8万吨/年苯甲醇氧化法制备苯甲醛工艺设计(4)
苯甲醛是一种重要的精细化工中间体，广泛用于医药、香料、农药、染料、塑料添加剂等行业。目前，工业上通常采用甲苯氯化水解法生产苯甲醛。该方法存在工艺流程长、产物分离困难、排放腐蚀性气体和有机废物等缺陷，特别是甲醛产品中含有氯化物或氯离子，大大限制了苯甲醛在医药和香料中的应用。苯甲醇与无机氧化剂(如重铬酸钠、高锰酸钾等)反应可生成“无氯”苯甲醛，但在产过程中易造成试剂浪费和环境污染，并且仅适于小规模生产。据预测，今后几年我国苯甲醛的需求量将以每年约7％的速率递增。到2015年，我国苯甲醛的市场需求将达到30 kt／a左右，其中，“无氯”苯甲醛的需求约占苯甲醛总需求的46％ ，“无氯”苯甲醛仍需大量进口。
全球苯甲醛的消费情况为欧洲占52%，美洲占22%，亚洲及世界其他地区占26%。消费结构为医药30%，香精香料占30%，农用化学品占25%，其他占15%。
随着我国市场经济的发展，以前那种单纯靠增大原料和能源的消耗来提高产量的做法已逐渐被淘汰，继续这种做法的企业已经濒临破产倒闭；现在只有依靠科技的力量，通过技术的改造来降低能源的消耗，同时使各种生产资料得到优化的配置，才是摆脱困境最有效的方法。
本设计采用苯甲醇和无机氧化剂反应，生成较高纯度的苯甲醛，而目前这一生产过程可用的催化剂种类很多，方法各异，但都停留在实验改进和提高阶段，需要将研究成果转化成可行的生产流程。其中要考虑到反应的可行性，原材料的成本，催化剂的选择，反应器的选择，对生产过程提出改进和设计。
1.2 文献综述[2]
苯甲醛的合成方法众多，但在工业中有所应用的主要有以下几种。
（1）亚苄基二氯水解法
此法是最早生产苯甲醛的方法，将甲苯在适当条件下进行侧链氯化，得主要产物亚苄基二氯，再经酸性或碱性水解及精镏可得苯甲醛， 副产苯甲酸。其反应式为：
（2） 液相氧化法
液相氧化苯甲醛大多数是以钴或锰的卤化物或有机酸盐为催化剂，以空气为氧化剂，添加溴为助催剂。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：
采用该工艺的有法国Rhone-Poulenc公司，同时生产苯甲醇和苯甲醛，另外采用Dow法由甲苯生产苯酚及采用SNIA VISCOSA法由甲苯-苯甲酸路线生产ε-已内酰胺时都产生大量副产苯甲醛。
（3） 铬化合物氧化法
苯甲醇氧化脱氢制苯甲醛常用CrO3或重铬酸盐（Na2Cr2O7、ZnCr2O7•3H2O）作氧化剂，但存在分离困难及铬污染问题，将铬化合物负载在聚合物载体上可以有效避免此问题。这种聚合物载体可用无机高聚物或聚乙烯吡啶树脂等有机高聚物。Lalancette J M 在专利中提到有吸附在石墨或硅胶上的CrO3、吸附在硅胶Al2O3上的铬酰氯、吸附在Al2O3的Corey试剂。以环乙烷作溶剂，在25-30℃氧化苯甲醇，苯甲醛产率达90%。其反应条件温和且避免了铬污染：
TCC、MCC分别为氯铬酸三甲胺、氯铬酸甲胺。
（4） 分子氧氧化法
从经济和环保角度讲，用分子氧作氧化剂较为合理，因为他经济无毒，主要生成水。
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这个反应在苯甲醇转化率为80%时，苯甲醛选择性大于99%。钌催化剂还可以用Ce2O-Ru，产率80%；用过钌酸四—正丙基铵（TPAP）,苯甲醛产率大于99%。除钌、钯化合物催化剂外，还有添加碱金属的铜离子交换NaX沸石催化剂及一些新型催化剂，如：
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