非催化条件下异丙苯液相过氧化反应动力学
2015-08-21刘明鑫许志美孙伟振张明华赵玲
化工学报 2015年5期
刘明鑫,许志美,孙伟振,张明华,赵玲
(华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海 200237)
引 言
苯酚是重要化工原料及医学用品,主要用于生产酚醛树脂、己内酰胺、卤代酚、双酚A、烷基酚、水杨酸等[1-2]。丙酮也是重要的化工原料之一,可用于合成甲基丙烯酸甲酯、丙酮氰醇、环氧树脂、聚碳酸酯等化学品,也可用作溶剂、稀释剂和萃取 剂[3]。异丙苯法是目前联产苯酚与丙酮的主要方法[4],包括苯烷基化、异丙苯液相过氧化、过氧化氢异丙苯催化分解等过程,其中异丙苯过氧化是关键反应步骤[5]。为了提高反应速率,碱金属、过渡金属配合物、卟啉类化合物等被用来催化异丙苯过氧化[6-9]。然而,非催化条件下的异丙苯液相过氧化过程在未来相当长时间内仍将是工业异丙苯液相氧化的主导工艺。异丙苯液相过氧化属于链式自由基反应,反应过程中存在着大量自由基和中间产物,反应机理较为复杂,给动力学研究带来一定困难。
准确的反应动力学模型是进行化工过程优化、设计以及放大的基础[10-14]。Hattori 等[15]考虑氧气分压的影响,最早建立了异丙苯氧化动力学模型。于学敏等[16]认为氧气分压和空塔气速超过一定值时可以忽略气液两相中氧气的传质阻力。但是,上述研究将异丙苯过氧化的主要副产物α-甲基苄醇(MBA)和苯乙酮(ACP)合并,这样的处理方式使动力学模型过于简化而不能区分副产物。并且早期的异丙苯过氧化研究由于分析条件所限并未考虑链终止产物ROOR(DCP)的分解。……
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