甲苯氧化制苯甲醛技术进展

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苯甲醛的合成进展_吴鑫干

2∶1∶0. 2, 空气与甲苯摩尔比为 10, 温度为 485 ℃条件下, 当甲苯转化率为 37. 8% 时, 苯甲醛选
择性及产率分别为 42. 4% , 16. 1% 。用溶胶技术
制得的超微粒
Ce2(
Mo O 4)
[ 19] 3
催化剂,
经
X
射线
衍射法、透射电子显微镜法、比表面积法( BET ) 检
有机酸盐为催化剂, 以空气为氧化剂, 添加溴做助
催剂。液相氧化属于自由基历程, 溴的作用是产生
溴游离基, 以引发和促进反应:
N aBr+ Co3+
Br·+ Na+ + Co2+
PhCH3+ Br· PhCH2·+ HBr
采用该工艺的有法国 Rhne-Po ulenc 公司,
同时生产苯甲醇和苯甲醛, 另外采用 Dow 法由甲
膜反应器的结果优于固定床反应器, 最高产率为
19% , 选择性为 79% 。
3 苄醇氧化法
3. 1 用铬化合物氧化
苄醇氧化脱氢制苯甲醛常用 CrO 3 或重铬酸
盐( N a2Cr2 O7 、ZnCr2O 7 ·3H2 O ) 作氧化剂, 但存在
注: 温度为 150 ℃; 压强为 0. 506 M Pa; * 苯甲醛产率是在甲苯转化率为 10% 时测得的。
日本专利[ 8] 给出以下条件: 50 g 甲苯, 0. 05 g A IBN ( 偶氮二异丁腈) , 200×10- 6苯甲酸钠( 或钾) , 5×10- 6环烷酸钴( 或钒、锰) , 在高压釜中于 180 ℃, 1 M P a, 反应 2 h, 甲苯转化率为 12. 56% 时, 苯甲醛产率为 2. 14% 。

甲苯氧化制备苯甲醛催化剂的研究进展

第34卷第1期Vol.34No.1钦州学院学报JOUＲNAL OF QINZHOU UNIVEＲSITY2019年1月Jan.，2019欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟DOI ：10．19703/j．bbgu．1673－8314．2019．01．0013［收稿日期］2018-06-06［基金项目］广西高校中青年教师基础能力提升资助项目：2-戊基蒽醌制备新工艺的探索性研究（2017KY0791）。

［作者简介］王伟建（1984-），男，山东聊城人，钦州学院讲师，博士，研究方向：绿色催化材料的制备和应用，E-mail ：sky8394431@163．com 。

甲苯氧化制备苯甲醛催化剂的研究进展王伟建，涂子傲，王爱荣，石海信（钦州学院石油与化工学院，广西钦州535011）［摘要］苯甲醛是工业生产中重要的有机物，在工业生产和实验中主要通过甲苯液相氧化制备苯甲醛。

近几年国内外甲苯通过Fe 基、V 基和Cu 基等金属催化剂制备苯甲醛，V 基双金属催化剂为当今和未来甲苯氧化制备苯甲醛所用催化剂研究的重点，催化剂的发展可以利用分子筛孔道特殊作用将活性高的金属粒子包裹从而提高苯甲醛的选择性。

［关键词］甲苯；苯甲醛；金属催化剂；液相氧化［中图分类号］TQ244［文献标识码］A［文章编号］1673-8314（2019）01-0013-060引言甲苯是无色液体并具有光的折射性，对于水有微溶性对于有机溶剂可进行混溶。

长期暴露于低浓度的甲苯之中可能导致严重的慢性疾病，例如畸形和生殖疾病，同时吸入高浓度的甲苯短时间会导致头晕、意识不清甚至死亡。

甲苯的氧化产物苯甲醛也在现代的化工应用的过程当中扮演着一个极其重要的角色，苯甲醛在有光的条件下会加快氧化速度发生多类反应。

保存苯甲醛时要注意避光和密封，必要时采用惰性气体进行隔绝保存。

现在对于苯甲醛的应用开发越来越全面，除了在工业上的运用，还融入到人们的生活当中，如在农业、医药、食品、染料等方面都能见到其重要的价值［1－3］。

近临届水中甲苯氧化生成苯甲醛的工艺流程

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甲苯催化氧化制备苯甲醛的合成研究

催化剂，催化甲苯制备苯甲醛的活性，结果见表 1。
表 1 不同活性组分的催化剂活性 Table 1 The effect of different active components on the reaction
活性组分
CuO Fe2O3 Cr2O3 NiO MgO ZnO La2O3
X 甲苯 /% 7.86 8.75 3.68 0.37 0.58 4.12 5.98
Y 苯甲醛 /%
34.53 32.25 21.23 1.27 11.24 3.25 10.43
Y 苯甲醇 /%
35.47 27.75 47.77 90.73 48.76 22.75 24.32
Y 苯甲酸 /% 14.48 25.05 28.7 0 12.54 42.08 31.67
Y 其他 /% 15.52 14.95 2.3 8 27.46 31.92 33.58
上，甲苯的转化率随反应时间的增加逐渐下降直至失活。
关键词：1.5% Mn2O3 -5%Fe2O3-SBR-15；甲苯；苯甲醛；催化氧化
中图分类号：TQ 426.8；TQ 244.1
文献标识码：A
文章编号：1671-9905(2019)09-0005-03
苯甲醛是工业生产中最重要的醛类之一，作为以正硅酸乙醋（TEOS）为硅源，三嵌段共聚物
氧化法、甲苯电氧化合成法、苯甲酸还原法、苯乙烯氧化法、苯碳基化及甲苯间接电合成法等 [2]。
依据所需催化剂的量，配比加入一定量的金属硝酸盐试剂和正硅酸四乙酯，继续震荡反应12 h后，
SBA-15 介孔分子筛具有高比表面积、规则有密封，置于100℃的恒温箱中24 h，取出冷却，过
序的孔道结构和良好的水热稳定性，是催化剂的优良载体 [3]。利用直接水热合成法、离子交换法、浸

