炭化樹脂負(fù)載雜多酸催化異丁烷與丁烯烷基化反應(yīng)研究.pdf

1、該文首次較詳細(xì)地探討了炭化樹脂負(fù)載HPW<,12>催化異丁烷與丁烯烷基化的反應(yīng)過程.以粒狀大孔陽離子交換樹脂DKC為母體,經(jīng)高溫炭化及水蒸汽活化制備出了具有適宜比表面積、孔結(jié)構(gòu)及良好機(jī)械強(qiáng)度的球狀炭化樹脂載體.實(shí)驗(yàn)確定了適宜的制備條件為:炭化溫度873K,炭化時(shí)間3h,水蒸汽活化時(shí)間1.5h,N2流量30ml/min,制得的載體的比表面積為638.9m<'2>.g<'-1>,平均孔徑33.5A,以此載體以HPW<,12>為活性組分制備了

2、炭化樹脂負(fù)載型催化劑.吸附實(shí)驗(yàn)確定了HPW<,12>在載體上的吸附平衡時(shí)間及吸附等溫線方程.對(duì)載體進(jìn)行預(yù)處理影響活性組分的負(fù)載.實(shí)驗(yàn)研究確定了回流浸漬法制備催化劑的適宜工藝條件為:浸漬液為30％HPW<,12>甲醇溶液,浸漬時(shí)間為12h,活化溫度為473K.催化劑40h的強(qiáng)制溶脫實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明:活性組分在載體上吸附較牢,并對(duì)目標(biāo)反應(yīng)的催化活性好于其它同類負(fù)載雜多酸催化劑.利用IR、TPD-NH3、XRD、SEM及N<,2>低溫吸附等對(duì)催化

3、劑進(jìn)行了表征,結(jié)果表明負(fù)載過程未使活性組分的結(jié)構(gòu)受到破壞;隨著負(fù)載量的增大,催化劑的酸強(qiáng)度保持不變,而酸量隨著負(fù)載量的增加而增大.而活性并不呈現(xiàn)相同的趨勢(shì),故負(fù)載量應(yīng)有一適當(dāng)值.SEM分析表明HPW<,12>均勻分布在載體上.利用加壓間歇反應(yīng)裝置和常壓連續(xù)流動(dòng)反應(yīng)裝置對(duì)催化劑進(jìn)行了活性評(píng)價(jià),找出了反應(yīng)溫度、壓力、烷烯比、丁烯空速及加料方式對(duì)活性影響的規(guī)律,并分別確定了適宜的工藝條件.相應(yīng)的活性分別為丁烯的轉(zhuǎn)化率100％,TMP的選擇性9

4、0.8％(加壓過程)和丁烯的轉(zhuǎn)化率50％,TMP的選擇性65.8％(常壓過程),反應(yīng)前后的碳平衡率大于98.5％.反應(yīng)后催化劑的IR、孔參數(shù)及能譜的分析結(jié)果表明:催化劑活性降低的原因主要是由于副反應(yīng)所生成的結(jié)焦前驅(qū)物對(duì)催化劑表面覆蓋造成的,結(jié)焦前驅(qū)物為C<,10>以上的長鏈烷烴.分別采用有機(jī)溶劑萃取法和H<,2>O<,2>氧化法對(duì)失活催化劑進(jìn)行了再生實(shí)驗(yàn),并確定了適宜的再生條件.對(duì)溶劑萃取法為:采用二氯甲烷與石油醚為萃取劑,萃取時(shí)間10