甲基萘與甲醇烷基化反應(yīng)合成2，6-二甲基萘的研究.pdf

1、甲基萘(MN)與甲醇(ME)烷基化合成2,6-二甲基萘(2,6-DMN)是具有開發(fā)前景的工藝路線之一。在烷基化反應(yīng)過(guò)程中，利用沸石催化劑的擇形性可使2,6-DMN的選擇性高于其熱力學(xué)平衡濃度，但反應(yīng)的低轉(zhuǎn)化率、催化劑的低穩(wěn)定性制約了該路線的應(yīng)用。 該文通過(guò)考察不同沸石催化劑和不同溶劑對(duì)MN與ME烷基化反應(yīng)中MN的轉(zhuǎn)化率和2,6-DMN選擇性的影響，確定HZSM-5沸石和Hβ沸石為適宜的催化劑，均三甲苯為適宜的溶劑。以混合甲基萘(

2、α-MN/β-MN為1/3)替代β-MN為原料，可以降低原料成本，提高催化劑活性。對(duì)HZSM-5沸石，考察了HZSM-5硅鋁比、反應(yīng)溫度、空速以及原料中MN、ME和均三甲苯(TMB)的摩爾比(MN/ME/TMB)對(duì)烷基化反應(yīng)的影響，確定了SiO2/Al2O3為38的HZSM-5沸石為適宜催化劑，反應(yīng)溫度460℃、重量空速(WHSV,以MN計(jì))0.5h-1、ME/MN/TMB原料比0.6/1/3為適宜的反應(yīng)條件。對(duì)具有較大孔徑的Hβ沸石，

3、分別采用了Mg2+、Zn2+、Co2+和Ce3+離子交換，H3BO3和H3PO4浸漬以及正硅酸乙酯化學(xué)液相沉積等方法對(duì)Hβ沸石進(jìn)行改性，以改善其催化MN與ME烷基化性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Mg2+和Zn2+離子交換改性，可以提高M(jìn)N烷基化轉(zhuǎn)化率60％以上；正硅酸乙酯液相沉積改性，可以提高2,6-DMN選擇性30％以上。弱酸中心數(shù)為催化甲基萘與甲醇烷基化反應(yīng)的催化活性中心，而強(qiáng)酸中心則會(huì)增加副反應(yīng)發(fā)生的幾率，加速催化劑的失活。 針對(duì)H

4、ZSM-5沸石在烷基化反應(yīng)過(guò)程中易積炭的問(wèn)題，探索了超臨界反應(yīng)條件對(duì)HZSM-5沸石催化MN與ME烷基化反應(yīng)性能和催化劑穩(wěn)定性的影響，發(fā)現(xiàn)超臨界反應(yīng)條件下MN轉(zhuǎn)化率為常壓反應(yīng)時(shí)的3倍～4倍，催化劑的壽命延長(zhǎng)30倍以上；當(dāng)催化劑未完全失活時(shí)，超臨界流體可以使催化劑的活性得到恢復(fù)；通過(guò)對(duì)常壓(氣相)和超臨界條件烷基化反應(yīng)產(chǎn)物的GC-MS、1HNMR分析以及對(duì)常壓(氣相)和超臨界條件烷基化反應(yīng)后催化劑進(jìn)行比表面積、NH3-TPD、Py-IR、