试析微观混合对环己酮肟重排反应的影响

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1、湘潭大学硕士学位论文微观混合对环己酮肟重排反应的影响姓名：李海生申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：罗和安;王良芥20010401摘要环己酮肟贝克垦重排是己内酰胺生产过程中的一个重要反应步骤，重撵反应静好坏誊接影嚷到己悫魏蒎麴产量鞫凄量。重摊反应不仅是受反应动力学的控制，而凰由于其反应速率极快，重排液糖疫较大，微溉混合对反瘦的影响不可忽略。本文麴主要是的是通过对重排反应动力学和微观混合的研究，建立该反应的微观混合模型，为工业生产提供理论依据和指导。全文主要分为两大部份，第一部分是重排反应的动力学模型

2、的建立，第二部分是微观混合反应模型的建立。环己酮肟重排反应最～典型的贝克曼重排反应。由于贝克曼重担5反应的枧理葚墨常复杂，两且该反应速率极快，因此对其机理的认识很不一致。直接应耀已有机理解释实际工监蘧排过程均不令人满意。本文利糟已有文献报道的低温反应数据，结合煎排反应过程的特点和现象，作出合理的建设和简化，推导出6种可能的重排反应祝理，幂l用最优纯计算技术，经过模型籍选，确定了袋佳静动力学模型。该模型不仪能很好的与文献数据相吻合，而且可以缀好豹解释工业熏{{}过糕孛的现象。通过对重排反应动力学的研究可以得

3、知，在工业重排条件下，反应在2mS逡露爵完成。滚程快速反残一般都受徽溪混合的影响，因此有必要考察微观混合对重排反废的影响。本文第二部分应舔片妖结构模型理论，对工、监霆撵反疲在各个不同混合阶段的化学反应进行了分析和描述，将混合过程分为物料分数区、徽联控制送鄹宏溉控铡区，每一个区域的物辩分别处于完全离集、部分离集和最大混合状态。通过数学分析得知，在物料分散阶段只有少登的环己酮肟会反应撵，化学反应主要发生在微观控制阶段，反应不会延续到宏观控翻区，从而指潞该反应受微观混合控制。应用第一部分的动力学模型和片状结构理

4、论建立了相应的重排反应微观混合片状模型。该模型表现为一组偏微分方程，其空间区域无限，通过分析，将该无限区域问题转化为一足够大的有限区域问题。选用合适的计算方法(metllodofline)对该模型进行了求解。通过计算分析可知受微观混合的影响，实际发生反应处的酸肟比均会在小于其宏观酸肟配比(1．5)的条件下进行，这种局部酸肟比的偏低，必然导致重排反应的局部恶化。应用该模型可以定性和定量地考察实际工业重排过程中微观混合对反应的影响，文中对影响微观混合的各个因素进行了模拟计算和探讨。关键词：环己酮肟，己内酰胺，

5、贝克曼重排，动力学，微观混合，片状结构模型，微观混合模型—————————————————————————一————————————————————————————————————————一AbstractTheBeckmannrearrangementofOxim1Sanimportantprocessduringtheproductionofcaprolactam．Itplaysanimportantroleintheyieldandqualitvoftheproduction．Becauseofth

6、equickreactionspeedandthehighviscosityofrearrangementmixture，thereactionotrearrangementiScontrolle(1notonlybythereactionkinetics，butalsobvthemicromixing．ThemainpurposeofthispaperIStoprovidetheoreticsupportingandinstructionoftheindustrialprocessbymakingare

7、actionkineticsmodelandamicromixingreactionmodel．ThepaperiScomposedoftwomainparts．Inthefirstpart，theestablishmentofreactionkineticsmodeliSdescribed，andthesecondpartisaboutthemicromixingreactionmodel．TherearrangementreactionofOximiSatypicalBeckmarmrearrange

8、mentreaction．BecausethekineticsofBeckmannrearrangemeritlsverycomplicatedandthereactionspeediSveryfast，therealizationofitsreactionkineticsiSveryvariant．It’Snotsatisfactoryto1／sethepresentkineticsdirectlytoexplainthei