1 表观气体流速的影响 管式反应器中反应物的转化率取决于其在反应器内的停留时间，而环己烷液相氧化过程是一个气液 相反应过程，环己烷和氧气的流速将决定反应物料在微通道中的停留时间和环己烷的转化率[14]。实验中 在固定表观液体流速为 0.004 ms 1 ，反应温度 165℃，反应压力 1.4 MPa，催化剂浓度 10 ppm，引发剂浓 度 0.2%(wt)的条件下，考察了表观氧气流速(0.70 ~3.30 ms 1 )对环己烷氧化反应的影响，结果见图 2 和图 3。从图中可以看出，因中间产物 CHHP 在催化剂作用下易分解为环己醇和环己酮，因此 CHHP 浓度很低，环己烷氧化产物主要为环己醇和环己酮。环己烷转化率和各产物浓度随着气速增大呈现两个阶段的 变化趋势。在氧气流速较小时，环己烷转化率和环己酮浓度随氧气流速增大而缓慢增大，而环己醇浓度 几乎保持稳定；当氧气流速大于 1.50 ms 1 时，环己烷转化率、环己醇和环己酮浓度均有一个突跃提高， 在气速为 1.80 ms 1 时达到最大值，尔后环己烷转化率和环己醇浓度随氧气流速增大而缓慢下降，而环己 酮浓度几乎保持稳定。CHHP 和己二酸浓度均很小，数值变化不大，己二酸变化趋势与环己酮基本相同。 图 3 表明，环己醇、环己酮及目标产物总选择性分别随氧气流速增大而下降和增大，但变化幅度不大。 这可能与微通道内反应物料的流动型态有关。气液两相经等径 T 型混合器混合后进入微通道，当氧气流 速较小时，微通道内气液两相呈现稳定的弹状流，气液两相交替流动，气体弹状流随气速增大而变长、液膜减小，但液膜变化幅度不显著，气液相界面积主要取决于液相流速，因此环己烷转化率和醇、酮浓 度变化不显著；当氧气增大到一定程度，气液流型逐渐转变为弹状流-环状流，气液界面波动剧烈，相界 面积大幅增加，强化了气液相间氧的传质系数，加快了环己烷氧化反应速度。因此可认为气液两相流 型过渡转变是导致环己烷氧化转化率突跃提高的原因。氧气流速的增大也会导致环己烷停留时间逐渐减 小，氧化反应时间缩短，环己烷转化率下降[15]。 表观氧气流速的影响结果表明，适当增加表观气体流速可提高环己烷的转化率，且能维持较高的醇、 酮及 CHHP 总选择性，但并非气速越大越好，保持氧气流速在气液流型转变范围内较合理。气速过大时 大部分氧气未被消耗而排出，造成浪费。因此选择表观气体流速为 1.80 ms 1 来进行下一步的研究。
2 表观液体流速的影响 微通道内液体流速也是影响气液相流动型态、传质特性和物流停留时间的关键因素。因此，本文在 固定表观气体流速(标准状态下)为 1.80 ms 1 ，反应温度 165℃，反应压力 1.4 MPa，催化剂浓度 10 ppm(以 Co2+计)，引发剂浓度 0.2 %(wt)的条件下，考察了表观液体流速(0.003 ~ 0.009 ms 1 )对环己烷氧化反应的 影响，结果见图 4 和图 5。从图中可以看出，环己烷氧化产物浓度和环己烷转化率随着环己烷表观流速 的增大，即停留时间的缩短而下降，主要氧化产物环己醇和环己酮浓度也呈现相同变化趋势。而当环己 烷表观液速较小(小于 0.005 ms 1 )时变化缓慢，这可能是在表观氧气流速一定条件下，环己烷表观流速较 小(小于 0.005 ms 1 )时，其停留时间增长、氧化反应程度提高；同时气液摩尔比较大，气液流型可能 从弹状流-环状流逐渐转变为环状流[17]，液膜和气液相界面积减小，氧气传递量下降，从而导致环己烷氧 化反应转化率变化缓慢。
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