和苯甲酸)可产生产利润300万元／年左右。关键词：甲苯，氧化，苯甲酸，苯甲醛，苯甲酸苄酯，水解，苯甲醇VAbstractLiquid--phaseoxidation

3、oftolueneisalleco-·friendlyindustrialprocedureforbenzaldehydeandbenzoicacid．Simulationofoperationalconditionsoffull—scaleequipmentwasimplementedinalab-scalereactordevisedbyourselves，inwhichtheinfluenceofsuchparametersascatalysts，inventoryratingofbenzoicacidandamountofwatertotheconversionandselecti

4、vityofbenzaldehydeandbenzoicacidwereinvestigated．Theresultsshowthatliquid—phaseoxidationoftolueneprovedtobeaseriesreaction．ExcessofwaterandbenzoicacidleadtoaslowerreactionbuttheoxidationWasacceleratedbybromideCO—catalysts．Esterificationofsodiumbenzoateandbenzylchloridewithtriethylamineasthephasetr

5、ansfercatalystWasalsostudiedinthisresearch．Theoverallyieldofbenzylbenzoatewithapurityof99％andcolornomorethan20，afterreactionanddistillation，hit92％，basedontheweightofbenzylchloride．ReuseofresiduefromthedistillationofbenzoicacidWasstudiedtoproducebenzylbenzoateandbenzylalcoh01．CrudebenzylbenzoateWas

6、obtainedbydistillationandsubsequenttreatmentWascarriedoutasfollows：(1)PurebenzylbenzoateWasobtainedbyoxidatvedecolorizationandrecrystallizationwithalowercostthanchemicalsyntheticprocess．(2)Benzylbenzoateunderwenthydrolysistoyieldbenzylalcoholandbenzoicacid．Asisevaluated，a30，000t／adeviceofliquid—ph

7、aseoxidationoftolueneCanannuallygenerate1,200tonsofwaste．makingaprofitof￥3millioniftreatedproperly．Keywords：Toluene；Oxidation；Benzaldehydeacid；Benzaldehyde；Benzylbenzoate；Hydrolysis；BenzylalcoholVI前言苯甲酸的生产历史较为悠久，