本发明属于精细化工技术领域，具体涉及甲苯液相氧化制备苯甲醛的工艺。
背景技术：
苯甲醛(benzaldehyde)别名安息香醛，是苯环上的氢被醛基取代后生成的化合物，是工业上的重要工业原料，具有很高的工业附加值。苯甲醛作为一种重要的最简单的芳香醛，同时是一种芳香烃，具有苦杏仁气味，因此也称为苦杏仁油。苯甲醛呈无色或者是黄色的液体，具有光的折射性，根据相似相溶的原理，对于水有微溶性，对于有机的溶剂可进行混溶，如乙醇、乙醚(ch3ch2och2ch3)、苯等。苯甲醛由于其的化学架构，导致其性质很活跃，极其容易变质，在有光的条件下，还能加快其氧化速度，发生例如羟醛缩合、亲核加成、加氢、氯化反应等反应。因此，在保存苯甲醛的时候要注意避光，密封，必要时采用惰性气体进行气体隔绝保存。
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中去。在农业、医药、食品、染料等都能见到的其重要的价值。
甲苯制苯甲醛的主要合成方法：
到目前为止，制取苯甲醛大多以甲苯为原材料，通过直接或间接的手段进行反应获取苯甲醛，一般有氯化水解、直接氧化、点氧化合成、间接电合成。由于甲苯的碳氢键的对活化能要求比较高，所以甲苯的催化氧化活性低；再者苯甲醛属于链式反应的中间产物，而且醛基很活泼，很容易被氧化成苯甲酸或者其他的碳氧化合物，这也就是现在人们一直努力研究的方向，如何提高甲苯生产苯甲醛的选择性。
1.甲苯的氯化、水解法制苯甲醛
在光照的的条件下，cl2将苯环上的支链-ch3取代，得到一氯甲苯、二氯甲苯、三氯甲苯的混合物，之后对产物进行分离，获取氯化苄为主的产物，通过酸性或碱性的水解，然后分离、蒸馏、精馏获取目标产品苯甲醛，以及得到副产物。该法生产苯甲醛可以得到的收率有96-97％，是最早制取苯甲醛的工艺方法，工艺技术也很成熟。但是这个工艺存在着缺陷，一个是对设备的腐蚀严重，对设备的维修、更新要求比较高；另一个是得到的产物，纯度不高，还含有氯，这个对它在医药，香料等方面的应用有很大的影响；再者生产的方式上，由于是用到氯气，产物会有大量的副产物排放，对环境的污染很严重。
2.甲苯气相氧化法制苯甲醛
甲苯气相氧化法是通过让气态的甲苯，在高温下通过催化剂，控制其的氧化程度得到苯甲醛。在文献中，都基本上采用的是固定床跟流化床反应器，使用氧气，臭氧以及空气进行氧化，在350-550℃的温度条件下反应，得到苯甲醛。该方法制取苯甲醛是一种多级的氧化反应，得到的产物有苯甲醛、苯甲酸、碳氢化合物等。这种方法制得的苯甲醛，具有反应原料单一，氧化速度快，产品不含氯的特点，符合连续生产的工艺要求。但是目前这个在工业上的应用少，一个是产率低，选择性差，深度氧化严重，副产物复杂，二是反应条件苛刻，需要在高温的条件下，对装置的要求很高。
3.甲苯液相氧化法制苯甲醛
甲苯液相制备苯甲醛是利用氧化剂和催化剂，在一定得温度压力下，发生反应得到苯甲醛。其中的氧化剂可以为空气、氧气、双氧水等。控制该法通过控制反应的深度可以得到苯甲醇，苯甲醛，苯甲酸。这个方法的优点是对于装置的要求比气相法要低，且回收率高，实操简单。产物苯甲醛的选择表达性好，且不含氯，符合医药等行业的应用要求。在文献中有采用双氧水为氧化剂，有效活性氧多，反应的副产物是水，对比其他的氧化剂拥有较好的优越性。
4.间接电化学氧化法
有文献介绍，以铈、铬、钒等为催化剂，硫酸为催化剂的间接电化学法制苯甲醛的工艺在上个世纪末，由英国的卜内门公司首先研究的。瑞士的framerk、robertsonpm和ibln等人，采用惰性有机溶剂，ce4+为甲苯氧化剂。
苯甲醛的合成方法比较
