Kinetics of the catalytic oxidation of benzene

Authors


Abstract

The kinetics of the vapor-phase oxidation of benzene over a sulphate-promoted vanadium oxide catalyst were studied in a differential flow-reactor. Rates of oxidation of benzene were measured at temperatures in the range 324° to 400°C., for benzene concentrations from 1 × 10−3 to 6 × 10−3 moles/l., by analysing the products: p-benzoquinone and maleic anhydride. Reaction-rate data were summarized by the following equation based upon a mechanism suggested by Hinshelwood:

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Catalyst deactivation was observed during the oxidation of benzene. Benzene, naphthalene, and toluene oxidations over a common vanadium oxide catalyst were compared. Deactivation was observed with benzene and toluene, but not with naphthalene.

The rate equation provides a useful empirical description of oxidation rates of individual compounds. However, the deactivation behavior of the systems and the rates observed indicate that the mechanism used in its derivation is not pertinent.

Abstract

La cinétique de l'oxydation en phase gazeuse du benzène sur un catalyseur d'oxyde de vanadium activé au sulphate a été étudiée. Les taux d'oxydation du benzène ont été mesurés à des températures variant de 324 à 400°C. pour des concentrations en benzène de 1 × 10−3 à 6 × 10−3 moles/l. Ces taux sont déterminés par l'analyse des produits: p-benzoquinone et anhydride maléique. La relation suivante, basée sur un mécanisme suggéré par Hinshelwood, résume les taux de réactions.

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La déactivation du catalyseur a été observée durant l'oxydation du benzène. Les résultats de l'oxydation du benzène, naphthalène et toluène sur un catalyseur normal d'oxyde de vanadium sont présentés. La déactivation a été observée avec le benzène et le toluène mais non avec le naphthalène.

L'équation décrite donne une présentation empirique utile des taux d'oxydation des composés individuels. Cependant la déactivation des systèmes et les taux observés indiquent que le mécanisme proposé n'est pas adéquat.

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