固體酸催化劑在烷基化反應(yīng)中的應(yīng)用.pdf

1、甲酚與異丁烯烷基化反應(yīng)分離純化間對(duì)甲酚是目前獲取高純間對(duì)甲酚單體的重要手段，十二烷基萘、十二烷基酚是兩類(lèi)重要的工業(yè)反應(yīng)中間體，它們是現(xiàn)代合成基礎(chǔ)潤(rùn)滑油及陰離子表面活性劑的重要中間體，同時(shí)也是增塑劑、穩(wěn)定劑等的主要成分。為適應(yīng)當(dāng)代環(huán)境保護(hù)的要求，所有的化學(xué)反應(yīng)必須走綠色可持續(xù)發(fā)展道路，這就要求這三類(lèi)工業(yè)烷基化反應(yīng)采用環(huán)境友好型催化劑以取代傳統(tǒng)污染極大的液體酸催化劑，同時(shí)提高反應(yīng)的催化活性，延長(zhǎng)催化劑的使用壽命，降低工業(yè)生產(chǎn)成本。目前取代傳

2、統(tǒng)液體酸的途徑主要是采用固體酸材料，但目前這些固體酸催化劑存在反應(yīng)條件苛刻、轉(zhuǎn)化率不高、催化劑壽命短、催化產(chǎn)品質(zhì)量不高等缺陷。
　　本論文的工作選取了強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、HUSY、超穩(wěn)Y型分子篩封裝磷鎢酸三種類(lèi)型催化材料加以研究，考察催化劑制備過(guò)程中各種因素的作用，并對(duì)制備的催化劑進(jìn)行傅里葉變換紅外光譜、差熱-熱重、比表面積與孔徑分布、X-射線粉末衍射、氨氣吸附程序升溫脫附手段對(duì)固體酸催化劑進(jìn)行了表征;將所制備固體酸催化劑應(yīng)用于

3、甲酚與異丁烯、十二烯與萘、十二烯與苯酚的烷基化反應(yīng)中，研究反應(yīng)過(guò)程中各種參數(shù)的影響，以達(dá)到提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品質(zhì)量、優(yōu)化反應(yīng)條件的研究目的。
　　研究的主要結(jié)論如下:
　　1.強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂催化劑對(duì)甲酚與異丁烯、十二烯與苯酚的烷基化反應(yīng)具有較好的催化活性，但催化劑壽命較短;強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂對(duì)十二烯與萘的烷基化反應(yīng)催化活性較低。
　　2.硝酸銨濃度0.5 mol/L，離子交換溫度353 K，焙燒溫度773 K，

4、焙燒時(shí)間4小時(shí)能得到烷基化催化活性較好的HUSY分子篩;HUSY分子篩對(duì)甲酚與異丁烯反應(yīng)、十二烯與萘反應(yīng)、十二烯與苯酚反應(yīng)的催化活性較強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂好，但使用5次活性明顯下降。
　　3.優(yōu)化并確定了原位法合成超穩(wěn)Y型分子篩封裝磷鎢酸的條件，通過(guò)BET、FT-IR、氨氣吸附程序升溫脫附、XRD、SEM等表征，結(jié)果表明在USY超籠中實(shí)現(xiàn)了磷鎢雜多酸的合成。PW-USY在烷基化反應(yīng)中表現(xiàn)出了相當(dāng)優(yōu)越的催化活性，且使用6次后催化活性

5、無(wú)明顯下降。并進(jìn)一步在小型固定床上考察十二烯與萘進(jìn)行烷基化反應(yīng)時(shí)PW-USY催化劑的使用壽命，連續(xù)烷基化720 h，催化劑的活性無(wú)明顯下降，與HUSY相比具有更好的重復(fù)使用性能，催化劑壽命更長(zhǎng)，能較好地解決活性流失的問(wèn)題，顯示出很好的工業(yè)應(yīng)用前景。
　　4.對(duì)失活的HUSY、PW-USY催化劑分子篩殘留物質(zhì)分析，并通過(guò)對(duì)失活前后的分子篩催化劑進(jìn)行BET、FT-IR、XRD、TG-DSC、NH3-TPD表征分析，結(jié)果表明，來(lái)不及擴(kuò)散