环己烷液相空气氧化制备环己醇、环己酮的反应动力学研究

摘要

本论文建立了环己烷氧化产物中钴离子的火焰原子吸收光谱(FAAS)分析法以及环己醇、环己酮的多点内标法定量的气相色谱(GC)分析法；采用上述分析方法，考察了温度、催化剂浓度对于反应效果的影响，得出了如下结论：在温度423-443K范围内，对于环己烷氧化反应的总体产物的生成速率来说，催化剂浓度从0增加到1.5μg/g，大致相当于反应温度升高10K，在将所有产物进行归并的基础上建立了环己烷催化氧化的动力学模型，得出了相应的速率常数和活化能。　　该模型能够较好的预测环己烷氧化反应的初级产物和总体产物的生成速率或者环己烷的转化率，实验值和预测值的相对标准偏差RSD＜10﹪。从而为催化氧化反应工艺的改进和反应器放大提供了一定的基础理论模型。

目录

文摘

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北京化工大学学位论文原创性声明

引 言

一文献综述

1.1课题研究的背景

1.2环己烷传统氧化工艺

1.2.1钴盐催化法

1.2.2硼酸催化法

1.2.3无催化氧化法

1.3环己烷氧化反应新工艺研究进展

1.3.1富氧/纯氧氧化工艺

1.3.2仿生酶催化

1.3.3 Gif-催化体系

1.3.4多相催化氧化

1.3.5光化学催化

1.3.6超临界流体介质中的氧化

1.4环己烷氧化动力学研究进展

1.4.1环己烷氧化反应的机理

1.4.2 Spielman模型

1.4.3 Alagy模型

1.4.4陈纪忠模型

1.4.5 Suresh模型

1.4.6 Kharkova模型

1.4.7动力学模型求解过程中所涉及的基础参数

1.5小结

1.6课题研究的目的和内容

二实验部分

2.1实验药品

2.2实验装置

2.3实验条件

2.4产物分析方法

2.4.1环己烷氧化产物中钴离子的测定

2.4.2环烷酸钴催化剂中金属钴含量的测定

2.4.3环己醇、环己酮的气相色谱法分析

2.4.4过氧化物的分析

2.4.5酸、酯的分析

2.5小结

三实验结果与讨论

3.1搅拌速率的影响

3.2尾气氧含量随时间的变化

3.3实验是否为本征动力学的判定

3.4温度与催化剂浓度对于反应转化率的影响

3.5催化剂对于产物分布的影响

3.6小结

四模型的建立和求解

4.1模型的建立

4.2模型求解

4.3模型求解结果

五结论

参考文献

附录1环己烷氧化反应动力学模型的推导

附录2有关物性数据、流体力学、传质系数的计算公式

附录3相关参数求解以及模型求解源程序

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文