中科院科技成果——甲苯氧化制备苯甲醛、苯甲酸苄酯技术

中科院科技成果——甲苯氧化制备苯甲醛、苯甲
酸苄酯技术
项目简介
苯甲醛、苯甲醇以及苯甲酸苄酯是重要的精细化工产品，广泛应用在医药、农药，香精、香料的生产。

现有的生产方法大多是采用甲苯氯化法，生产的苯甲醛、苯甲醇含有卤素，产品质量不高且质量不稳定，生产过程带来含氯有机废水的处理问题。

大连化物所开发的甲苯氧化制备苯甲醛、苯甲酸苄酯技术，采用空气为氧化剂，在反应釜中完成氧化反应，在苯甲醛选择性为20%的基础上，甲苯单程转化率达到20%以上，同时获得较高收率的苯甲酸苄酯。

技术特点
采用空气氧化方法生产，过程清洁环保，自动化程度高；苯甲醛产品中不含氯元素，产品质量高；一步反应获得苯甲酸苄酯，大幅降低能耗、物耗；环境污染小。

固载化杂多酸钴盐催化氧化甲苯制备苯甲醛

王义杰等：近化学计量比Cu:Fe:LiNbO3晶体的生长及蓝光优化光折变性能· 359 ·第39卷第2期固载化杂多酸钴盐催化氧化甲苯制备苯甲醛李贵贤，王广，毛丽萍，马重华，高云艳，宋维维(兰州理工大学石油化工学院，兰州 730050)摘要：以酸活化的凹凸棒石(palygorskite，Pa)为载体，采用化学键合的方法制备了3-氨丙基三乙氧基硅烷(3-aminopropyl-triethoxysilane，APTES)硅烷化凹凸棒石(Pa APTES)负载的Keggin型杂多酸钴盐催化剂(Co4H1PV2Mo10O40/Pa APTES)，并用红外光谱分析、X射线衍射、比Brunauer–Emmett–Teller(BET)表面积测定等对催化剂进行了表征。

进行了催化氧化甲苯制苯甲醛的反应实验。

结果表明：在采用Co4H1PV2Mo10O40/Pa APTES进行的催化反应中，苯甲醛是主要的生成产物。

当乙腈为溶剂，催化剂的用量为0.3g，9.6mL双氧水(H2O2在溶液中体积含量为50%)，在90℃反应9h，得到甲苯转化率为58%，苯甲醛的选择性达到75%。

且催化剂便于从反应体系中分离。

关键词：凹凸棒石；杂多酸；甲苯；催化氧化；苯甲醛中图分类号：TQ426.91 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2010)02–0359–06Oxidation of Toluene to Benzaldehyde with Heteropoly Acid Cobalt Salt Immobilized onSilylated PalygorskiteLI Guixian，WANG Guang，MAO Liping，MA Chonghua，GAO Yunyan，SONG Weiwei(College of Petrochemical Engineering, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, China)Abstract: The catalyst (Co4H1PV2Mo10O40/Pa APTES) of heteropoly acid cobalt salt supported on acid activated and silanizing paly-gorskite (Pa APTES) by 3-aminopropyl-triethoxysilane (APTES) was prepared via chemical bonding. The properties of the catalyst was characterized by infrared spectroscopy, X-ray diffraction, Brunauer–Emmett–Teller (BET) specific area measurement. The catalytic activity of the catalyst was determined by the oxidation of toluene to benzaldehyde. The results show that benzaldehyde is the main product in the reaction. With the acetonitrile as solvent, the amount of catalyst is 0.3g, the amount of H2O2 (50% in volume) solution is 9.6mL, after reaction at 90 for 9℃h, the conversion of toluene is 58% and the selectivity of benzaldehyde is 75%. The recycling tests show that the catalyst can be easily separated from the reaction system.Key words: palygorskite; heteropoly acid; toluene; catalytic oxidation; benzaldehyde苯甲醛是一种生产香料，医药，染料和农药的重要的化工中间体和原料[1]。

甲苯选择氧化制苯甲醛的研究进展

（ｎｔｕｅｏｐｌｄＣｅｉｒ，ａｃａｇＵｉｒｉ，ｉｇｉａｃａｇ３０３）ＩｓｔｔｆｐｅｈｍｓｙＮｎｈｎｎｖｓｙＪｎｘＮｎｈｎ３０ｉＡｉｔｅｔａ１
ＡｂｔａｔＤｒｃｘｄｔｎｏｌｅｅｗａｉｌｎｈａｒｄｃｉｎｔｃｎｌｇｆｅｚｌｅｙｅｒｄｔｎｓｒｃｉｔｏｉａｏｆｔｕｎｓａｓｍｐｅａｄｃｅｐｐｏｕｔｈｏｏｙｏｎａｄｈｄ．Ｔａｉｏ — ｅｉｏｏｅｂｉａｅｈｉｕａｅｉｗｅｒｆ．Ｒｃｎｄａｃｍｅｔｏａｉｕｅａａｙｔａｄｐｏｅｓｃｎｉｏｓｆｒｂｎａｄ — ｌｔｃｎｑｅｗｓｒｖｅｄｂｉｌｅｙｅｅｔｖｎｅｎｓｆｒｏｓｋｙｃｔｌｓｎｒｃｓｏｄｔｎｅｚｌｅａｖｓｉｏｈｄｅｅｒｖｅｅｎｌｄｎａｏｈｓｘｄｔｎｆｏｕｎｎｉｕｄｐａｅｏｉａｉｎｆｔｌｅｅｙｅｗｒｅｉｗｄｉｃｕｉｇｖｐｒａｅｏｉａｉｓｌｅｅａｄｌｉｈｓｘｄｔｓｏｕｎ．Ａｎｏｅｖｅｆｐｏｏｔｑｏｏｖｒｉｗｏｔｅｍｏｙａｃｔｅｒｔａｒｃｐｅａｄｍｅｈｎｓｒｓａｃｆｏｉａｉｎｏｌｅｅｆｒｂｎａｄｈｄａｉｅ．ｈｒｄｎｍｉｏｅｉｌｐｉｉｌｎｃａｉｈｃｎｍｅｅｒｈｏｘｄｔｆｏｕｎｅｚｌｅｙｅｗｓｇｖｎｏｔｏ