苯甲醛的合成方法拥有多种，各自都有各自的优缺点，目前为止，也就只有氯化水解，气相氧化，液相氧化这几个具有应用价值。
甲苯氯化水解制苯甲醛在我国是一门成熟的工艺，然而，此法在原料的应用上使用到了液氯，产物伴随有hcl气体，会致使环境遭到污染，所以也不适合在食品，医药，化妆等工业。
甲苯气相氧化法具有连续性，但是要使用该法制取苯甲醛，不单单对操作技术要有严格要求，而且对装置的要求也高，同时装置的维修成本也很大，因此，现在采用该法的工业化程度不高。
甲苯液相氧化法是拥有其他方法的优点，工艺条件在目前所知道的方法中要求较低，苯甲醛的表达性较高，且不含氯，得到的产物对环境影响很低，是一种绿色的工艺，对比其他方法，更适合现在工业绿色化的要求。
甲苯液相氧化制苯甲醛研究进展
苯甲醛作为一种有机中间体，以及重要的化工原料，它以及其衍生物，随着现代化的医药，香料，化妆品等行业的迅速发展，对于高品质的苯甲醛的需求逐年增长，其中我国就以7％/年的速度增长，所以苯甲醛的经济前景巨大，人们对其开发研究的也越来越多，国内外都有很多的报道。
人们最开始使用二氧化锰，浓度为65％的稀硫酸，在40℃下反应，然而这个方法由于在现代工艺生产上已经没有利用价值。而符合经济效益的也就只有甲苯液相氧化和甲苯氯化水解这两个工艺。但是甲苯氯化水解，是不符合现在提出的绿色化工的要求的，因为其用料以及产物中都会对环境产生不良影响，且产物含氯，更加不符合现代的经济效益，也被逐渐的淘汰。
现在大多采用的是甲苯液相氧化，该工艺使用空气中的氧为氧化剂，，使得经济效益有所提高。在文献中，在40-160℃，0.45-0.618mpa，采用co作催化剂，其副产品为苯甲醛，转化率在12％左右。现在对该法的研究，以甲苯液化制安息香酸为基础，通过控制其反应的条件，比如温度，反应时间，催化剂种类，达到控制其反应的深度，来获得更多的苯甲醛。关于此方面的研究，大多都得研究方向都是在采用催化剂的种类以及用量上，这有大量的文献和专利报道过。
kamath等指出：以乙酸为溶剂，co(oac)2为催化剂，nabr作助催化剂就有可能提高苯甲醛的产率。borgaonkar在这之后，首次对催化体系的工艺条件进行了详细的研究，在前者的前提下，以nabr或者二聚乙醛为引发剂，研究甲苯浓度、co(oac)2浓度、nabr浓度等对反应的影响。吴鑫千等人，以co/mn/br为催化剂体系，液相氧化甲苯，主要催化剂co盐或co-mn盐0.0001-0.001％(wt％)，添加主催化剂摩尔比为0.5-3.5的溴化物为助催化剂，添加甲苯体积的1/1000-1/100的甲苯醛作引发剂，在130-200℃，0.3-0.8mpa条件下，反应1-8小时，可以得到8％～12％的苯甲醛。
日本的学者们催化剂方面的研究，在采用fe盐与环乙烯或叔丁醇的混合物作为催化剂，或者用co的卤化物，在其的水溶液浓度为4％～15％中，都可以提高苯甲醛的表达性；在120℃～220℃的温度下，以mn或者co的溴化物为催化剂，苯甲醛的收率也比较高。
对于这些国内外的文献、专利，均以mn或co的盐作为有效的催化剂，通过添加溴化物促进反应进行，提高苯甲醛的选择性。
在国外的工业化报道上，法国的phone-poulenc公司开发的工艺得到的产物比例为苯甲醇38％，苯甲醛32.5％，苯甲酸14.5％，剩余的15％位不可回收的产物。该工艺得到的苯甲醛的收率高，表达性也好。具体的工艺为，在1.0mpa，165℃，用氧氮比为1:9的混合气体进行氧化，加入0.001的焦磷酸钠或者naf作稳定剂，随后反应60min，待到温度到185℃～190℃，反应完毕。往反应体系中加入0.001％的2-乙基己酸钴，用惰性气体进行惰性保护，再在165℃环境下加热10分钟，到达分解氢氧化物目的。再用稀碱液性洗涤，取上层油相液体，通过真空蒸馏，回收甲苯，在进行蒸馏分别得到苯甲醛和苯甲醇。
