甲苯液相氧化过程中结垢的原因及其影响因素

摘要

甲苯液相空气氧化是环境友好的苯甲酸生产工艺.在SNIA苯甲酸生产过程中,CoC2O4·2H2O的生成导致甲苯氧化过程产生严重的结垢现象,严重影响生产的正常运行.通过液相色谱对反应中间产物进行检测,发现有痕量的对苯二酚、马来酸、草酸生成.对生成CoC2O4·2H2O的可能途径进行了分析和研究,结果表明,通过苯、甲苯及其衍生物氧化生成草酸是导致结垢的主要原因.通过改变反应物组成及操作条件,对反应温度、操作压力、空速、催化剂用量、苯含量以及含水量等因素对结垢的影响进行了研究.结果表明,当生成苯甲酸的目标反应受到抑制时,结垢明显加剧.随着反应体系中的苯含量或含水量的增大,其结垢加剧.当催化剂浓度低于100 μg·g-1时,随Co含量的增大,其结垢减轻.当反应体系中无苯甲酸时,反应受到抑制,结垢严重.当空气鼓气量低于4.0×10-3 m3·min-1时,随空气鼓气量的增大,其结垢减轻.操作压力对结垢的影响较小.反应温度低于155 ℃时,反应受到抑制同时结垢加剧.