微通道反應(yīng)器內(nèi)二取代芳烴的硝化反應(yīng)研究.pdf

1、芳烴的硝化反應(yīng)一直存在著很多問題，例如安全性比較差，廢物污染嚴(yán)重等。利用微反應(yīng)器技術(shù)，以其良好的傳質(zhì)傳熱能力和高效的流體混合能力，來實(shí)現(xiàn)芳烴的綠色硝化。同時(shí)嘗試將均相催化體系運(yùn)用到微反應(yīng)器中二取代芳烴的硝化反應(yīng)中。
　　(1)重點(diǎn)研究了以鄰二甲苯為硝化底物，在硝酸體系下微反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)鄰二甲苯的硝化工藝。通過對(duì)反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物用量等因素的考察，總結(jié)出了在微通道反應(yīng)器內(nèi)鄰二甲苯的最佳硝化工藝條件:鄰二甲苯與硝酸的摩爾比為1∶2

2、，反應(yīng)溫度為60℃，微通道內(nèi)液體的停留時(shí)間控制在48-64s，此時(shí)鄰二甲苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)80％以上，反應(yīng)的選擇性在99.4％以上，/o值為1.23。微反應(yīng)系統(tǒng)中鄰二甲苯的硝化動(dòng)力學(xué)方程為:r=9.178×102×exp（-3630/T）×([HNO3]-12)。
　　(2)分別將表面活性劑，三氟甲磺酸稀土金屬鹽，離子液體作為催化劑與微反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)合，在前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)從反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物的選擇性和催化劑的循環(huán)利用等角度考察了

3、新的反應(yīng)催化體系在微通道反應(yīng)器中的應(yīng)用。在表面活性劑催化下，鄰二甲苯轉(zhuǎn)化率達(dá)到93％，p/o值達(dá)到了2.87;在三氟甲酸稀土金屬鹽催化下，鄰二甲苯轉(zhuǎn)化率達(dá)到98％，p/o值為1.56;在離子液體催化下，鄰二甲苯轉(zhuǎn)化率達(dá)到96％,p/o值為1.81;同時(shí)將這些催化工藝運(yùn)用到其他二取代芳烴的硝化中，發(fā)現(xiàn)芳烴的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)選擇性相比于常規(guī)反應(yīng)器，都得到了一定程度的提高。從NO2+理論出發(fā)，研究了催化體系中的硝化反應(yīng)機(jī)理，為綠色硝化技術(shù)的工業(yè)化