鼓泡反应器中仿生催化环己烯环氧化的动力学研究

（汕头市卫生学校，广东  汕头  515063）

摘  要 ：本研究针对仿生催化环己烯环氧化工艺，从气液反应传质强化出发，进行鼓泡反应器中的环己烯环氧化动力学研究。研究得出，环己烯的反应级数为1.0，活化能为54.58 kJ/mol，指前因子为1.8×105 s-1。异丁醛的反应级数为1.5，活化能为28.5 kJ/mol，指前因子为9.2×103 s-1，2-环己烯醇的生成速率为1.0×10-4 mol/L.min，2-环己烯酮生成速率为0.3×10-3mol/L.min，两种副产物反应级数均为0级。反应动力学符合米氏方程。

关键词：鼓泡反应器； 仿生催化； 环氧环己烷； 动力学

0 前言

环氧环己烷（Cyclohexene oxide）是应用范围非常广泛的一种有机合成中间体，其市场前景十分广阔。目前环氧环己烷的生产工艺存在污染大、能耗高、成本高、安全性低以及效率低等问题^[1]-[11]。仿生催化技术不仅降低了化学实验对反应条件的要求，而且能高活性、高选择性地催化氧化烯烃、氧化剂为氧气符合绿色化学理念，这些都有力地解决了烯烃环氧化过程中存在的各种工业问题^[12]。本研究使用金属卟啉对烯烃进行环氧化的技术相对来说比较成熟，Zhou^[13] 在常温常压下用锰金属卟啉催化环己烯环氧化反应，产率达95%，显示出了仿生催化环己烯反应的巨大优势。但对提高该体系的反应速率的研究尚未展开。对于气液反应，气液传质过程在化学生产过程中是制约因素，强化气液传质过程便显得尤为重要^[14]-[16]。

通过对气液反应过程中的气液传质的相关传质系数进行研究分析有利于深入了解环己烯环氧化反应过程的控制，从而可对气液传质强化有指导意义。因此，本研究中进行了对鼓泡反应器中的仿生催化环己烯环氧化体系进行了动力学探究。

1 鼓泡反应器中环己烯环氧化的动力学探究

在鼓泡反应器中测定环己烯环氧化体系的动力学，由于鼓泡反应器中的搅拌速率、氧气流量等传质因素会直接影响环己烯体系的反应速率，因此需要确定上述各因素最佳的条件从而确保在环己烯体系动力学的测定过程中最大程度减小传质因素的影响。

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