现国内的企业，苯甲醛大多作为生产苯甲酸的副产物得到，这导致苯甲醛的产率低，所带来经济效益也低。
苯甲醛在香料和医药的应用的质量指标都是要求无氯的。现代工业对苯甲醛的应用越来越全面，随之其消费量也跟着增加。在我国，苯甲醛的需求量也以7％的速率增长。随着国内外的食品、化妆品、医药等行业的迅速发展，对于不含有氯的苯甲醛的供求也逐年的增长，这也就对如何提升苯甲醛的质量以及提高产率的工艺有着迫切的需求。人们对液相法制苯甲醛不断深入的研究，其工艺与动力学的研究越发的成熟。
技术实现要素：
本发明针对现有技术中甲苯液相氧化法制备苯甲醛出料中含有大量未反应的甲苯，反应得到的苯甲醛以及其他副产物，对苯甲醛的提纯工艺进行改进，得到质量纯度为98％以上的苯甲醛产品。
甲苯液相氧化反应机理：甲苯液相氧化是一个自由基的反应，会先生成苯甲醇，苯甲醛，之后继续氧化得到苯甲酸，由于有醇跟酸的存在，还会发生脂化反应得到苯甲酸苄脂。根据自由基的反应链反应机理，反应的历程包括为链引发、链增长、链终止，甲苯液相氧化反应的链引发是由生成的苯甲酸引发的。
甲苯液相氧化制备苯甲醛的工艺，包括如下工艺步骤：
1)甲苯氧化反应：甲苯液相氧化以乙酸亚钴作为催化剂，通入氧气，在0.6mpa，160℃反应4小时，甲苯、回收的物料、催化剂、氧化剂从氧化反应器的上部连续进入；
2)苯甲醛的提纯：
闪蒸处理：步骤1)反应器出料作为提纯原料，进入闪蒸罐，闪蒸压力为100kpa，闪蒸出来的甲苯和水进行回收，分离再进入到反应器继续反应，在闪蒸罐底部出来产品，进入精馏塔分离；
脱甲苯处理：选取第七块作为进料位置进入精馏塔，精馏塔操作压力20kpa，塔顶温度45.63℃，选取第5块作为共沸剂进料板的位置，选取回流比为0.206作为共沸精馏塔的回流比，塔顶出料再分离，回收甲苯和水，再循环利用；
脱重烃处理：经过脱甲苯处理后，物流中主要的组分是苯甲醛，还有少量的苯甲醇、苯甲酸，采用脱重烃塔将苯甲醛和苯甲醇分离出来，选取17块板作为脱重烃塔的理论板，塔底温度178.5℃，塔顶温度101.5℃，回流比在12，塔顶的馏出量为20kg/h；
得到苯甲醛：上部得到的物料进入苯甲醛塔，选取16为理论板数为最适合的理论板数，选取第9块为进料板，选择塔顶采出量为13.5kg/h左右为最适合采出量，回流比选择为0.6到1之间，塔顶出来得到苯甲醛，塔底出来得到苯甲醇。
本发明步骤1)所述的甲苯氧化反应，甲苯、回收的物料、催化剂、氧化剂从氧化反应器的上部连续进入，各物流互相融合反应，物料中的氧与甲苯发生反应消耗，且会有大量的热释放出来；反应的温度是影响反应转化率的重要原因，呈现出正相关的关系，但是副反应也会增多，副产物的含量也增多。
步骤2)所述的闪蒸处理，进入闪蒸罐的物料的状态是160℃，0.55mpa，采用突然降低压力使得甲苯的热量增加，使甲苯得以汽化通过闪蒸罐顶部回流反应器继续反应，减轻下一步脱甲苯塔的工作负荷。物料进入闪蒸罐，压力的突然变小，有的物料气化通过管道返回反应器，继续反应，在闪蒸罐里的物料大部分是甲苯，还有反应的产物苯甲醛、苯甲醇等，通过闪蒸罐将大部分甲苯除去，为了将甲苯尽可能的除干净，在进行脱甲苯塔进行甲苯的完全分离工序，采用先闪蒸再用精馏塔，既降低了脱甲苯塔的热损耗，又减小了该塔的工作负荷。
步骤2)所述的脱重烃处理，随着操作压力的增加，塔底再沸器所需要的热量会减小，但是塔顶的冷凝器的负荷却会增加，塔顶采用的水来冷却，考虑到降低再沸器的热量，通过大量实验，当操作压力为10kpa，此时的热负荷较小，对于操作的要求也适宜，此时的塔底温度178.5℃，塔顶温度101.5℃；