甲苯选择性氧化生成苯甲醛的研究进展

甲苯选择性氧化生成苯甲醛的研究进展张玉山; 李天玮; 敖永昶; 龙威【期刊名称】《《广东石油化工学院学报》》【年(卷),期】2019(029)004【总页数】5页(P10-14)【关键词】甲苯; 苯甲醛; 选择性氧化; 一步氧化法【作者】张玉山; 李天玮; 敖永昶; 龙威【作者单位】广东石油化工学院化学工程学院广东茂名525000; 广东石油化工学院化学学院广东茂名525000【正文语种】中文【中图分类】TQ426.83图1 传统的氯化水解法制苯甲醛过程苯甲醛属化工行业中重要的有机中间体，在香料、食品、化妆品等行业普遍运用，工业上苯甲醛的市场需求量大。

传统的苯甲醛生产采用直接氯化水解法，但工艺过程漫长，产品中氯含量高、过程复杂、腐蚀性强。

氯化苄水解法过程如图1所示，光照条件下甲苯氯化得到苄基氯等混合物，然后使其水解生成苯甲醛[1]。

甲苯氯化水解法的优点是原料易得、条件温和、反应机理简单。

取代反应最大的特点是中间产物多(图1中式(1))，转化率和选择性难以一次性提高至理想状态(图1中式(2)(3))。

同时，氯水对设备腐蚀特别严重、废水中大量的氯还会导致严重污染。

甲苯直接排放也会造成二次污染。

因此，利用甲苯直接氧化制备苯甲醛，是变废为宝的举措，这既克服了甲苯氯代水解法的缺点，又具有工业推广性。

甲苯直接氧化法可分为气相一步氧化法和液相一步氧化法。

1 甲苯气相一步氧化法制苯甲醛甲苯气相一步氧化法就是在高温、高压和催化剂的作用下，将甲苯液体先汽化成甲苯蒸气，扩大其与空气的接触面积，后进入反应器与催化剂固体充分接触，使甲苯氧化成苯甲醛。

甲苯气相一步选择性氧化，可生成高纯度苯甲醛。

它的生产工艺相对简单，反应产物没有含氯物，对反应器无腐蚀。

实验表明：甲苯可在一定条件下气相一步选择性氧化成苯甲醛，产物选择性占20%～95%[2]。

研究表明，含钒或钼的多组分复合氧化物催化效果良好，而其他金属氧化物的效果不佳。

国内外对甲苯的气相一步选择性氧化均使用复合氧化物做催化剂，配合助剂和合适的载体，可充分提高甲苯的转化率和苯甲醛的目标选择性[3]。

超细Fe-V-O催化剂上甲苯液相氧化制苯甲醛

收稿日期：０１１－６２１—１２．接受日期：０２０ —９２１—１１．
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ＴｏｕｅｅｔｎｚｌｈｄｅｌｎｏＢｅａｄｅｙ
ＺＡＮＧＧｕｑａ，ＨＨｉｕｎＺＡＮＧｎ，ｎＬＮａ，ＸｉＱＩＭｉ，ＩＴｏＧＯＮＧＴｎｉｇ
ＳｈｏｏＣｅｉｌｎｔｅｒｇＮｒｗｓＵｉｒｉ，ｉｎ７０６，ｈａｘＣｉｃｏｌｆｈｍｃｇｅｉ，ｏｔｅｔｎｖｓｙＸ＂１０９ＳａｎｉｈｎａＥｎｎｈｅｔａ，ａ
催让
２０１２
报
Ｖ１３ｏ５Ｏ３．．Ｎ
研究论文：７～７８０８７
ＣｉｅｅｏｒａａａｓｈｎｓｕｎｌｆＣｔｌｉＪｏｙｓ
ＤＩ１７４ＳＪ０８Ｏ２１００ｏ：０３２／Ｐ．８．１．ｌ１１２
ｒｓｃｉｅｙｅｐｅｔｖｌ．Ｔｈａａｙｉｃｉｉｙｏｅａ－ｅｒｄｃｔｌｓｎｔｅｌｑｄｐｓｘｉａｉｎｏｏｕｅｙｈｒｇｎｐｒｘｄｓｔｓｅＩｅｃｔｌｔｃａｔｖｔｆｔｓｐｒｐａｅａａｙｔｉｈｉｕｉ— ｈａｅｏｄｔｏｆｔｌｎｅｂｙｄｏｅｅｏｉｅｗａｅｔｄ．ｎｈａｄｉｏ，ｔｅｐｙｓｃｃｅｉａｒｐｅｅｅｅｓｍｐｅｒｈｒｃｅｉｅｙｄｏｒｉｎ— ｅｏｐｔｏ，ｗｄｒＸ—ａｉｆａｔｏＦｏｉｒｄｔｎｈｈｉｏｈｍｃｌｏ￣ｉｓｏｆｈｓａｌｓｗｅｅｃａａｔｒｚｄｂＮ２ａｓｐｔｉｐｔｏｄｓｒｉｎｐｏｅｒｙｄｆｒｃｉｎ，ｕｒｅｔａｆｒｎｆａｅｐｃｒｓｏｙｃｎｎｎｇｅｅｔｏｎｍｉｒｓｏ，ｎｒｙｄｓｅｓｖ－ａｓｅｔｏｃｐ，ａｅｐｒｔｒ —ｒｒｍｍｅｅｒｎｓｏｍｉｒｄｓｅｔｏｃｐ，ｓａｉｌｃｒｃｏｃｐｙｅｅｇｉｐｒｉｅＸ－ｙｐｃｒｓｏｙｎｄＨ２ｔｍｅａｕｅｐｏｇａｒｒｄｒ— ｄｔｏＴｈｅｒｔｅｈｄｓｇｉｃｎｌｆｅｔｄｔｅｓｒｔｒ，ｐｅｉｃｓｒａｅａｅ，ｍｏｐｌｙ，ｕｆｃＦａｉｎｅｕｉｌｔｕｃｉｎ．ｅｐｒｐａａｉｍｔｏｉｎｆａｔｙａｃｅｈｔｕｃｅｓｃｆｕｆｃａｏｎｉｕｉｒｒｈｏｏｇｓｒａｅＶ／ｅｒｔｏａｄｒｄｃｂｉｙｏｆｉｔｅａ — ｅｒｄｃｔｌｓａｐｅ． — Ｏａｐｅｐｅａｅｙｈｒｔｒａｅｈｘｂｔｄｔｅｈｉｈｓｎａｄｅｙｄｉｌｎｄｂｅｔｒｒ — ｈｓｐｒｐａｅａａｙｔｓｍｌｓＦｅＶ－ｓｍｌｒｐｒｄｂｙｄｏｈｅｍｌｍｔｏｄｅｈｉｉｅｈ【ｅｔｂｅｚｌｈｅｙｅｄａｔｅｅｇ

