CuCl2-FeCl3催化2,3,6-三甲基苯酚氧化反應(yīng)過程研究.pdf

1、2，3，5-三甲基-1，4-對苯醌(TMQ)是合成維生素E的重要中間體，2，3，6-三甲基苯酚(TMP)催化氧化是制備TMQ的重要方法。綠色氧化劑氧氣正逐漸替代傳統(tǒng)氧化劑參與TMP氧化反應(yīng)。本文以CuCl2/FeCl3混合金屬鹽水溶液為催化劑、氧氣為氧化劑、正己醇為溶劑進(jìn)行TMP多相氧化反應(yīng)過程研究，以期為反應(yīng)器放大及TMQ生產(chǎn)工藝優(yōu)化提供理論指導(dǎo)。
　　本文運(yùn)用氣質(zhì)聯(lián)用分析方法確定產(chǎn)物結(jié)構(gòu)后采用氣相色譜內(nèi)標(biāo)法跟蹤分析反應(yīng)體系組成

2、。研究結(jié)果表明TMP氧化反應(yīng)過程中存在TMP-TMQ、TMP-2，2'，3，3'，5，5'-六甲基-4，4-聯(lián)苯二酚(IP)兩個平行反應(yīng)和TMP-4-氯-2，3，6-三甲基苯酚(ClTMP)-TMQ串連反應(yīng)。CI-通過促進(jìn)中間產(chǎn)物ClTMP的生成而抑制副反應(yīng)。反應(yīng)溫度為358.15K，CuCl2使用量7.57mol％，F(xiàn)eCl3使用量3.78mol％，反應(yīng)進(jìn)行8小時，目的產(chǎn)物TMQ收率可達(dá)80.66％。
　　本文研究了催化劑水溶液

3、飽和溶解于反應(yīng)物正己醇溶液中進(jìn)行TMP氣-液兩相氧化反應(yīng)過程，分析了反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，提出了反應(yīng)機(jī)理模型?；旌蠚庋趸瘲l件下，反應(yīng)初始階段為氣膜傳質(zhì)控制。純氧氧化條件下，反應(yīng)受液膜傳質(zhì)影響，攪拌轉(zhuǎn)速超過400rpm/min后，液膜傳質(zhì)阻力消失，反應(yīng)為動力學(xué)控制。
　　催化劑水溶液與反應(yīng)物正己醇溶液分別獨(dú)立成相進(jìn)行TMP氣，液-液三相氧化反應(yīng)時，氧氣吸收速率與攪拌轉(zhuǎn)速及氧氣濃度呈正相關(guān)，通氣量對氧氣吸收速率影響有限。水相體積分率達(dá)到0.42后

4、產(chǎn)生相變，體系由W/O型體系轉(zhuǎn)變?yōu)镺/W型體系。相交時，體系表觀粘度達(dá)到最大值，攪拌效率最低，氧氣總體積吸收速率隨水相體積分率變化趨勢改變。
　　綜合考慮攪拌轉(zhuǎn)速、攪拌槳直徑、表觀氣速、水相體積分率對液相體積傳質(zhì)系數(shù)kO2,La的影響，得到三相體系下正己醇相的液相體積傳質(zhì)系數(shù)關(guān)聯(lián)式。根據(jù)關(guān)聯(lián)式計算kO2,La理論值與實驗值進(jìn)行比較，最大相對偏差為10.15％，最小相對偏差為1.18％，平均相對偏差為4.53％，表明關(guān)聯(lián)式擬合效果較