甲苯甲醇側(cè)鏈烷基化反應(yīng)制苯乙烯催化劑的合成及性能研究.pdf

1、苯乙烯是重要的有機化工原料，其主要用途是作為合成橡膠和塑料的單體。工業(yè)上苯乙烯合成工藝主要有乙苯脫氫法、環(huán)氧丙烷聯(lián)產(chǎn)法和選擇氧化脫氫法。與傳統(tǒng)方法相比，甲苯甲醇側(cè)鏈烷基化法生產(chǎn)苯乙烯在原料成本、工藝流程和能耗污染等方面都表現(xiàn)出不可替代的優(yōu)勢，成為當前研究熱點。
　　大量研究表明，甲苯甲醇側(cè)鏈烷基化反應(yīng)是一個酸堿協(xié)同反應(yīng)，催化劑酸堿性太強或太弱都不利于反應(yīng)的進行。為了提高催化劑活性，本文設(shè)計合成了不同類型的固體酸堿催化劑，采用XRD

2、、CO2-TPD、NH3-TPD、SEM等手段對催化劑進行了結(jié)構(gòu)表征和酸堿性測試，并與評價結(jié)果對比，主要得出以下結(jié)論：
　　1.為了增強催化劑抗積碳能力，制作了有序介孔碳負載Cs、B催化劑。首先通過宏觀相分離兩步法合成了有序介孔碳材料，當熱聚合時間為24 h，前驅(qū)體焙燒溫度為700℃時，制作的介孔碳有序度最好。但其并沒有表現(xiàn)出側(cè)鏈烷基化反應(yīng)活性。
　　2.為了獲得不同酸、堿特性的催化劑，采用浸漬法制備了不同Mg(CH3COO

3、)2和H3BO3含量改性的CsX沸石催化劑，Mg、B改性增強了CsX沸石堿性，降低了酸性，在催化劑上形成的新的中強堿性位（400-550℃），強堿性位（650-750℃）和弱酸性位（60-150℃）都是反應(yīng)的關(guān)鍵活性位點。當Mg負載量為5％，B為1.0%時，苯乙烯的選擇性達到71.0%，乙苯和苯乙烯的總收率Y(EB+STY)為15.2%。
　　3.采用研磨法和浸漬法分別制備了MgO和H3BO3改性的CsX沸石催化劑，發(fā)現(xiàn)研磨法制備

4、的催化劑具有強堿性位和少量弱酸、弱堿性位，得到的主要產(chǎn)物是甲烷，苯乙烯選擇性下降到28.7%。浸漬法制備的催化劑具有少量弱堿性位和較多的弱酸性位，得到的主要產(chǎn)物是二甲醚，苯乙烯+乙苯總產(chǎn)率只有0.6%。
　　4.制備了不同堿土金屬、H3BO3改性CsX沸石催化劑，其側(cè)鏈烷基化活性順序依次為：5Ca1B/CsX>5Mg1B/CsX>5Ba1B/CsX>5Sr1B/CsX，Ca改性催化劑具有較多的較強堿性位，因此具有較高的苯乙烯乙苯總