光催化甲苯氧化氧化制备苯甲醛原理_解释说明

光催化甲苯氧化氧化制备苯甲醛原理解释说明1. 引言1.1 概述光催化甲苯氧化制备苯甲醛是一种绿色、高效的合成方法，在有机合成领域具有广泛的应用前景。

通过光催化反应，可以将甲苯转化为苯甲醛，避免了传统催化剂中存在的高温、高压和有害废弃物产生等问题，具有较低的能耗和环境污染风险。

1.2 文章结构本文主要围绕光催化甲苯氧化制备苯甲醛的原理展开讨论。

首先介绍光催化反应基本概念和原理，然后详细讨论甲苯氧化为苯甲醛的过程及机理。

接着，探讨该工艺的优势和应用前景。

随后，介绍实验方法和条件，包括催化剂选择和制备方法、反应体系搭建和参数控制以及分析测试手段与数据处理方法。

在实验结果和讨论部分，对催化剂的性能评价与优化研究结果进行分析，并探讨反应条件对产品选择性和收率的影响。

最后，在结论与展望部分总结研究结论并展望下一步的研究方向。

1.3 目的本文的目的是探讨光催化甲苯氧化制备苯甲醛的原理，并提供详实可行的实验方法和条件。

通过对催化剂性能评价、反应条件影响以及机理假设的讨论，旨在为该领域的进一步研究和应用提供有效参考。

希望通过本文的撰写，能够深入了解光催化甲苯氧化制备苯甲醛技术，并对其发展前景进行预测和展望。

2. 光催化甲苯氧化氧化制备苯甲醛的原理2.1 光催化反应基本概念和原理:光催化反应是一种利用光能激发催化剂，从而促使反应进行的过程。

该技术通过将可见光或紫外光照射到带有特殊催化剂的体系中，以获得所需的反应产物。

在光照条件下，光激发能量被吸收并转移给催化剂，从而使其进入激发态，并能与反应底物相互作用。

这种能量转移可以改变底物的结构和活性，从而促进所需产物的生成。

2.2 甲苯氧化为苯甲醛的过程及机理:甲苯氧化制备苯甲醛是一种重要的工业合成方法。

在光催化体系中，该反应通常是使用二氧化钛或钛酸盐等半导体材料作为催化剂，并在紫外光照射下进行。

其具体步骤如下：首先，在紫外光照射下，催化剂表面吸收能量并进入激发态。

接着，甲苯溶液中的氧气分子（O2）被激发态的催化剂捕获，并吸附在催化剂表面。

金催化剂用于氧化甲苯直接制苯甲醛

金催化剂用于氧化甲苯直接制苯甲醛
2016-06-03 13:26来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部
金催化剂催化甲苯氧化示意图
苯甲醛，俗称苦杏仁油，主要用于医药、染料、农药和香料等行业，是一种重要的有机化工中间体和原料。

目前，国内外一般采用甲苯氯化水解法制苯甲醛。

该方法需经四步有机反应才能制得苯甲醛，存在工艺流程长、产物分离比较困难、产品中含氯且排放出腐蚀性气体和有机废物等缺点。

因此，探索新的高效、清洁的合成工艺是必然趋势。

简单清洁的甲苯直接氧化工艺因其反应一步完成，原料单一且反应条件不苛刻而成为人们研究的热点。

东南大学化学化工学院肖国民等人采用氧化还原法制备了α, δ, γ-MnO2载体, 采用原位还原法制备了Au负载量为0.5%-3.0%的Au/γ-MnO2催化剂, 并采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和N2物理吸附等手段对其进行了表征。

