微通道反应器具有优良的传热、传质性能，能有效避免催化剂床层内热点的形成，为研究强放热反应动 力学提供有利条件。开展了微反应器内的 Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２ 催化剂上的甲苯气相选择氧化动力学研究，在简化反应网 络的基础上建立了动力学模型，并给出动力学参数。该模型能较好地反映和预测较宽的反应条件范围内的甲苯 气固相催化氧化反应转化率及产物分布，为优化操作条件提供依据。
苯甲醛 （ＢＡ）、苯甲酸 （ＢＡｃ）是重要的化工产品，主要经甲苯液相氧化制取。液相氧化过程存在着副产物多、分离困难、腐蚀严重、工艺复杂等 问题。甲苯气相氧化制取苯甲醛和苯甲酸的工艺路线具有原料单一、产物易分离等优点，但由于其选 择性差、产率低而未能实现工业化。 甲苯气相氧化是一复杂反应过程。分析不同催化剂的氧化产物，认为气相氧化 过程可能生成２３种有机物，并建立了较完整的反 应网络。目前对该反应的研究主要集中于催化剂制 备和改性，其中 Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２ 催化剂体系为研究热 点。通常认为甲苯在金属氧化物催化剂上的总 氧化反 应 遵 循 Ｍａｒｓｖａｎ Ｋｒｅｖｅｌｅｎ 机 理，但 对 各分步反应动力学、甲苯转化率及主要产物分布的 研究很少。研究了 Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２ 催化 剂的失活动力学，构建了包括催化剂表面积炭等步 骤的反应网络并给出相应动力学参数。该模型可预 测催化剂的失活过程及较低甲苯转化率 （＜１％） 和较高 Ｏ２／甲苯摩尔比 （２０∶１）条件下的反应速 率 和 产 物 选 择 性。 研 究 了 ＶＳｂ０．８Ｔｉ０．２Ｏ４ 催化剂上甲苯氧化动力学，提出了 氧化产物仅有ＢＡ 和ＣＯ狓 的反应网络，采用Ｒｅｄｏｘ 机理对动力学参数进行估值。在 Ｖ２Ｏ５ 上 进行的动力学研究选用了包括 １０ 种以上产物，３ 组平行、串联反应的复杂反应网络。 由于烃类气固相催化氧化是复杂的强放热反应 过程，催化剂床层存在着较大温差，难以满足动力 学实验要求。微通道反应器具有优良的传递特性， 可有效避免催化剂床层内热点的形成，为开展强放 热反应动力学的研究提供了有利条件。近年来人们 开展了微反应器用于氧化反应的研究。作者 之前的工作结果表明，采用微反应器研究甲苯 气固相催化氧化反应与传统反应器相比具有明显优 势，为该过程的工业化提供了可能性。为进一步优 化反应性能，本文在微通道反应器内进行了 Ｖ２Ｏ５／ ＴｉＯ２ 催化剂上甲苯气相氧化反应的动力学研究， 建立了简化的动力学模型，预测了反应条件在较大 范围内变化时甲苯氧化的反应速率及主要产物的选 择性。