再通过对比以操作压力为10kpa的条件下，相应的理论板与回流比之间的关系，理论板与回流比是两个成反相关的参数，当塔板为最小理论板数，相应的最小回流比就无穷大；反之，则需要无穷多块的理论板。通过控制两者的关系，对于设备的造价，以及操作的节能有很大的影响，理论板的增加，回流比逐渐减小，但到了一定的塔板数，回流比趋于平衡。选取17块板作为脱重烃塔的理论板，使设备的投资与操作的节能达到最适宜的状态；
塔顶的馏出量对精馏过程是一个很重要的参数，一个适合的数值对于馏出的组分的纯度有很大的影响，通过实验得知，回流比增大到一定的程度后，塔顶塔底的组分的质量分数的增长变的缓慢，通过比较，我们选取回流比在12，塔顶的馏出量为20kg/h；
步骤2)所述的得到苯甲醛，理论板数额确定，在达到分离目的的条件下，通过理论板与回流比的关系实验，选取16为理论板数为最适合的理论板数；
进料位置的确定，进料位置选取，对塔顶塔底的物料组成以及精馏效果会产生影响，通过灵敏度分析实验，得到塔顶苯甲醛以及塔底苯甲醇的质量分数跟进料位置的关系，选取第9块为进料板，因为在该位置进料，产品的纯度以及热负荷都在一个较理想的状态；
塔顶采出量的确定，不同的塔顶采出量，塔顶和塔底的质量流率都不不一样，但是要保证产品的纯度，就必须选择一个适合的塔顶采出量，通过实验，选择塔顶采出量为13.5kg/h左右为最适合采出量；
回流比的确定，回流比影响产品的纯度，增大回流比能使产品的纯度提高，但是相应的能耗和操作的费用也会增加，因此选择一个适合的回流比对该工艺的实际应用有重要的影响，通过实验，要得到纯度为95.0％以上的苯甲醛产品，回流比选择为0.6到1之间。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明甲苯液相氧化法制备苯甲醛的工艺，对环境友好，反应的条件温和，苯甲醛的产率以及表达性都很高，产物也容易分离。本发明方法在反应和分离两个部分充分的结合，不仅能提高工艺的效率还能降低能耗和物耗。先甲苯液相氧化制取苯甲醛，之后进行精馏，由甲苯出发，得到主产物苯甲醛，副产物苯甲醇和苯甲酸等，对甲苯液相氧化催化反应制的苯甲醛工艺，由甲苯到苯甲醛产品的提纯的全流程进行了改进。年产10000吨苯甲醛，甲苯氧化反应在160℃，0.6mpa条件下，以氧气为氧化介质，反应4小时，转化率在30％，苯甲醛的选择性在60％，苯甲醇选择性为7.4％，苯甲酸的选择性为20.7％。对氧化混合物的分离过程进行了研究和试验，先进行闪蒸处理，再连续精馏工艺可以实现对未反应甲苯的分离，其回收率可达99.9％。
2、对氧化产物进行分离过程，通过对操作压力，理论板数，进料位置，回流比以及塔顶的采出率等参数进行研究，根据它们对分离效果的影响，选取出最适宜的操作参数，最终得到的目标产品纯度为0.98的苯甲醛。
具体实施方式
下面以实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例：
甲苯液相氧化制备苯甲醛的工艺，包括如下工艺步骤：
1)甲苯氧化反应：甲苯液相氧化以乙酸亚钴作为催化剂，通入氧气，在0.6mpa，160℃反应4小时，甲苯、回收的物料、催化剂、氧化剂从氧化反应器的上部连续进入；
2)苯甲醛的提纯：
闪蒸处理：步骤1)反应器出料作为提纯原料，进入闪蒸罐，闪蒸压力为100kpa，闪蒸出来的甲苯和水进行回收，分离再进入到反应器继续反应，在闪蒸罐底部出来产品，进入精馏塔分离；
脱甲苯处理：选取第七块作为进料位置进入精馏塔，精馏塔操作压力20kpa，塔顶温度45.63℃，选取第5块作为共沸剂进料板的位置，选取回流比为0.206作为共沸精馏塔的回流比，塔顶出料再分离，回收甲苯和水，再循环利用；
