文档介绍：天津大学
硕士学位论文
偏三甲苯液相空气氧化反应过程的模拟及研究
姓名:吴尚
申请学位级别:硕士
专业:化学工艺
指导教师:马海洪;袁继堂
20040201
摘要酸为溶剂,醋酸钴、醋酸锰为催化剂,溴化物为促进剂,空气为氧化剂。为了充分掌握偏三甲苯氧化反应的机理和规律,为偏苯三酸生产技术的开发和设计提供依据。本文对偏三甲苯液相空气氧化生成偏苯三酸的动力学和反应器模型进行了深入地研究。首先,提出了偏三甲苯液相空气氧化为串、并联一级反应的简化模型。在固定催化剂浓度及溶剂比条件下,建立了偏三甲苯氧化及生成偏苯三酸的动力学方程。其次,以气液反应理论为基础,建立了偏三甲苯液相空气氧化间歇反应器的数学模型,并对小试及中试氧化反应器进行了计算机模拟,考察了空气进口流量、温度对反应的影响,模拟结果与现场实验数据基本相符。最后,建立了偏三甲苯液相空气氧化连续反应器的数学模型。完成了对连续反应过程的模拟计算,并考察了单釜及多釜串联氧化反应的效果,并对各釜氧化反应的温度条件和停留时间分配进行了模拟优化计算,得到了三釜串联适宜的氧化反应的工艺条件。本论文的研究结果为偏苯三酸连续生产工艺的技术开发和工艺设计提供了基础。液相空气氧化气液反应模拟偏苯三酸是由偏三甲苯高温液相空气氧化制得的。此过程以醋关键词:偏三甲苯偏苯三酸
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袁嵫学位论文作者签名:冥肖学位论文作者签名:关尚签字日期:ツ陑,月刁日签字日期:文b独创性声明签字日期:三。。学位论文版权使用授权书庆月盈多目本学位论文作者完全了解鑫洼盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权基建盘堂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或撰写过的研究成果,也不包含为获得墨盗盘鲎或其他教育机构的学位或证年五月矽日/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。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。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得导师签名:,
第一章引言偏苯三酸酐窍执滦筒牧系闹匾;ぴ希泻芨叩料、优质增塑剂、耐温绝缘漆、高级涂料等行业。⑾费增长都很快,市场供不应求,但生产较集中,除同本、德国有一定的生产外,饕S擅拦陌⒛?苹Ч旧N夜饕生产厂家有哈尔滨石油化工厂、江苏无锡江海化工公司、河南濮阳有机化工厂、江苏江阴长泾醋酐厂和常州博大化工有限公司,但远不能满足下游产业的需求,每年进口荚忠陨希页逐年增加之势,因此进行ひ昭芯亢凸炭7⒁庖逯卮蟆铣煞ㄓ幸云妆轿T系南跛嵫趸ā⑵嗫掌化法、液相氧化法和芳香醛水溶液空气氧化法。目前,世界各国普遍采用液相空气氧化法生产,该工艺生产的慷雀摺⑹章矢撸它成为闹鞯脊ひ铡液相空气氧化法是由美国中世纪公司发明,美国科学设计公司设计生产工艺,美国阿莫科公司投产。阿莫科工艺是以醋酸为溶剂,用醋酸钴、醋酸锰、溴化物等为催化剂,在℃、~下,由偏三甲苯经空气氧化制成偏苯三酸,再脱水而成F工业装置的反应器是采用附带有一双桨搅拌器的搅拌釜式反应器。反应产物粗偏苯三酸经结晶、过滤、脱水成酐、精制成贰偏苯三酸相对于偏三甲苯的收率Χ质可达%,喽于偏苯三酸的收率Χ质可达%。偏三甲苯的液相氧化过程非常复杂,是在高温、高腐蚀性介质及较高压力下进行的。反应过程中涉及气液相的传质、传热,液相中的反应等问题,并且该反应热效应大,若仅考虑主反应,每摩尔偏三甲苯放热高达曳从矸浅8丛樱从μ逑抵的氧含量还必须严格控制,否则易形成爆炸混合物。正因如此,国内外文献对偏三甲苯液相空气氧化反应器的研究报道很少。本研究根据化学反应工程中的模型方法,利用实验室的研究结果,建立了该反应器的数学模型及算法,编制了相应的计算机程序;对小试和中试试验的结果进行了模拟计算,对模型进行了验证及改通过计算机模拟,我们从传质和反应两方面入手,考察了反应反应活性,可生成一系列有价值的精细化学品,主要应用于工程塑善。第一章引言
器各工艺条件对反应指标的影响以及可能的工艺改进方案。提高空气进口流量和提高温度都可以加速反应的进行,以达到提高产量的目的。以往的研究认为当气相氧分压高于某一限定值时,反应不受氧浓度变化的影响,也就是说氧充足的情况下,反应对氧表现为零级。因此我们在设计反应器时,应在充分搅拌的前提下,尽量提高空气进口流量,使气相氧分压大于这一限定值,使反应完全,提高尾气氧含量小于ィ惶岣叻从ξ露龋梢约涌旆从λ俣龋醵谭应时间,因此,提高温度有利于液相氧化的进程,但是温度过高,会引起物料的脱羧反应,甚至造成物料炭化分解,并且醋酸