苯與氯乙烷烷基化制乙苯的研究.pdf

1、苯的乙基化是制備乙苯的主要方法,工業(yè)上大多采用乙醇或乙烯為烷基化劑,在固體酸催化作用下直接烷基化,但較少有用氯乙烷為烷基化劑與苯烷基化反應(yīng)制乙苯,因此論文分別以氯鋁酸型離子液體、HZSM-5及改性HZSM-5沸石分子篩為催化劑,開展了苯與氯乙烷烷基化制乙苯反應(yīng)的研究,并將性能評(píng)價(jià)和物化表征相結(jié)合,對(duì)催化劑的催化性能差異進(jìn)行了探討。
　　 論文首先以氯鋁酸型離子液體為催化劑(鹽酸三乙胺為陽(yáng)離子),對(duì)苯與氯乙烷烷基化制乙苯的反應(yīng)條件

2、從陰離子種類、加料方式、n(AlCl3)/n([Et3NH]Cl)、反應(yīng)溫度、n(苯)/n(氯乙烷)、離子液體用量、反應(yīng)時(shí)間及離子液體的重復(fù)使用性等方面進(jìn)行了系統(tǒng)的考察。結(jié)果表明,加料方式對(duì)苯轉(zhuǎn)化率及乙苯選擇性有影響,在相同的反應(yīng)條件下,第Ⅱ種加料方式與第Ⅰ種加料方式相比,所得的苯轉(zhuǎn)化率和乙苯選擇性較高。反應(yīng)溫度升高,苯轉(zhuǎn)化率升高,乙苯選擇性降低;增加n(AlCl3)/n([Et3NH]Cl)、n(苯)/n(氯乙烷)、離子液體用量,有利

3、于提高乙苯的選擇性。在適宜的反應(yīng)條件下,離子液體用量為苯和氯乙烷總質(zhì)量的1O％,n(AlCl3)/n([Et3NH]Cl)為2,反應(yīng)溫度為70℃,n(苯)/n(氯乙烷)為10,反應(yīng)時(shí)間30min,苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到9.48％,乙苯的選擇性達(dá)到93.65％,離子液體循環(huán)使用10次后仍能基本保持新鮮催化劑的性能,對(duì)于使用過的催化劑,通過補(bǔ)加AlCl3的方法可恢復(fù)催化劑的活性,反應(yīng)過程中只有少量的二乙苯以及極少量的三乙苯,未有二甲苯異構(gòu)體生成。<

4、br>　　 其次,論文以HZSM-5為催化劑,系統(tǒng)的考察了苯與氯乙烷烷基化制乙苯的反應(yīng)條件。結(jié)果表明,以硅鋁比為25的HZSM-5為催化劑催化反應(yīng)的適宜反應(yīng)條件為:反應(yīng)溫度300-340℃,n(苯)/n(氯乙烷)為8～10,質(zhì)量空速為4～6h-1,在此條件下,催化劑催化苯與氯乙烷烷基化制乙苯具有較好的催化活性。
　　 最后,以硼、磷、鎂改性的HZSM-5(硅鋁比25)為催化劑,在相同的反應(yīng)條件下,即反應(yīng)溫度320℃,n(苯)/

5、n(氯乙烷)為10,質(zhì)量空速為4h-1,催化的苯與氯乙烷烷基化反應(yīng)苯轉(zhuǎn)化率均比未改性前降低,乙苯選擇性均得到提高,負(fù)載5％硼,乙苯選擇性可達(dá)99.27％,磷的負(fù)載量為3％時(shí),乙苯選擇性為97.92％,負(fù)載1％鎂,乙苯的選擇性為96.98％。結(jié)合性能評(píng)價(jià)和XRD、TPD、紅外吡啶、BET等表征手段,發(fā)現(xiàn)改性后的HZSM-5沸石分子篩總酸量均較未改性前有所下降,酸強(qiáng)度也有所減少,比表面積和孔容均變小,說(shuō)明分子篩催化劑的表面酸性是影響苯轉(zhuǎn)化率