Reaction engineering investigations of the heterogeneously catalyzed partial oxidation of o-xylene in the explosion regime using a microfixed bed reactor
Reaction engineering investigations of the heterogeneously catalyzed partial oxidation of o-xylene in the explosion regime using a microfixed bed reactor
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使用微型固定床反应器爆炸状态下非均相催化邻二甲苯部分氧化的反应工程研究
DOI：
10.1016/j.ces.2011.10.072
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发表时间：
2012
影响因子：
4.7
通讯作者：
E. Klemm
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
T. Lange;S. Heinrich;C. Liebner;H. Hieronymus;E. Klemm
采用微结构固定床反应器，在爆炸区内研究了邻二甲苯的多相催化选择气相氧化反应。以接枝法制备的V2O5/TiO2光催化剂为催化剂，在空气中加入高质量的邻二甲苯，与氧气进行化学计量比反应。在爆炸状态下的测量过程中，原料成分的邻二甲苯含量高达7vol%，在可观察到的邻苯二甲酸酐选择性方面没有显著损失。与常规反应条件相比，时空产率提高了2.3倍。当邻二甲苯浓度在10%~25%之间时，对总氧化产物的选择性增加，这可能是由于热点的形成所致。对使用过的催化剂的研究表明，由于锐钛矿向金红石的相变和晶态氧化钒的形成，催化剂发生了热致失活。尽管在邻二甲苯浓度较高时出现了预期的热点，但没有观察到混合气体着火或爆炸。
The heterogeneously catalyzed selective gas phase oxidation of o-xylene was investigated, using a microstructured fixed bed reactor, inside of the explosion regime. The reaction was carried out with high amounts of o-xylene in air and stoichiometric with oxygen using a V2O5/TiO2-catalyst prepared through grafting. There were no significant losses in the selectivity to phthalic anhydride observable, during the measurements in the explosion regime, with feed compositions of up to 7vol% o-xylene. Also the space-time yield was up to 2.3 times higher in comparison to conventional reaction conditions. An increase of the selectivity to total oxidation products was observed at higher o-xylene concentrations between 10 and 25vol% o-xylene, which possibly was caused by the formation of a hotspot. The investigation of the used catalyst revealed a thermally induced deactivation due to phase transition of anatase into rutil and formation of crystalline vanadium oxide. Despite that expected hotspot at high o-xylene concentrations, there was no ignition or explosion of the gas mixture observable.
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