探索偏三甲苯液相空气氧化反应过程的模拟及研究

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1、天津大学硕士学位论文偏三甲苯液相空气氧化反应过程的模拟及研究姓名：吴尚申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：马海洪;袁继堂20040201摘要偏苯三酸是由偏三甲苯高温液相空气氧化制得的。此过程以醋酸为溶剂，醋酸钴、醋酸锰为催化剂，溴化物为促进剂，空气为氧化剂。为了充分掌握偏三甲苯氧化反应的机理和规律，为偏苯三酸生产技术的开发和设计提供依据。本文对偏三甲苯液相空气氧化生成偏苯三酸的动力学和反应器模型进行了深入地研究。首先，提出了偏三甲苯液相空气氧化为串、并联一级反应的简化模型。在固定催化剂浓度及溶剂比条件下，建

2、立了偏三甲苯氧化及生成偏苯三酸的动力学方程。其次，以气液反应理论为基础，建立了偏三甲苯液相空气氧化间歇反应器的数学模型，并对小试及中试氧化反应器进行了计算机模拟，考察了空气进口流量、温度对反应的影响，模拟结果与现场实验数据基本相符。最后，建立了偏三甲苯液相空气氧化连续反应器的数学模型。完成了对连续反应过程的模拟计算，并考察了单釜及多釜串联氧化反应的效果，并对各釜氧化反应的温度条件和停留时间分配进行了模拟优化计算，得到了三釜串联适宜的氧化反应的工艺条件。本论文的研究结果为偏苯三酸连续生产工艺的技术开发和工艺设计提供

3、了基础。关键词：偏三甲苯偏苯三酸液相空气氧化气液反应模拟IIAbstractTrimelliticacidisusuallyproducedbyliquidphaseoxidationof1，2,4一trimethylbenzenewithair．Theoxidationproceedsinaceticacidassolvent，withcobaltacetate、manganeseacetateandbromineascatalyst，andathightemperature．Inordertosufficie

4、ntlyunderstandthereactionmechanismandSOastoimprovethetrimelliticacidproducingprocess．Thereactionkineticsandthereactor’Smathematicmodelwerestudiedinthispaper．Firstly，fortheoxidationreactionsof1，2，4-trimethylbenzenetotrimelliticacid，asimplifiedfirst-orderseries

5、-parallelmodelwasproposed，andkineticequationsinconstantcatalystconcentrationandfixedsolventratioweresetupaccordingtotheabovemodel．Secondly，themathematicmodelforthebatchreactoroftheaboveoxidationprocesswasestablishedonthebasisofthegas-liquidreactiontheory．Thro

6、ughcomputorsimulation，theeffectsoftheairflowatentranteandtemperatureonreactionwereexamined，theresultsbetweencomputationandmeasurementagreewelleitherforlaboratoryreactororpioneerone．Finally，themathematicmodelingandcomputingforcontinuousoxidationprocesswerecomp

7、leted，theeffcotsOfsinglereactorandseveralreactorsinserieswereevaluated，andtheschemeofthreereactorsinseriesvcasrecommended．Theaboveresearchresultscanbeutilizedforthetechnologicaldevelopmentanddesignoftheindustrialprocess．Keyword：1，2,4-trimethylbenzene；trimelli

8、ticacid；airoxidationinliquid—phase；thegas··liquidreactions；simulationIti独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得墨盗盘鲎或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与