改性Hβ沸石催化BEA脫水合成2-乙基蒽醌.pdf

1、2-乙基蒽醌（2-EAQ）是蒽醌法生產(chǎn)雙氧水、感光化合物、染料和降解樹脂的主要原料和中間體。隨著雙氧水需求量的不斷增長(zhǎng)，對(duì)2-EAQ的需求量迅速增加。2-EAQ的工業(yè)化生產(chǎn)方法主要包括兩步，首先是乙苯和苯酐在AlCl3或HBF4的作用下得到中間產(chǎn)物2-（4’-乙基苯甲?；┍郊姿幔˙EA），再經(jīng)發(fā)煙硫酸或濃硫酸催化脫水閉環(huán)得到2-EAQ。該工藝產(chǎn)生的大量廢酸，不僅腐蝕設(shè)備，且污染環(huán)境，已經(jīng)不能滿足可持續(xù)發(fā)展的需求。本文在前期研究的基礎(chǔ)上

2、，進(jìn)一步研究了不同方法合成的β沸石的催化性能；檸檬酸浸漬改性Hβ沸石后水沈和焙燒對(duì)其催化BEA脫水閉環(huán)合成2-EAQ反應(yīng)性能的影響；酒石酸、蘋果酸、丙二酸、檸檬酸等有機(jī)酸改性處理對(duì)Hβ沸石催化性能的影響；嘗試在高壓釜和固定床工藝中由苯酐與乙苯一步反應(yīng)直接合成2-EAQ，并對(duì)其過(guò)程的活化能進(jìn)行了理論計(jì)算，進(jìn)而推測(cè)其反應(yīng)機(jī)理。通過(guò)研究得到如下結(jié)論： ⑴催化劑晶粒尺寸及分散度對(duì)反應(yīng)影響明顯，晶粒越小，分散性越好，越利于分子的擴(kuò)散，原料

3、與催化劑能接觸充分，產(chǎn)物可快速由催化劑孔道內(nèi)擴(kuò)散出來(lái)，催化劑的活性越高。 ⑵采用檸檬酸浸漬改性Hβ沸石，浸漬結(jié)束后，水沈處理會(huì)沈掉催化劑表面及孔道內(nèi)殘留的檸檬酸和部分非骨架鋁，使催化劑的孔道相對(duì)暢通，并保留適宜的酸中心，以其為催化劑，BEA的轉(zhuǎn)化率為96.5％，2-EAQ的選擇性為96.0％。 ⑶分子中含羥基的有機(jī)酸在改性沸石分子篩的過(guò)程中，能起到適當(dāng)?shù)难a(bǔ)鋁作用，使其保留適當(dāng)?shù)幕钚灾行摹Ｒ詸幟仕?、酒石酸、蘋果酸和丙二酸改

4、性的Hβ沸石為催化劑，BEA的轉(zhuǎn)化率和2-EAQ的選擇性均在95％以上。 ⑷BEA脫水閉環(huán)生成2-EAQ的反應(yīng)需要適宜濃度和強(qiáng)度的酸中心，酸量太多，酸強(qiáng)度太高，會(huì)導(dǎo)致BEA分子間的脫水，生成大分子物種，導(dǎo)致催化劑失活；若催化劑的酸中心數(shù)量較少，則不能夠提供足夠的活性中心，反應(yīng)不充分，導(dǎo)致催化劑的活性較低。 ⑸在高壓釜和固定床工藝中利用苯酐和乙苯一步反應(yīng)直接生成2-EAQ，得到苯酐的最高轉(zhuǎn)化率為16.5％，產(chǎn)物選擇性達(dá)到9