β沸石分子篩上芳烴烷基化反應(yīng)的研究.pdf

1、異丙基甲苯(IPT)是基本的有機(jī)化工原料。其中對異丙基甲苯和間異丙基甲苯分別是生產(chǎn)對、間甲酚的中間體。工業(yè)上對生產(chǎn)間位和對位甲酚原料IPT混合液的要求為鄰位異構(gòu)體質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于3.5％，所以必須進(jìn)行降低鄰位異構(gòu)體含量的異構(gòu)化降鄰處理。研究和開發(fā)出一條去除異構(gòu)化操作單元，簡化間或?qū)追由a(chǎn)的理想化工藝流程，可以達(dá)到節(jié)省建設(shè)投資、減少物耗和能耗。隨著國內(nèi)外異丙基甲苯市場需求量的上升，我國異丙基甲苯的生產(chǎn)得到了快速發(fā)展。國內(nèi)主要是以AlCl3

2、做催化劑，但具有嚴(yán)重的設(shè)備腐蝕和環(huán)境污染問題，為響應(yīng)環(huán)境友好化的宗旨，開發(fā)一種新型可代替AlCl3催化劑的無毒、無污染、催化活性高的綠色催化劑是目前工業(yè)過程的主要發(fā)展方向。
　　傳統(tǒng)工業(yè)上主要用AlCl3絡(luò)合物作為催化劑，生成物中的鄰、間、對異丙基甲苯的生成比例為3∶64∶33。后來使用磷酸/硅藻土作催化劑，其烴化液質(zhì)量組成為鄰、間、對異丙基甲苯的比例為44∶23∶33。相對于傳統(tǒng)催化劑，沸石分子篩催化劑由于生產(chǎn)成本低、催化劑穩(wěn)定

3、性好、分離回收簡單、無設(shè)備腐蝕和環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，顯示出廣闊的工業(yè)化應(yīng)用前景。本文首先采用小型固定床反應(yīng)器，進(jìn)行連續(xù)反應(yīng)，以β分子篩為催化劑考察以甲苯丙烯為原料制備異丙基甲苯的最佳工藝條件，包括考察最佳反應(yīng)溫度、質(zhì)量空速、甲苯/丙烯摩爾比以及不同的改性方法對催化劑在反應(yīng)中的影響。同時考察了活性炭負(fù)載磷酸對異丙基甲苯三種同分異構(gòu)體的影響，以及考察了該催化劑在合成異丙苯方面的影響。
　　經(jīng)過負(fù)載一定質(zhì)量的硫酸鈦的β沸石分子篩具有最高的反

4、應(yīng)活性，甲苯的實(shí)際轉(zhuǎn)化率有明顯的升高，但是產(chǎn)物中鄰異丙基甲苯的選擇性有所提高。在催化劑擠條成型后再對其進(jìn)行負(fù)載處理，不但可以提高催化劑活性，更有利于工廠大批生產(chǎn)過程中節(jié)省時間。催化劑穩(wěn)定性考察，在長反應(yīng)過程中甲苯轉(zhuǎn)化率一直保持穩(wěn)定，m-IPT的選擇性始終在74％左右波動，o-IPT的選擇性都在4％左右。
　　通過多次實(shí)驗的參考，確定了甲苯與丙烯烷基化反應(yīng)的最佳工藝條件和催化劑的最佳改性方法。結(jié)果表明，負(fù)載質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6％的硫酸鈦的β