乙苯液相無溶劑氧化體系中的相平衡及其應用研究.pdf

1、苯乙酮是重要的化工原料，廣泛用于香皂、香料及醫(yī)藥等行業(yè)。傳統苯乙酮生產工藝中，以三氯化鋁為催化劑，苯和乙酰氯酰基化反應制備苯乙酮，該法產生強酸，易腐蝕設備和污染環(huán)境。本文研究的工藝背景為以氧氣為氧化劑，選擇性氧化乙苯合成苯乙酮。該工藝舍棄了傳統生產工藝的乙酰氯和三氯化鋁，改用氧氣為氧化劑的無溶劑參與的綠色氧化制備苯乙酮的新工藝，既節(jié)省了原料成本、三廢處理費用，也降低了設備腐蝕。
　　以氧化劑為氧氣，直接氧化乙苯制備苯乙酮的反應過程

2、中，主產物為苯乙酮，副產物主要有1-苯乙醇、苯甲酸、水等。設計的工藝過程主要包括反應液分離、萃取精餾、減壓精餾等分離系統。設計合理的分離條件，涉及到的、必不可少的是該體系的基礎熱力學數據。該工藝相關的液液平衡數據和固液平衡數據是重要的熱力學基礎數據。本論文針對針對乙苯液相氧化液的分離工藝進行流程設計、模擬與優(yōu)化，完善相關的基礎數據，為該工藝提供思路和依據，主要對以下幾方面內用進行研究：
　　1.相平衡數據研究
　　1.1.液

3、液相平衡：測定常壓下括水+乙苯+苯乙酮、水+乙苯+1-苯乙醇和水+苯乙酮+1-苯乙醇三個三元體系的液液平衡數據。并用NRTL和UNIQUAC活度系數模型，對所有液液平衡數據進行模型參數擬合，得到對應模型的二元相互作用參數。利用得到的模型參數，對四元體系水+乙苯+苯乙酮+1-苯乙醇的液液平衡數據進行預測和驗證。
　　1.2.固液相平衡：建立固液相平衡實驗裝置，分別測定苯甲酸在1-苯乙醇、苯乙酮和乙苯等溶劑中的溶解度，用NRTL模型對

4、苯甲酸在不同溶劑中的溶解度進行關聯，得到二元相互作用參數。建立苯甲酸在多元混合溶劑中的溶解度預測模型，實現苯甲酸在多元混合溶劑中溶解度的預測和驗證。
　　1.3.汽液相平衡：利用文獻已有的汽液平衡數據，進行熱力學模型關聯。
　　2.分離工藝優(yōu)化研究
　　設計了乙苯氧化產物的分離工藝，并運用ASPEN PLUS軟件中的靈敏度分析工具對反應物分離、苯甲酸分離、1-苯乙醇與苯乙酮分離工藝進行了模擬，對分離反應物、分離苯甲酸、