β沸石催化劑上BE酸脫水閉環(huán)合成2-乙基蒽醌的研究.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(shù)脂等的主要原料和中間體。國(guó)內(nèi)年消耗量1200噸，并以10﹪的速度遞增。2-EAQ的工業(yè)化生產(chǎn)方法，利用發(fā)煙H2SO4或濃H2SO4為催化劑進(jìn)行2-(4'-乙基苯甲酰基)苯甲酸(BE酸)脫水閉環(huán)合成2-EAQ，不但對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，而且產(chǎn)生大量的廢酸，造成環(huán)境污染。 本論文以環(huán)境友好的沸石為催化劑，通過(guò)對(duì)不同結(jié)構(gòu)沸石催化劑性能的考察，對(duì)工藝流程的改進(jìn)，對(duì)H-β催化

2、劑的改性，使BE酸的轉(zhuǎn)化率達(dá)到99.5﹪，2-EAQ的選擇性達(dá)到99.0﹪。從而為2-乙基蒽醌的生產(chǎn)，開(kāi)辟了一條全新的環(huán)境友好的綠色工藝。通過(guò)研究得到如下結(jié)論： 1.比較H-Y、H-M、H-β、H-ZSM-5、H-MCM-22沸石，發(fā)現(xiàn)β沸石在βE酸脫水閉環(huán)合成2-EAQ工藝中具有十分優(yōu)越的催化性能，這與催化劑的孔道結(jié)構(gòu)和酸性質(zhì)密切相關(guān)。以H-β為催化劑通過(guò)優(yōu)化反應(yīng)條件，可以使BE酸的轉(zhuǎn)化率達(dá)到99.5﹪，2-EAQ的選擇性達(dá)到

3、97.0﹪。 2.利用硝酸改性H-β催化劑，可以得到不同Si/Al比的催化劑，催化劑的Si/Al比對(duì)反應(yīng)性能有很大影響。以硝酸改性的H-β(SiO2/Al2O3=107)為催化劑，可以縮短反應(yīng)時(shí)間。最佳的反應(yīng)條件是BE酸與H-β催化劑的質(zhì)量比為3.0-3.5，反應(yīng)溫度為260℃-280℃，反應(yīng)時(shí)間1.5h。BE酸的轉(zhuǎn)化率為99.5﹪，2-EAQ的選擇性可以達(dá)到97.2﹪. 3.改變工藝流程，使反應(yīng)生成的產(chǎn)物水，及時(shí)從反應(yīng)

4、體系中排出，可以使BE酸轉(zhuǎn)化率提高10﹪左右。改變進(jìn)料方式，使催化劑預(yù)加熱，可以大大縮短反應(yīng)時(shí)間，降低反應(yīng)溫度。 4.以檸檬酸改性的H-β為催化劑，可以大大的降低反應(yīng)溫度，縮短反應(yīng)時(shí)間，最佳反應(yīng)條件是先加催化劑，升到反應(yīng)溫度230-240℃，再加入反應(yīng)物，反應(yīng)40min，反應(yīng)物與催化劑的質(zhì)量比3.5。 5.研究發(fā)現(xiàn)強(qiáng)的B酸中心是BE酸脫水反應(yīng)所需的活性中心，反應(yīng)需要適量的活性中心數(shù)目。用檸檬酸改性H-β可以提高催化劑的B