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苯酚和环己酮作为重要的化工原料,主要用于合成双酚A、酚醛树脂、己内酰胺和己二酸等精细化工产品。环己基苯(CHB)液相催化氧化合成苯酚和环己酮具有较好的应用前景。目前,CHB液相催化氧化过程存在催化效率低,迫切需要开发高效的催化剂应用于CHB催化氧化。本文以CHB为原料,N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)和助催化剂B为催化体系,采用玻璃鼓泡反应器,分别研究在有溶剂和无溶剂体系中CHB液相催化氧化反应过程;然后,以硫酸为催化剂研究1-苯基环己基过氧化氢(CHBHP)分解反应特性。主要研究结果如下:(1)采用NHPI/B为催化体系,考察了乙醇、正丙醇、异丙醇、乙酸、乙腈、乙酸乙酯和苯等溶剂对CHB液相氧化反应的影响,发现溶剂极性对CHB氧化反应有显著的影响。不同种类的溶剂对CHB液相氧化反应的影响主要表现为:(i)质子溶剂与催化剂NHPI易形成分子间氢键,使NHPI的O-H键解离能变大,不利于引发自由基反应,导致NHPI催化效果差。(ii)极性非质子溶剂可促进NHPI的溶解,极性越大,越有利于NHPI溶解和自由基反应的引发,从而加速CHB氧化反应。(2)采用乙腈为溶剂,考察了不同催化剂体系对CHB液相催化氧化反应的影响。发现NHPI/B催化体系会明显加快CHB氧化反应速率,有较好的协同催化作用。然后,分别考察了 CHB初始浓度、催化剂NHPI用量、助催化剂B浓度和反应温度等对CHB液相氧化过程的影响,确定了适宜的反应条件:环己基苯和乙腈质量比为1:5,NHPI用量15 mol%,B浓度为100 ppm,反应温度为75℃。氧气流量为60mL/min以上,排除气液传质阻力,建立了 CHB液相氧化的二级反应动力学模型,该反应的表观活化能为42.24 kJ/mol,频率因子k0= 2.71×106 L.mol-1·h-1。(3)在无溶剂体系中,分别考察了催化剂NHPI用量、助催化剂B浓度、反应温度和氧气流量等对CHB液相氧化过程的影响,确定了适宜的反应条件:NHPI用量2 mol%,B浓度35 ppm,反应温度100℃,氧气流量量100mL/min。在此实验条件下,反应4h,CHB转化率为46.89%,CHBHP收率可达35.65%。同时发现NHPI和B之间存在适宜的配比;B和CHBHP会发生副反应,从而降低CHBHP选择性。(4)以硫酸为酸催化剂进行CHBHP酸分解反应为可逆反应,具有放热量大的特点。分别考察了硫酸用量、CHBHP初始浓度和初始实验温度等对CHBHP分解反应的影响,得出该反应适宜的工艺条件:硫酸用量为3 mol%(0.3 mol/H2SO4),CHBHP初始浓度为0.08g.mL-1,初始实验温度为25℃。在此实验条件下,反应1h,CHBHP转化率为95.47%,环己酮收率为78.68%,苯酚收率为87.14%,1-苯基-1-环己烯收率为3.95%。