高浓度亚硫酸铵氧化反应过程研究(3)

228　　　华　东　理　工　大　学　学　报第27

卷

600kPa,即可达到相同的反应条件,实现氧化过程

。

图3　不同Co催化剂量下氧化率随时间的变化

Fig.3　Effectofconcentrationofcobaltonoxidation

.21;[SO2-.5mol T=30°C;ΥL;1—0;2—5.5×10-O2=03]0=0mol L;3—1×10-4mol L;4—2×10-4mol L;5—3×10-4mol L

5

图5Fig.　oxidation

2-Υ.L;[Co2+]=0;O2[3]0=亚硫酸盐氧化速率很低,添加催化剂Co成本增加,硫酸铵产品将含微量Co。能使反应速率加快。,。

,氧化速率明显提高。由图4、图5知,0.94mol L～0.95mol L时,60°C空气氧化,2h时氧化率不到60%;60°C纯氧氧化,1h氧化率达到80%。

工业氧化过程在60°C～70°C操作为宜

。

130C245°C;3—60°C;4—75°

C

图6　不同氧浓度下氧化率随时间的变化

Fig.6　Effectofoxygenconcentrationingasonoxidation

.5mol T=30°C;[SO2-L～0.6mol L;[Co2+]=5×10-3]0=0.21;2—Υ.33;3—Υ.84;4—Υmol L;1—ΥO2=0O2=0O2=0O2=

1

5

图4　不同温度下氧化率随时间的变化

Fig.4　Effectoftemperatureonoxidation

.21;[SO2-.94mol ΥL～0.95mol L;[Co2+]=0;O2=03]0=0

1—16°C;2—30°C;3—60°C

3.3　氧气浓度的影响

氧气浓度增加,使氧分压与空气加压后达到的氧分压相同,因而液相中溶解氧的浓度相同,以此模拟工业上空气加压氧化的条件。分别考察测定有催化剂和无催化剂条件下,亚硫酸铵氧化速率随氧气浓度的变化,结果见图6和图7。

结果表明,氧气浓度增加可明显提高氧化反应的速率。0.5mol L～0.6mol L的亚硫酸铵在无催化剂,60°C纯氧氧化条件下,30min氧化率可达90%左右。工业上,只要将空气压缩到500kPa～

图7　不同氧浓度下氧化率随时间的变化

Fig.7　Effectofoxygenconcentrationingasonoxidation

.5mol T=60°C;[SO2-L～0.6mol L;[Co2+]=0;3]0=01—Υ.20;2—Υ.40;3—Υ.80;4—ΥO2=0O2=0O2=0O2=1

　　由图6和图7比较可知,氧气浓度对氧化速率

的影响在无催化剂时比有催化剂时大,这是因为钴催化剂已大大提高了氧在溶液中的溶解度。