专利名称：氧化反应方法
技术领域：
本发明关于氧化反应方法。更详细地说，本发明关于用含氧气体对液相成分进行氧化的方法，该氢化反应方法具有可实现高效氧化反应的优异特征。
背景技术：
使用空气或其它混合气体中的氧分子进行有机化合物的液相氧化方法，在化学工业中是重要的化学反应，在这些氧化反应中，气相中的氧溶解在液相中，同时与液相中的反应成分发生反应。然而，在工业实施时，氧从气相到液相的迁移是重要的部分，是涉及液相氧化反应混合的一个共同问题。
作为工业化液相氧化反应的代表例，烃通过氧化反应形成有机过氧化物的液相自动氧化反应是非常重要的，特别是异丁烷通过氧化转化为氢过氧化叔丁基、枯烯通过氧化转化为氢过氧化枯烯、间二异丙基苯通过氧化转化为氢过氧化间二异丙基苯、乙苯通过氧化转化为氢过氧化乙苯、伞花烃通过氧化转化为氢过氧化伞花烃等都是重要的反应。
另外，即便在现行工业中应用的、作为过氧化氢的主要生产方法的、以蒽醌类作为反应介质的方法中，也进行液相自动氧化反应。
发明内容
在这种现状下，本发明拟解决的课题是提供一种氧化反应方法，为一种用含氧气体对液相成分进行氧化的方法，具有可实现氧化反应的高效率的优异特征。
换言之，本发明关于一种氧化反应方法，为用含氧气体对液相成分进行氧化的方法，其中在每单位体积的搅拌动力为10.0-500kg·m/s/m3的状态下进行反应。
图1为表示实施例1使用的反应器的概略图符号说明1、泡罩塔 2、原料供给管线 3、外部循环泵 4、液体外部循环管线5、反应液取出管线 6、未反应气体具体实施方式
本发明优选应用于上述用含氧气体对液相成分进行的氧化反应。另外，在通过上述烃的自动氧化反应生产有机过氧化物的过程中，为了提高生成的氢过氧化物的收率，进行乳液氧化。所谓乳液氧化，是在加入水和碱性试剂的水溶液存在下，液相成分在乳液条件下进行的氧化反应。作为碱性试剂，包括有如NaOH、KOH等碱金属氢氧化物、碱土类金属化合物、如Na2CO3、NaHCO3等碱金属碳酸盐、氨及NH4CO3等碱金属碳酸铵盐等。
在液相氧化反应中，为了促进含氧气体溶解至液相成分，或者与液体充分均匀混合，通常使用适用的搅拌机将这些氧化反应混合物进行混合。另外，在不使用搅拌机类似的机械手段的条件下，工业上也进行泡罩塔那样，将反应液充满塔内，由塔底吹入气体进行反应，又在塔内插入降液管或筛板、填料的方法。另外，也可将搅拌机与泡罩塔组合使用。
使用配备有搅拌机的反应装置时，这些搅拌机包括置于反应混合物中的旋转叶轮，通过有效混合，将含氧气体分散，提高气液接触效率，可进行有效的氧化反应。如果气体分散状态不充分，则气液接触效率降低，反应效率也会降低。更进一步，如果氧气的供给不充足，会生成反应副产物及高分子杂质等，目标生成物的收率会降低。液体的混合不均匀时，同样也会降低目标生成物的收率。特别是在乳液氧化中，液体混合不均匀时，会无法充分发挥其功效。可是，如果搅拌动力过大，由于液体的发泡、发泡率的增大减少了反应容积，另外，加大了电力的过量消耗，使马达严重超负荷，从工业化生产的角度看，会妨碍经济的、稳定的生产运营。
另外，通常在反应装置内不使用类似搅拌机的机械手段时，工业上也进行泡罩塔那样，将气体吹入反应液中进行反应，在该塔内插入降液管或筛板、填料，以及将取出的反应液的一部分在塔内再循环的方法。上述这些方法与使用搅拌机时的目的相同，都是为了提高气液接触效率、液体的均匀混合及反应效率。
本发明者们进行了精心研究，结果发现了在不涉及上述列举的混合方法的情况下，按每单位体积搅拌动力为10.0kg·m/s/m3或以上进行混合，可将气相中的气体成分有效溶入液相中，保持目标成分的高水平收率。
本发明所述搅拌动力，在搅拌机或泵等机械装置的情况下使用马达作为动力时，用以下公式计算得出ZA=102Σm=0m(Wm/Vm)---(1)]]>在公式(1)中，ZA为单位体积的合计搅拌动力(kg·m/s/m3)，W为装置马达的所用电力(kW)，V为反应容积(m3)，m为装置(马达)的数量。
另外，在不提供搅拌机等机械手段情况下，搅拌动力用以下公式计算得出ZB＝{nRTLoge(PB/PT)}/V (2)在公式(2)中，ZB为单位体积的搅拌动力(kg·m/s/m3)，n为向装置内部送入气体的摩尔数(mol)，R为气体常数8.314(J/mol·K)，T为温度(K)，PB为气体所供给的液面处的压力(Pa)，PT为供给的气体排出的液面处的压力(Pa)，V为反应容积(m3)。
本发明中所述单位体积的搅拌动力为通过上述公式(1)及公式(2)计算得出的ZA及ZB值的合计值。
优选单位体积的搅拌动力为20-300kg·m/s/m3。
本发明的氧化反应方式对间歇式、连续式都可使用。
实施例实施例1使用图1所示反应器，以连续方式进行了间二异丙基苯经空气的氧化反应。使其反应温度在93℃保持稳定。这时，对应于间二异丙基苯的变化量，所生成的氢过氧化物的生成量(以下定义为氧化收率)为77％。另外，此时根据上述公式(1)及公式(2)计算得出的合计搅拌动力为51kg·m/s/m3。
比较例1除不使用泵之外其它条件与实施例1相同。这时的氧化收率为73％。另外，此时根据上述公式(1)及公式(2)计算得出的合计搅拌动力为9.5kg·m/s/m3。
比较例2除塔下部使用搅拌机之外其它条件与实施例1相同。如果将根据公式(1)计算得出的搅拌动力设为600kg·m/s/m3，可预见到上液面处液体发泡而无法运转。
工业实用性如上所述，本发明可以提供一种液相成分的氧化方法，它是通过含氧气体对液相成分进行氧化的方法，其特征在于可以既经济又稳定，且高收率地进行实施。
权利要求
1.一种氧化反应方法，在通过含氧气体对液相成分进行氧化的方法中，在每单位体积的搅拌动力为10.0-500kg·m/s/m3的状态下进行反应。
2.根据权利要求1的方法，其中液相成分为烃，生成物为此烃的有机过氧化物。
3.根据权利要求1的方法，其中液相成分为枯烯或间二异丙基苯。
4.根据权利要求1的方法，其中液相成分在乳液条件下进行反应。
全文摘要
一种氧化反应方法，是采用含氧气体对液相成分进行氧化的方法，其特征在于在每单位体积的搅拌动力为10.0－500kg·m/s/m
文档编号C07C409/10GK1633401SQ03803879
公开日2005年6月29日 申请日期2003年2月7日 优先权日2002年2月15日
发明者濑尾健男, 奥宪章 申请人:住友化学工业株式会社