脱重烃处理：经过脱甲苯处理后，物流中主要的组分是苯甲醛，还有少量的苯甲醇、苯甲酸，采用脱重烃塔将苯甲醛和苯甲醇分离出来，选取17块板作为脱重烃塔的理论板，塔底温度178.5℃，塔顶温度101.5℃，回流比在12，塔顶的馏出量为20kg/h；
得到苯甲醛：上部得到的物料进入苯甲醛塔，选取16为理论板数为最适合的理论板数，选取第9块为进料板，选择塔顶采出量为13.5kg/h左右为最适合采出量，回流比选择为0.6到1之间，塔顶出来得到苯甲醛，塔底出来得到苯甲醇。
工艺参数的研究和确定：
1.氧化反应：
表1氧化反应器的进料组成与进料条件
表2氧化反应器的操作条件
表3通过反应器，出料流股组成
甲苯液相氧化以乙酸亚钴作为为催化剂，通入氧气，在0.6mpa，160℃反应4小时，甲苯、回收的物料、催化剂、氧化剂从氧化反应器的上部连续进入，各物流互相融合反应，物料中的氧与甲苯发生反应消耗，且会有大量的热释放出来。
反应的温度是影响反应转化率的重要原因，呈现出正相关的关系，但是副反应也会增多，副产物的含量也增多。
通过表3，在设定的反应条件下，得到甲苯的转化率为30％左右，苯甲醛的表达性在60％，其他的副产物苯甲醇、苯甲酸的表达都在比较良好的表达性，在此条件下，苯甲醛的选择性达到了最优。
2.苯甲醛的提纯：
由于上一步是甲苯液相氧化制苯甲醛，反应器出料作为本工序原料，出料中主要有未反应的甲苯，反应得到的苯甲醛以及其他副产物，对苯甲醛的提纯工艺进行研究，目的是得到质量纯度为98％的苯甲醛产品。
甲苯液相氧化反应是一个高温高压的反应，反应后的物料进入闪蒸罐，压力的突然变小，有的物料气化通过管道返回反应器，继续反应。在闪蒸罐里的物料大部分是甲苯，还有反应的产物苯甲醛、苯甲醇等，通过闪蒸罐将大部分甲苯除去，为了将甲苯尽可能的除干净，再进行脱甲苯塔进行甲苯的完全分离工序。采用先闪蒸在用精馏塔，既降低了脱甲苯塔的热损耗，又减小了该塔的工作负荷。在塔中，以蒸汽汽提的形式，把甲苯从材料体系中取出。因为甲苯可以与水形成共沸物，并且带有甲苯的水可以通过冷凝器被带出，与它们相分离后，得到甲苯塔再循环，继续参与反应。
由于脱甲苯的物料中还存在苯甲醇、苯甲醛、苯甲酸等，但是苯甲酸的沸点比另外两种物质要高，而且相对分子质量也比它们重，所以将比苯甲醛重的组分，称为重组分。脱重烃塔是为了将重组分脱除，得到相对的轻组分。这时，轻组分从塔顶馏出，而重组分则在塔底。
经过脱重烃塔，将塔顶馏出物进入到苯甲醛塔，经过分离后，纯度不低于95％的苯甲醛在塔顶馏出，而苯甲醇则在塔底馏出。
表4闪蒸进料组成以及状态
2.1对于闪蒸罐，物料的状态是160℃，0.55mpa，采用突然降低压力使得甲苯的热量增加，使甲苯得以汽化通过闪蒸罐顶部回流反应器继续反应，减轻下一步脱甲苯塔的工作负荷，对闪蒸罐的要求是：闪蒸压力为100kpa，热负荷为0。
表5闪蒸罐的流股结果
由表得知，在最终的10号物流甲苯的质量分数只有4％，说明甲苯在闪蒸阶段基本出去完毕，以及水也仅仅占4.42％，水也基本分离出去了。闪蒸出来的甲苯和水会进行回收，分离在进入到反应器继续反应。在闪蒸罐底部出来产品，苯甲醛的含量在68.45％，等待进入下一步的精馏塔分离。
2.2脱甲苯塔的参数
甲苯在常压下的沸点为110.63℃、能够和水形成共沸物。常压下甲苯和水的共沸点为84.1℃，比甲苯降低了不少，相应地增大了甲苯同物系中其他组分的相对挥发度，使分离变得容易。水是理想的共沸剂，它与甲苯互不相溶，容易回收，不会对物系造成污染。共沸组成中甲苯的质量分数为80.84％，水为19.16％，因此过程中采用100kpa下的饱和水蒸汽作为共沸剂，用量为90kg/h。根据物料性质，塔顶出料再分离，回收甲苯和水，再循环利用。