透射电镜照片表明Au/γ-MnO2催化剂中Au颗粒的大小约为10nm。

采用无溶剂存在下的甲苯氧化反应测试所制备样品的催化活性。

结果表明，甲苯转化率随着Au负载量的增加而增大。

这是由于Au颗粒数量增多，尺寸减小的缘故。

同时, 负载Au颗粒对苯甲醛具有较高的选择性。

Au/γ-MnO2催化剂具有良好的重复使用性。

近临届水中甲苯氧化生成苯甲醛的工艺流程

近临届水中甲苯氧化生成苯甲醛的工艺流程1. 引言1.1 概述本文旨在研究水中甲苯氧化生成苯甲醛的工艺流程。

甲苯是一种重要的有机化工原料，广泛应用于涂料、染料等领域。

而苯甲醛作为一种重要的有机合成中间体，在医药、农药和香料等领域也有着广泛的应用。

因此，寻找一种高效、经济且环保的水相催化氧化工艺来合成苯甲醛具有重要的理论和实际意义。

1.2 研究背景传统的氧化反应通常需要使用大量的溶剂，并且产生大量废水和废气，对环境造成了严重污染。

因此，发展一种基于水相催化剂的绿色合成方法对于减少环境污染具有重要意义。

近年来，一些研究表明，在适当的反应条件下，甲苯可以通过氧化反应转化为苯甲醛，并且该反应在水相中进行，具有较好的环保性能。

然而，在目前尚未有系统性深入地研究该工艺流程的反应机理、催化剂选择与反应条件等方面。

1.3 目的本文旨在探究水中甲苯氧化生成苯甲醛的工艺流程，通过实验设计和数据分析，研究不同反应条件下催化剂对反应效果和产物选择性的影响，并探讨该工艺流程中的一些关键因素。

通过研究结果，得出结论并提出改进建议，为进一步优化和开发该工艺流程提供指导。

此外，本文还展望了未来可能的研究方向，以引领相关领域的更深入探索。

2. 工艺流程概述：2.1 反应原理：甲苯氧化生成苯甲醛的反应原理是指在适当的反应条件下，将甲苯与氧气作为原料通过催化剂的作用进行氧化反应，生成苯甲醛。

整个反应过程可以用以下反应方程表示:2C7H8 + 9O2 -> 2C7H6O + 8CO2 + 4H2O2.2 反应条件：在进行水中甲苯氧化生成苯甲醛的工艺过程中，需要控制一定的反应条件以实现高效率和高选择性的转化。

主要包括以下几个方面：温度：适宜的温度范围可以提供足够的能量，加快反应速率，一般情况下在120-150摄氏度之间。

压力：增加压力有利于气体组分与底物之间的接触和混合，并且有助于提高产率和选择性。

催化剂浓度：适当控制催化剂浓度可以影响催化活性和选择性。

1万吨年气相氧化甲苯制苯甲醛工艺设计

---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 1万吨年气相氧化甲苯制苯甲醛工艺设计苯甲醛是一种无色或淡黄色液体，具有苦杏仁香味，俗称苦杏仁油。

苯甲醛能进行亲核加成、羟醛缩合、康尼察洛反应、硝化和氯化等系列反应，衍生出许多化工产品。

它作为重要的精细化学中间体和原料被广泛应用于医药、食品、饮料、农药、染料等领域。

目前苯甲醛的工业生产方法主要有两种：氯化苄水解法、甲苯氧化法。

传统的甲苯氯化水解法生产苯甲醛，产品中由于含氯，其用途受到限制。

本设计使用甲苯气相空气氧化法，其反应速率快、效率高，工艺简单易于连续化生产，且所得苯甲醛不含氯，可用于精细化工业，具有良好的工业应用前景。

本设计对整个反应进行了物料恒算,热量恒算,设备选型及计算。

最后绘制了生产工艺流程图,物料流程图,车间平面布置图,车间立面布置图。

1 / 521 任务的来源4253本设计是针对甲苯进行设计，以专业基础课的学习为基础，设计合理的工艺流程，选择相应的工艺设备等。

其目的是提高解决化工产品生产车间设计实际问题的能力；掌握化工工艺流程设计、物料恒算、热量衡算、设备选型等的基本方法和步骤；从技术上的可行性与合理性两个方面树立正确的设计思想。

