法国的V.Hulea,E,Dumitriu以TS-l、Ti-β、Ti-MCM-41催化苯乙烯氧化反应,乙腈做溶剂,H2O2与苯乙烯的摩尔配比为1/2,在70℃反应5小时结果得到的产物中,苯甲醛的含量最高。他们还考察了溶剂效应对反应的影响,发现无论采用哪种催化剂,以乙腈为溶剂时苯乙烯转化率最高,这可能与乙腈的强极性有关。
印度的C.V.Ro等人以Ts-l为催化剂,50%H202为氧化剂,乙腈与甲醇为溶剂,添加NaOH做助剂进行反应。在100ml烧瓶中加入l00mmol的苯乙烯,300mmol的乙腈,155mgTs-l,搅拌的同时将反应液加热到预定温度,于1.5h内逐滴加入H2O2和甲醇,同时加入NaOH调节PH值保持在7.5-8之间。反应3h,冷却至室温,滤出催化剂,有机相用无水Na2SO4。干燥。考察了50-80℃,在70℃时苯乙烯的转化率最高达80.7%。他们认为添加NaOH会增强环氧化物选择性的原因是它可以抑制氢毽结金塑酸虫心(hydrogen bonding and acid centers)从而避免了环氧化物生成苯乙醛的异构化反应。
厦门大学的Ye Wang等人以Fe-MCM-41为催化剂进行H202氧化苯乙烯反应,在73℃反应2h后苯乙烯转化率达到13.8%,而纯的MCM-41的苯乙烯转化率仅为2.1%。此外还考察了TS-1的活性,苯乙烯转化率达35.4%,主产物为苯乙醛(74.2%)。H202加入方式对宜采用先加入0.098mmol,再以0.0735mmol/min速率加入。他们还发现MC-41中负载Fe含量的上限是0.9-1.1wt%。
本设计采用CHP做为氧化剂。
(2)反应温度
苯甲醛的选择性随反应温度升高而降低,而苯乙烯和H202的转化率则升高,温度太低则不能生成苯乙醛和氧化苯乙烯。他们还考察了丙酮、乙醇、乙腈和甲醇这四种溶剂的溶剂效应对反应的影响,以丙酮为溶剂时苯乙烯转化率最高,但主产物都是苯甲醛,选择性在60%-70%间,氧化苯乙烯的选择性都低于4%。此外,还考察了反应时间6-42h,发现36h后苯乙烯转化率文持在47%,苯甲醛选择性从71.6%降到56.9%,苯乙醛选择性从0升到3.98%,环氧苯乙烷选择性从6.2%降到5.74%。
本设计的反应温度为70℃。
(3)催化剂
兰州化物所的Dong Ji等人以Ti-SBA-1为催化剂进行苯乙烯氧化反应,10ml乙腈、0.3gCat.,在70℃反应。12mmol苯乙烯、3mmol 30%H202,随含Ti量的升高苯乙烯转化率也提高,主产物始终为苯甲醛。徐成华等人用气相TiCl4。同晶取代制得的Ts催化苯乙烯氧化反应,在最佳反映条件下,获得苯乙烯的转化率~25.2%、苯乙醛+环氧苯乙烷的选择性为90.9%。
本设计采用Salen-2作为催化剂。
(4)反应压力
本设计采用的压力为1MPa。
2.2 主要反应方程式
2.2.1 氧化反应
C8H8+C9H12O2+H2O C7H6O+C9H12O+CH3OH (2.1)
2.2.2 脱水反应
C9H12O C9H10+H2O (2.2)
2.2.3 加氢反应
C9H10 +H2 C9H12 (2.3)
2.2.4 氧化反应
C9H12 + O2 C9H12O2 (2.4) 5万吨年苯乙烯氧化制苯甲醛工艺设计+精馏塔计算(8):http://www.751com.cn/huaxue/lunwen_591.html