塔参数的确定和优化
塔操作压力的确定
操作压力的选择会影响各物料组分建的相对挥发度，进而影响塔内的理论板数，回流比的参数的选取。压力对精馏的影响还体现在对塔顶产品的露点温度和塔底釜液泡点温度的影响。对共沸精馏塔进行不同操作压力的工况考察，得到满足分离要求时，塔顶及塔底温度随压力的变化而变化的关系，具体看表6.3。
表6塔顶塔底温度随操作压力变化关系表
通过该表可以看出，操作压力的增加，要达到分离要求相应的塔顶塔底的温度都随着增加。根据工业上的工艺要求，以及经济的节约，能耗节省方面的要求，塔顶的蒸汽冷凝温度不能低于40℃，所以选择20kpa的操作压力，这个时候的塔顶压力为45.63℃，可以用水冷，塔底的温度也不算太高。
进料位置的确定
进料位置也是影响精馏效果的很重要的因素。其他的参数不变，改变进料位置会改变各塔板上的物料组成，最终改变塔顶塔底出料的组成，影响塔顶冷凝和塔底加热需要的热负荷，因此在各块塔板中存在最佳进料位置。
其他参数不变，对进料位置作灵敏度分析实验，得到了进料位置对分离效果和塔顶塔底热负荷的影响，塔顶的轻关键组分甲苯一直维持着高回收率，但塔底的关键组分苯甲醛的回收率却受进料位置的影响很大。六到九的塔板上进料时塔底苯甲醛也有理想的回收率，苯甲醛基本是从塔底采出，不会进入到塔顶产品甲苯中去，达到了分割清晰。再从热负荷分析实验得到，六到九的塔板进料时冷凝器和再沸器的热负荷都处较低的位置。所以要达到分离要求的，且低能耗，选取第七块作为进料位置最适宜。
共沸剂的进料位置
共沸剂的进料位置对精馏过程也会有影响，运用灵敏度分析对此进行研究，我们得知共沸剂在前几块板进料，对于甲苯和苯甲醛都有很好的收率，考虑到能耗节省，选取热负荷低的第五块作为进料板的位置最适宜。
回流比的选取
回流比的选取，在设备的成本上以及对操作的简易程度都有很大影响，选取一个适合的回流，就意味着适合的设备成本和适合的操作技术。通过研究，回流比在0.15之前，甲苯的回收率会在一个比较高的位置，但是苯甲醛回收率就很低。随回流比的增加，苯甲醛的收率也不断增大。回流比在达到分离要求之后继续增加并不会对分离有明显的促进作用，所以选取回流比为0.206作为共沸精馏塔的回流比。
汽提工艺的结果
物料经过汽提之后，甲苯基本上被共沸剂带出与混合物料分离。10号流股经分流器得到12号流股，即12号为共沸精馏塔的进料流股，13号为以甲苯和水为主的塔顶产品，经倾析器处理，得到纯度为0.89的甲苯16号流股和0.998的水15号流股，14号流股为含低甲苯的混合物流股，将进入到另一个甲苯塔继续分离。
经过另一个甲苯塔，得到纯度较高的苯甲醛19号流股，将进入到脱重烃塔进行脱除重烃，进一步提高纯度。剩余的甲苯和水也在该塔基本脱除。
表7共沸精馏的结果
2.3脱重烃塔的参数
经过脱甲苯处理后，物流中主要的组分是苯甲醛，还有少量的苯甲醇，苯甲酸。苯甲酸的沸点高于目标产物苯甲醛，所以采用脱重烃塔将苯甲醛和苯甲醇分离出来。
在进料组成中，根据分子量的大小，比苯甲醛大的都认为为重组分，其余为轻组分，得到最小回流比，最小理论板数，理论板数以及加料板数。
随着操作压力的增加，塔底再沸器所需要的热量会减小，但是塔顶的冷凝器的负荷却会增加。塔顶采用的是水来冷却，只需要确定是如何降低再沸器的热量。通过实验，塔底温度178.5℃,塔顶温度101.5℃，该点的操作压力为10kpa，此时的热负荷较小，对于操作的要求也适宜。