通过本课程设计，也提高了运用计算机设计绘图的能力。

2 设计标准本设计参考了以下国家标准和规定（1）生产过程危险品和有害因素分类与代码（GB/T13816-1992）（2）常用危险化学的分类标准（GB13690-1992）（3）压力容器中化学介质典型危害和爆炸危险程度分类（HGJ43-1991）---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ （4）工厂防火规定（GBJ16-1987）（5）污水综合排放规定（GBJ8978）1 The source taskThis design aimed at toluene requiring us to design a reasonable process and choose the corresponding process equipments based on the study of professional basic course. Its purpose is to improve the ability of solving practical problem of the chemical products production workshop design ability and master the basic methods and procedures through chemical process design, material constant calculate, heat balance calculation，equipment selection and calculation . Through this course design, we can also improve the ability of using the design drawing of the computer.3 / 522 Design StandardsThe design references the following national standards and regulations.(1)Production of dangerous goods and harmful factors in classification and code.（GB/T13816-1992）(2)Dangerous chemical commonly used in the classification criteria. （GB13690-1992）(3)Typical chemical medium pressure vessel explosion hazards and safety levels. （HGJ43-1991）(4)Factory fire safety requirements.（GBJ16-1987）(5)Integrated wastewater discharge requirements.（GBJ8978）---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------(6)Steel pressure vessel.（GB150）(7)The standard shell and tube heat exchanger.（GB151）(8)System and Equipment layout design requirements.（HG20570）(9)Chemical plant piping design requirements.（HG/T20549）3 Design principles and key design indicators Principle：(1)Safe and reliable: the design of many chemical substances are flammable, explosive or toxic. Therefore, the design must be taken into account of all sorts of obviousand potentially dangerous and used strict regulations of national and local health and safety to ensure5 / 52little environmental pollution and the health of production personnel.2.5 车间定员.113 物料衡算123.1 反应方程式123.2 工艺要求与中试数据123.2.1 年产量与年工作日123.2.2 中试数据133.3基于中试数据计算. 133.3.1 投料量计算133.3.2 氧化反应计算14---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 3.3.3 氧化物料衡算143.4 总物料衡算表154 热量衡算164.1 焓的计算164.2 热容的计算164.3 反应焓的计算164.4 热量的计算164.4.1 Q1的计算164.4.2 Q2的计算174.4.3 Q3的计算177 / 524.5 反应器的容积计算184.6 反应釜的体积设计194.7设备向四周散失的热量194.8 消耗在设备各个部件及管道上的热量Q4204.9 热量衡算205 设备的选型及计算215.1 加热器215.1.1 加热器的换热面积的计算215.1.2 加热器的工艺结构尺寸的计算225.1.3 加热器的设备选型245.2 反应器25---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 5.2.1 反应器催化剂的填充量255.2.2 反应管长度的计算255.2.3 管束尺寸和反应管的排列265.2.4 反应器进口管口设计265.3 冷凝器265.3.1 冷凝器换热面积的计算265.3.2 冷凝器的工艺结构尺寸的计算285.3.3 冷凝器的设备选型305.4 苯甲醛精馏塔305.4.1 各类尺寸的计算309 / 521.3 苯甲醛1.3.1 苯甲醛的性质苯甲醛（英文名：Benzaldehyde；Benzoic aldehyde，别名苯醛）是一种无色或淡黄色液体，具有苦杏仁香味，俗称苦杏仁油。

甲苯生成苯甲醛的反应机理

甲苯生成苯甲醛的反应机理嘿，咱来聊聊甲苯生成苯甲醛这事儿啊。

甲苯就像一个有点害羞的小胖子，碳氢原子们紧紧团结在一起。

当要把甲苯变成苯甲醛的时候呢，就像是给这个小胖子做一场奇妙的变身手术。

这其中有个关键的步骤，就像是找了一个神奇的魔法棒。

通常会用一种特殊的氧化剂，这个氧化剂就像是一群热情过头的小喽啰，冲过来想要打破甲苯的平静生活。

氧化剂那些活跃的氧原子啊，就像一群饥饿的小怪兽，眼睛直勾勾地盯着甲苯身上的甲基。

甲基呢，在这场混战里就像一个弱小无助的小尾巴，被氧化剂盯上了。

然后呢，氧原子就开始和甲基发生纠缠，这个过程就像是一场激烈的拔河比赛。

甲基虽然不想轻易就范，但面对氧原子那强大的拉力，也渐渐开始招架不住。

随着反应的进行，甲基上的氢原子就像一群胆小的小兵，一个接一个地被氧原子拉走了。

这个时候的甲苯，就像是被扒掉了一层保护壳，变得有些狼狈不堪。

慢慢地，经过一系列复杂得像超级绕口令一样的过程，甲基被氧化得越来越厉害。

就好像从一个小土丘被逐渐削成了一个小尖峰，这个小尖峰就是即将要变成醛基的部分。

最后啊，在经过各种原子的重新排列和调整之后，就像一群调皮的小精灵重新组合了阵容。

原本的甲苯就华丽变身成了苯甲醛。

苯甲醛就像是从丑小鸭变成了白天鹅，一下子有了独特的气质，还散发着一种迷人的气息，和甲苯那种憨憨的感觉完全不一样了。

整个反应机理啊，就像是一场充满奇幻色彩的魔法大战，每个原子都是有着自己角色的小魔法师或者小怪兽。

虽然实际的过程很严谨很科学，但想象成这样一场热闹非凡的场景，是不是感觉化学也变得超级有趣啦？这甲苯变成苯甲醛的过程，就像是一场微观世界里的奇妙冒险，充满了惊喜和意外呢。

甲苯合成苯甲醛的合成路线

甲苯合成苯甲醛的合成路线说到甲苯合成苯甲醛，这可真是一门有趣的化学艺术呢。

想象一下，化学实验室就像个魔法屋，五光十色的试管和各种香味四溢的化学品，简直让人忍不住想要进去大开眼界。

甲苯，大家可能都听说过，就是那个在油漆和溶剂中常见的家伙。

它不仅仅是个普通的化学物质，还是我们今天的主角，嘿嘿，真是个有趣的角色呢。

咱们得知道，甲苯可不是一个人独自行动，它得找到一个靠谱的伙伴。

我们要把甲苯转变成苯甲醛，这过程就像是给它换了身行头，变身为一位风度翩翩的绅士。

怎么做呢？简单点说，就是通过氧化反应。

就像你在夏天给自己来一杯清凉的柠檬水，瞬间清新了许多。

甲苯在氧化的过程中，实际上是把它那一根小小的甲基（CH₃）变成了一个更大更帅的羰基（CHO），这一下子可就神奇了！在这个过程中，咱们还得用到一些催化剂，就像调酒师给鸡尾酒加点神秘成分，瞬间提升了整个饮品的档次。

