本文關(guān)鍵詞：甲苯與甲醇烷基化制對二甲苯高穩(wěn)定性催化劑的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《大連理工大學(xué)》 2013年

甲苯與甲醇烷基化制對二甲苯高穩(wěn)定性催化劑的研究

韓賀  

【摘要】：對二甲苯是一種重要的基本有機化工原料,主要用于生產(chǎn)對苯二甲酸和對苯二甲酸乙二醇酯,工業(yè)需求量非常大。隨著石油資源的日益枯竭,對二甲苯的傳統(tǒng)生產(chǎn)方法受到挑戰(zhàn)；從非石油路線出發(fā),以相對過剩的甲苯與來源豐富的甲醇為原料,直接高選擇性合成對二甲苯是非常有價值的工藝路線。甲苯甲醇烷基化制對二甲苯工藝的研究自上世紀(jì)70年代開始在全世界范圍內(nèi)興起,主要以各類分子篩為催化劑,通過調(diào)變催化劑的孔結(jié)構(gòu)和酸性制備高選擇性催化劑。經(jīng)過長期的探索和實踐,在獲得高選擇性催化劑方面催化工作者積累了豐富的經(jīng)驗。然而,以分子篩為催化劑在反應(yīng)過程中不可避免會產(chǎn)生積炭,導(dǎo)致催化劑結(jié)焦失活。在如何抑制催化劑積炭過程,提高催化劑穩(wěn)定性方面至今沒有十分有效的方法。尋求簡單、有效的方法抑制催化劑的積炭過程,提高催化劑的穩(wěn)定性,成為該工藝實現(xiàn)工業(yè)化亟待解決的重要課題。 本文以硅磷鎂復(fù)合改性的納米HZSM-5分子篩為催化劑母體,在分析、總結(jié)前期工作的基礎(chǔ)之上,認(rèn)為催化劑積炭失活的過程可以描述為甲醇在ZSM-5的孔道內(nèi)形成大分子的烴類物質(zhì),這些烴類物質(zhì)成為甲醇反應(yīng)的活性中心。一方而不斷引入甲基,另一方面不斷進(jìn)行脫烷基反應(yīng)形成低碳烯烴,這些烯烴是主要的積炭前驅(qū)體,極易聚合或與芳烴發(fā)生深度烷基化形成稠環(huán)芳烴堵塞ZSM-5孔道。通過制備一系列Ni改性的HZSM-5催化劑,在臨氫條件下用于甲苯甲醇烷基化反應(yīng),利用Ni的加氫特性促進(jìn)大分子烴類物質(zhì)脫烷基反應(yīng)的發(fā)生,提高甲烷的生成幾率,同時對已生成的低碳烯烴進(jìn)行加成反應(yīng),降低低碳烯烴的比例。抑制了積炭前驅(qū)體的產(chǎn)生,延緩了催化劑的積炭過程,提高了催化劑的穩(wěn)定性。 考察了鎳鹽前驅(qū)體對催化劑反應(yīng)性能的影響,發(fā)現(xiàn)以硝酸鎳為前驅(qū)體制備的催化劑具有較好的烷基化活性和加氫活性。分析了不同鎳含量對催化劑穩(wěn)定性的影響,認(rèn)為當(dāng)鎳的負(fù)載量在5%左右時催化劑具有較好的穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)上制備了鎳硅組合改性催化劑,進(jìn)一步提高了催化劑的選擇性和穩(wěn)定性；經(jīng)長運轉(zhuǎn)考察,在460℃,常壓,原料質(zhì)量空速為2h-1(WHSV=2h-1),氫氣與原料摩爾比為2(nH2/n(T+M)=2),水與原料摩爾比為2(nH2O/n(T+M)=2),甲苯與甲醇摩爾比為6(nT/nM=6)的條件下,反應(yīng)1200h,甲苯單程轉(zhuǎn)化率(CT)在11-8%間,對二甲苯選擇性(SPX)在94-97%間。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TQ426
【目錄】：

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