再通过对比以操作压力为10kpa的条件下，相应的理论板与回流比之间的关系，知道：理论板与回流比是两个成反相关的参数，当塔板为最小理论板数，相应的最小回流比就无穷大；反之，则需要无穷多块的理论板。通过控制两者的关系，对于我们对设备的造价，以及操作的节能有很大的影响。理论板的增加。回流比逐渐减小，但到了一定的塔板数，回流比趋于平衡。选取17块板作为脱重烃塔的理论板，能使设备的投资与操作的节能达到最适宜的状态。
对于进料的位置的选取，通过实验比较后得到优化的进料板数为第七块。
塔顶的馏出量对精馏过程是一个很重要的参数，一个适合的数值对于馏出的组分的纯度有很大的影响，通过实验来进行选择塔顶的馏出量；回流比增大到一定的程度后，塔顶塔底的组分的质量分数的增长变的缓慢。通过比较，选取回流比在12，塔顶的馏出量为20kg/h。
脱重烃结果确定
物料中的轻组分苯甲醛和苯甲醇与重组分分离，从21号流股进入下一步，而重组分就在塔底20号流股出料，进行苯甲酸的回收。
表8脱重烃塔的结果
2.4苯甲醛塔的参数
理论板数额确定
在达到分离目的的条件下，通过实验计算，选取16为理论板数为最适合的理论板数。
进料位置的确定
进料位置选取，对塔顶塔底的物料组成以及精馏效果会产生影响。通过灵敏度分析，作出塔顶苯甲醛以及塔底苯甲醇的质量分数跟进料位置的关系，选取第9块为进料板，因为在该位置进料，产品的纯度以及热负荷都在一个较理想的状态。
塔顶采出量的确定
不同的塔顶采出量，塔顶和塔底的质量流率都不不一样，但是要保证产品的纯度，就必须选择一个适合的塔顶采出量，通过实验，选择塔顶采出量为13.5kg/h左右为最适合采出量。
回流比的确定
回流比影响产品的纯度，增大回流比能使产品的纯度提高，但是相应的能耗和操作的费用也会增加，因此选择一个适合的回流比对该工艺的实际应用有重要的影响。通过实验，要得到纯度为95.0％以上的苯甲醛产品，回流比选择为0.6到1之间。
通过表9，可以得到苯甲醛塔的计算结果，塔顶产品22号流股的苯甲醛的质量分数达到了97.8％，满足分离的要求。塔底23号流股能得到质量分数为94.3％的苯甲醇。
表9苯甲醛塔的结果
3.结果
年产10000吨苯甲醛，甲苯氧化反应在160℃，0.6mpa条件下，以氧气为氧化介质，反应4小时，转化率在30％，苯甲醛的选择性在60％，苯甲醇选择性为7.4％，苯甲酸的选择性为20.7％。对氧化混合物的分离过程进行了研究和试验，先进行闪蒸处理，再连续精馏工艺可以实现对未反应甲苯的分离，其回收率可达99.9％。
对氧化产物进行分离过程，通过对操作压力，理论板数，进料位置，回流比以及塔顶的采出率等参数进行研究，根据它们对分离效果的影响，选取出最适宜的操作参数，最终得到的目标产品纯度为98％的苯甲醛。
对比例：
现有工业生产过程中，甲苯液相氧化法的工艺流程大致步骤如下：
原料甲苯进入氧化反应器的方式是直接在氧化反应器的顶部投入进去，经过压缩后的新鲜空气从氧化反应器的底下入口直接注入；
混合后的反应液不能完全反应，所以有一部分反应液经过换热器的换热之后又重新流回氧化反应器重新反应；原料甲苯的预热通过换热器的副产低压蒸汽来实现，从反应器顶上流出的反应后的气液混合物，通过管道流入分离器进行混合物的气液分离；
分离完毕后，注入到第一个精馏塔实行第一步分馏工序，把甲苯提取出来后重返至氧化反应器；第一精馏塔分馏出来的侧线物料则还要流入第二精馏塔经过再次的分馏，然后目的产物苯甲醛从第二精馏塔的塔顶口流出来，而塔釜物料则需要经过催化剂提取回收后才能再次的重新回到反应器中；
最后的尾气降温后要对有害气体和污染环境气体进行净化处理。
甲苯原材料的消耗：30000吨/年，主产品苯甲醛年产量：9000吨/年，质量分数为95.23％，精馏塔的塔板数为23块。