通常我们会用到铬酸盐或是其他的氧化剂。

这些小家伙就像是魔法师，悄无声息地帮我们加速反应，让甲苯顺利地升级。

加热和搅拌，这一系列的操作下来，甲苯就开始和氧气亲密接触，慢慢地，嗨，变成了我们心心念念的苯甲醛。

过程可不止这些哦，反应完之后，我们还得把产物提纯。

想想看，如果做了一道美味的菜，最后却夹带了一些杂质，那可就大煞风景了。

于是我们要用蒸馏法，把苯甲醛和其他不必要的成分分开。

把产物收集到一个干净的容器里，就像把新鲜出炉的饼干装进漂亮的盒子里，真是美滋滋啊！大家可能会想，哎呀，这玩意儿听起来挺简单的，可是化学反应不就是那样嘛，有时可没那么顺利。

没错，化学界可是风云变幻，有时候你刚刚做了一步，结果就发现反应不完全，或者杂质太多，这可就要重新来过。

就像人生，总是会有点小波折，但只要不放弃，总能找到办法解决。

不过，成功的喜悦可真是无法用言语来形容！当你看着那瓶清澈的苯甲醛，仿佛看到了自己的努力和坚持。

就像每一次在厨房里做菜，终于成功了，简直像是中了彩票。

想想这玩意儿可以用在香料、药品和其他工业应用中，哇，成就感满满啊！化学实验室也不是个无忧无虑的地方，安全可不能掉以轻心哦。

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苯甲醛增多。这表明低含量的亲电子氧（Ｏ，Ｏｚ）
ＫｒａｍｅｒＫ、ＲｏｂｅｒｔｓｏｎＰＭ和ＩｂｌＮ使用己烷等惰性有机溶剂，提高苯甲醛收率，用ｃｅ作甲苯的氧化剂，
其氧化反应如下：
ＣＨ
＋
研究，不同氧化剂对甲苯都会深度和部分氧化。在平
均组成为ｃＨ会出现结炭，结炭和焙烧过程，催
１０ｋｔ，采用苯甲酸副产工艺（具体工艺不详）。国内
最大的甲苯液相氧化制苯甲醛的工厂是石家庄化纤公司，年产５ｋｔ苯甲醛（设计为年产６ｋｔ）。
／／＼、
简略介绍，详细介绍甲苯气相氧化法。介绍膜反应器和流化床工艺，为开发新型催化剂及新工艺提供
一
粗品经精馏处理得苯甲醛，含醛量９５％～
９８％。该法是原国内使用的生产路线、工艺简单、收率高，但产品含有微量的氯，对某些用途不合适，且由于有伴随光和热的大量氯气参与反应，对周围环境造成严重的污染，因此国内已禁止生产¨ １。
化剂中钒的含量没有关系，结炭会提供催化剂的失
活信息。ＤｍｉｔｒｉＡ．Ｂｕｌｕｓｈｅｖ等人研究在Ｖ／Ｔｉ催化剂上沉积Ｋ（Ｋ：Ｖ＝０．１９）从而提高甲苯部分氧化的活性和选择性『。用动力学的方法研究钒在Ｖ／Ｔｉ催化剂上的分布。通过对添加钾和不添加钾样品的研究，
至不再有苯甲醛馏出为Ｉ卜：分取馏出液下层油状
ｉ
／
ｌ＋Ｈ２Ｏ
，
物，用水洗，再用５％碳酸钠洗涤，分去水层后，加无水碳酸钠干燥、过滤，滤液蒸馏，收集１７８～１８０ｃ【＝馏分，即为苯甲醛成品。
和苯甲酸。其典型流程如图１。
空气
甲苯钴
图１一甲苯液相氧化法工艺流程
的课题，美国、欧洲、日本等各国都在进行基础理论
研究，为甲苯气相氧化制苯甲醛的工业化提供理论支持。
甲苯再循环
苯甲酸
Ｄ．Ａ．Ｂｕｌｕｓｈｅｖ等人用拉曼光谱研究ＶｚＯｓ／ＴｉＯｚ焙烧过程１６】，发现在空气中快速（１～３ｈ）焙烧会使
会使甲苯过度氧化，而高含量的亲核氧（Ｏ一）会使甲
苯部分氧化。用ＨＲＴＥＭ，ＦＴ—Ｒａｍａｎ和ＶＮＭＲ．
表征催化剂可知：由于Ｋ的沉积，ＶＯ的晶形结构
ＣＨ０
。，、
、
发生变化，有利于ＶＯｓ在ＴｉＯｚ表面上分布，ＶｚＯｓ和
些有用借鉴。
１苄基氯水解法
以甲苯为原料，在光照条件下进行氯化，得到
一
氯苄、二氯苄、三氯苄的混合物，其反应式如下：
２苯甲醇氧化法
由氯苄水解得苯甲醇，再经氧化而得，其反应式
如下：ＣＨ２ＯＨ
Ｎａ２Ｃｒ２０７Ｈ２Ｓ０
（１．北京理工大学机电工程学院爆炸灾害预防与控制国家重点实验室，北京１０００８１；２．浙江巨化股份有限公司硫酸厂，浙江衢州３２４００４）
摘要综述甲苯氧化制苯甲醛的几种合成方法。详细介绍了甲苯气相氧化制苯甲醛过程
反应过程中有很多副反应，而且产物很多，甲苯气相催化氧化合成苯甲醛，在理论上是研究芳香烃选择性氧化反应的典型，而气相氧化法具有反应速度快、生产能力大等优点，宜于连续化和自动化操作，因而是一条经济合理的工艺路线。
５．１钒钛氧化物催化剂
味，因此它是合成香精香料的一种重要中间体，也
