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·1486· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

在双氧水氧化乙二醛反应过程中，双氧水浓度 0.13，反应停留时间 10 min 条件下，考察了温度对
衰减是一个非常复杂的变化。它包括三方面，一方 反应的影响，结果如图 8 所示。
面反应本身会消耗一部分双氧水，另一方面催化剂
硫酸亚铁也会消耗一部分，由于双氧水很容易分解，
所以还有一部分双氧水可能发生自分解。因此，研
究反应过程中双氧水浓度变化，从而了解其衰减规
律，可对反应过程进行控制及优化。

图 8 温度对反应的影响
Fig. 8 Effect of temperature on the reaction

双氧水氧化乙二醛是一个放热反应，反应过程
中容易产生飞温现象，因此，严格控制反应温度是
实验的关键。传统的釜式反应器在反应过程中无法

将反应产生的热及时移出体系，造成体系温度飙升，
图 6 双氧水浓度对反应的影响
Fig. 6 Effect of hydrogen peroxide concentration on the 会使双氧水受热分解的量增多，导致反应体系中双
reaction 氧水的量减少，使得转化率降低。温度飙升也会使
体系不稳定，存在安全隐患。微通道反应器高效的
由图 6 可知，随着体系双氧水浓度的降低，乙
传热效率能够及时转移反应瞬间产生的大量反应
二醛的转化率和乙醛酸的选择性都呈现先上升的趋
热，避免反应器中出现常见的“热点”现象，而且微
势，当体系双氧水浓度降低到 1.67 mol/L 时，转化
通道反应器内细小的单元体积内持液量有限，因此
率和选择性都达到较高水平，当体系双氧水浓度继
可以确保操作的安全性。
续降低时乙醛酸的选择性有所下降。图 7 为双氧水
由图 8 可知，乙二醛的转化率和乙醛酸的选择
浓度随时间变化的趋势图。结合图 7 可以得知，在
性随温度的升高先上升，当温度达到 30 ℃时，继
反应初期体系双氧水浓度急剧下降，可以推断出此
续升高温度，乙二醛的转化率变化不大，但是乙醛
时双氧水减少主要是因为参与氧化反应所消耗，所
酸的选择性下降很快，这种现象说明反应温度越高，
以转化率和选择性都有所上升。在反应中后期，体
乙二醛氧化反应越迅速，但同时副反应严重，所以
系双氧水浓度下降比较缓慢，此时双氧水衰减主要
低温有利于乙醛酸的制备。因此，最佳反应温度为
是因为继续参与氧化乙醛酸生成副产物乙二酸，因
30 ℃，此时乙二醛转化率为 94.7%，乙醛酸的选择
此乙醛酸的选择性降低。所以，当体系双氧水浓度
性为 85.4%。
为 1.67 mol/L 时反应最佳，乙二醛转化率为 94.7%，
2.5 停留时间对反应的影响
乙醛酸选择性为 85.4%。
在 n(乙二醛)∶n(H 2 O 2 )∶n(FeSO 4 )=1.0∶1.0∶
0.13，反应温度为 30 ℃条件下，通过改变停留时间，
考察了时间对反应的影响，结果如图 9 所示。

图 7 双氧水浓度随时间变化
Fig. 7 Hydrogen peroxide concentration change with time

2.4 温度对反应的影响 图 9 停留时间对反应的影响
在 n(乙二醛)∶n(H 2 O 2 )∶n(FeSO 4 )=1.0∶1.0∶ Fig. 9 Effect of residence time on the reaction