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《甲烷液相部分氧化合成甲醇过程研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第19卷第1期高校化学工程学报No.1Vol.192005年2月JournalofChemicalEngineeringofChineseUniversitiesFeb.2005文章编号：1003-9015(2005)01-0054-05甲烷液相部分氧化合成甲醇过程研究1,2122陈立宇,杨伯伦,张秀成,董武(1.西安交通大学化工系,陕西西安710049;2.西北大学化工学院,陕西西安710069)摘要：以碘系列化合物为催化剂，在发烟硫酸溶剂中进行了甲烷液相选择性氧化制取甲醇。考察了催化剂种类、用量、反应温度、发烟硫酸浓度等工艺条件对反应收率的影响，探讨了甲烷液相
2、选择性氧化的催化机理以及发烟硫酸中SO3含量的作用。实验结果表明，甲烷液相部分氧化的最佳催化剂为I2，最佳的工艺条件为催化剂浓度为−10.099mol⋅L、反应温度473K、发烟硫酸(SO350%(wt))、反应时间3h。在此条件下，甲烷转化的转化率可达82.65%,选择性可达70.43%。机理研究表明，甲烷在部分氧化反应中首先转化为硫酸单甲酯，然后进一步水解得到甲醇,反应遵循亲电取代机理。发烟硫酸中的游离SO3的作用就在于提供较好的亲电环境、反应的氧源以及亲核试剂。关键词：甲烷；液相选择氧化；碘化合物；发烟硫酸；催化机理中图分类号：TQ031.7；TQ223.1
3、21文献标识码：AStudyofCatalysisOxidationofMethanetoMethanolinLiquidPhase1,2122CHENLi-yu,YANGBo-lun,ZHANGXiu-cheng,DONGWu(1.DepartmentofChemicalEngineering,Xi’anJiaotongUniversity,Xi’an710049,China;2.SchoolofChemicalEngineering,NorthwestUniversity,Xi’an710069,China)Abstract:Theselectiveoxida
4、tionofmethaneinoleumwascatalyzedbytheiodinecompounds.Theeffectofthecatalystskinds,catalystconcentration,reactiontemperatureandtheamountofSO3inoleumontheconversionofmethaneandtheyieldofmethanolwereinvestigated.Themechanismofreactioninoluentwasstudiedandthefunctionsofoluentwerealsodiscu
5、ssed.Amongthetestedcatalysts,I2showedthehighest−1activityandselectivity.Undertheoptimalreactioncondition,thatis,theconcentrationofI2is0.099mol⋅L,reactiontemperatureis473K,pressureofmethaneis3.4MPa,reactiontimeisfor3h,thecontentofsulfurtrioxideinoleumisabout50%,the82.65%conversionofmet
6、haneandthe70.43%yieldofmethanolcouldbeobtained.Themechanismanalysisshowsthatmethaneistransformedintomethylbisulfatefirstly,thenthemethylbisulfateishydrolyzedintomethanol.Theoxidationofmethanefollowsthemechanismofelectrophilicdisplacementintermediate.TheSO3ofoluentisthekeyelementintheo
7、xidationofmethaneandthefunctionsofstrongacidaresupplyingtheelectrophilicsurrounding,beingthesourceofoxidantandthenucleophiletoproductastableintermediate.Keywords:methane;selectiveoxidation;iodide;oleum;reactionmechanism1前言甲烷作为天然气的主要成分，是一碳化工最重要的原料，作为最不活泼的饱和烷烃（其C-H键的−1离解能高达439kJ⋅mol），工业
8、上对甲烷的