ｃＬ
。
＋Ｈ。：！圣：：．
ＣＣ１Ｃ００Ｈ
＋Ｈｃ
是合成诸如玫瑰香和茉莉香等香料的第一步，这些香料广泛用于各种香皂和香水中。我国目前苯甲醛生产企业有１０余家，总生产能力为１２ｋｔ。有关资料显示，我国苯甲醛需求量以每年７％以上的速度增
ＴｉＯ的相互作用减弱，使ＶＯｓ在ＴｉＯｚ表面形成更
ｆ、０＋４ｃｅ＋＋Ｈ０
／
＋４Ｃｅ＋４Ｈ
多的单层分布，更易于甲苯部分氧化成为苯甲醛。
ＡｎｇｅｌｉｋａＢｒｔｉｃｋｎｅｒ用不同制备方法制备一系列
化工生产与技术ＣｈｅｍｉｃａｌＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＣＨ０
＼
、
‘ ２５・
将甲苯氯化制得的苄基氯与碳酸钠、水混合，加热回流得苯甲醇，冷却后加入重铬酸钠冰水溶液，于３５～４５￣Ｃ搅拌，滴入４０％硫酸，然后用水蒸气蒸馏
添加钾的样品中产物ＣＯ比不添加钾样品减少，而
４间接电化学氧化法
２０世纪８０年代初，英国卜内门公司研究了以
铈、铬、钒等为催化剂，以硫酸盐为氧化剂的间接电化学氧化法制取苯甲醛的工艺。１９８０年，瑞士
５甲苯气相氧化法
甲苯气相氧化制苯甲醛是化学家们多年来一直努力探求实现的４个化学反应过程之一。用空气和甲苯蒸气的混合物，通过含有钒、钼、铀等过渡金属复合氧化物的催化剂来制备，其反应式为：
吸附作用。在Ｋ—ＶＯ催化剂表面的Ｋ— Ｖ中钒成
３甲苯液相氧化法
甲苯在１３０～１６０ｃ【＝和２１０～７００ｋＰａ压力的空气中，可溶性金属盐类（乇要是钴、锰的卤化物和有
Ｖ／Ｔｉ氧化物催化剂是近年来国内外研究较热
机酸盐）存在的条件下进行液相氧化，可生成苯甲醛
１１０１
～钲１５ｃ【＝Ｉ
Ｃ６Ｈ５ＣＨ２ＣｌＣ６Ｈ５ＣＨＣｌ２＋ＨＣｌＣ６Ｈ５ＣＣ１３
ＣＨＯ
收稿日期：２００３— ０８ — ２１
维普资讯
２００４年第１１卷第３期
维普资讯 http://www.cqvi刘伟华等甲苯氧化制苯甲醛技术进展
综述
Ｉ，．、．，、．．，．．、．，．．．一
ｊ
甲苯氧化制苯甲醛技术进展
刘伟华张同来张建国孙远华张水光
ＶＯ在ＴｉＯ形成单层分布，焙烧过的催化剂比没有焙烧过的活性更好，但选择性没有变化，催化活性和ＶＯ单层分布有关。对催化过程进行定态和动态的
苯甲醛
世界上最大的甲苯氧化工厂是位于荷兰鹿特丹Ｏ市的ＤＳＭ公司，每年生产４００ｋｔ以上的苯甲酸，也是世界上最大的苯甲醛生产基地，１９９６年的产量为
间接电解氧化法小规模生产苯甲醛已在印度实
现，介质为锰盐。
焦磷酸钒和钾钒催化剂，并用（ＥＰＲ、ｕＶ— ＶＩＳ — ＤＲＳ、ＸＲＤ和ＸＰＳ）进行研究表征。（ＶＯ）ｚＰｚＯ，催化剂的活性不好是由于在反应条件下产物对羟基的强
长，到２００６年将达１４．５ｋｔ左右。
再进行碱性水解：
ＣＨ２Ｃｌ
／／、、
ＣＨＯ
／／＼
苯甲醛的合成方法主要有甲苯侧链氯化物水
解法、苯甲醇氧化法、甲苯液相氧化法、间接电化学氧化法和甲苯气相氧化法。吴鑫干、缪伶、朱晨燕、朱宪、黄泰山都从不同方面详细介绍国内外甲苯制苯甲醛现状 ” 。’ ，本文对甲苯侧链氯化物水解法、苯甲醇氧化法、间接电化学氧化法、甲苯液相氧化法
・
２６・
刘伟华等甲苯氧化制苯甲醛技术进展
综述
深度氧化。另一类（如亲氧）氧化形成苯甲醛在气相氧存在条件下，反嚏的选择性叮达到８０％～
１００％．
纳米粒子具有比表面大、表面活性中心多，催化
效率高等优点，广泛应用于催化剂的制备过程，化学家研究了纳米粒子对甲苯气相氧化制苯甲醛的催化过程。Ａ．Ｊ．Ｍａｉｒａ等人把热处理和水热处理应用到制备纳米二氧化钛催化剂中¨ ，在气相氧化过程中，利用ＦｒｌＲ检测催化剂，结果表明：含氢键的羟基越多，甲苯越易氧化成为二氧化碳，反应体系中水蒸汽的存在有利于光催化反应。ＧｉａｎｍａｒｉｏＭａｒｔｒａ用ＨＲＴＥＭ和ＦＴＩＲ研究两种ＴｉＯ离子（ＴｉＯＰ２５和ＴｉＯ：Ｍｅｒｃｋ）的结构形态和路易斯酸碱性质 ¨ ，ＴｉＯＰ２５具有棱角形状，空间构形主要为（００１）和（０１０），而ＴｉＯＭｅｒｃｋ有明显的低表面积，ＴｉＯＰ２５路易斯酸性中心明显强于ＴｉＯＭｅｒ－ｃｋ的粒子。在ＴｉＯＰ２５表面上羟基团能在半缩醛中转移形成苯甲醛，而ＴｉＯＭｅｒｃｋ表面上的粒子的作用就很弱。在甲苯的气相氧化中，苯甲醛在过渡物中