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(jī)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(shì)，成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。
　　大量研究表明，甲苯甲醇側(cè)鏈烷基化反應(yīng)是一個(gè)酸堿協(xié)同反應(yīng)，催化劑酸堿性太強(qiáng)或太弱都不利于反應(yīng)的進(jìn)行。為了提高催化劑活性，本文設(shè)計(jì)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(duì)催化劑進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征和酸堿性測(cè)試，并與評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)比，主要得出以下結(jié)論：
　　1.為了增強(qiáng)催化劑抗積碳能力，制作了有序介孔碳負(fù)載Cs、B催化劑。首先通過(guò)宏觀相分離兩步法合成了有序介孔碳材料，當(dāng)熱聚合時(shí)間為24 h，前驅(qū)體焙燒溫度為700℃時(shí)，制作的介孔碳有序度最好。但其并沒(méi)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(qiáng)了CsX沸石堿性，降低了酸性，在催化劑上形成的新的中強(qiáng)堿性位（400-550℃），強(qiáng)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(diǎn)。當(dāng)Mg負(fù)載量為5％，B為1.0%時(shí)，苯乙烯的選擇性達(dá)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(qiáng)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(qiáng)堿性位，因此具有較高的苯乙烯乙苯總