双氧水氧化乙二醛合成乙醛酸的连续流工艺

在釜式反应器中，采用传统的机械搅拌，难以将反应物料充分混合，反应时间较长。在文献[16]中，双氧水氧化乙二醛的反应时间长达 3 h。微通道反应器内的微结构使得两相流动的特征变化为一系列动态事件：分散相在连续相中的分离、伸长、变形、分解和聚结。这些动态事件受到干扰流动的挡板结构的影响，故当两种流体以一定流速被注入到反应器中时，由于两种流体性质的不同，在黏性剪切力、表面张力、重力和浮力的综合作用下，会在通道中形成不同形式的乳状液滴。同时由于挡板的存在，使得流体连续分离与合并，从而大大增强了反应器的动量传递。通常微通道设备的比表面积可以达常规实验室或工业设备的比表面积的数千倍以上。因此，微通道内巨大的比表面积大大强化了相间的传质与传热，从而加快了受传质控制的多相反应的进程。文献[10]中，微反应器中硝酸氧化乙二醛的停留时间缩短至2 min，而传统的间歇式反应需要 4 h，所以连续流反应大大缩短了停留时间。

结论（1）以乙二醛为原料，双氧水为氧化剂，硫酸亚铁为催化剂，在微通道反应器中进行了乙二醛的液相氧化反应，通过单因素实验，获得了最佳工艺条件为：n(乙二醛)∶n(H2O2)∶n (FeSO4)=1.0∶1.0∶0.13，双氧水浓度为 1.67 mol/L，停留时间为 10 min，反应温度为 30 ℃，在此条件下乙二醛转化率达到94.7%，乙醛酸选择性达到 85.4%。（2）形成了乙醛酸的连续流合成工艺，大大缩短了反应时间，提高了反应速率，扩大了工艺条件选择区间，增加了安全系数。（3）以双氧水为氧化剂，对环境友好，反应条件温和，产品质量优良，为乙醛酸工业化生产提供了依据。

参考文献：

[10] Wang Chao (王超), Deng Qiulin (邓秋林), Chen Chao (陈超), et al.Preparation of glyoxylic acid through oxidation ofglyoxal with HNO3in a microreactor[J]. Journal of Nanjing Tech University (NaturalScience Edition) (南京工业大学学报: 自然科学版), 2018, 40(1):66-73.