改性納米HZSM-5催化劑上苯和甲醇的烷基化.pdf

1、對二甲苯是生產(chǎn)聚酯纖維、合成樹脂和塑料等的基礎(chǔ)原料。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，聚酯生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，對二甲苯的需求量日益增長。石油化工和煤化工行業(yè)每年產(chǎn)生大量的苯，清潔汽油標(biāo)準(zhǔn)要求其中苯的體積分?jǐn)?shù)小于1.0％，因此，這必將導(dǎo)致苯的大量過剩。國內(nèi)煤化工的興起使甲醇的供給相對過剩，故甲醇可以作為一種廉價易得的烷基化試劑。以苯和甲醇為原料進(jìn)行烷基化反應(yīng)，得到高濃度的甲苯和二甲苯，既實(shí)現(xiàn)了芳烴資源的優(yōu)化，又彌補(bǔ)了二甲苯資源的不足，同時可以實(shí)現(xiàn)苯的就地利用

2、，為芳烴聯(lián)合裝置的擴(kuò)大打下基礎(chǔ)。
　　本文研究了分子篩催化劑上苯和甲醇烷基化反應(yīng)的性能，著重考察了分子篩酸性和孔道結(jié)構(gòu)對反應(yīng)活性和穩(wěn)定性的影響。在固定床反應(yīng)器上比較了HZSM-5，HZSM-11和HMCM-22三種不同類型分子篩上苯和甲醇烷基化反應(yīng)的性能，結(jié)果表明HMCM-22具有較高的烷基化活性，但由于其結(jié)構(gòu)中存在超籠，催化劑容易積炭失活，HZSM-11具有良好的穩(wěn)定性，但只能采用TBA+或1，8-辛二胺為模板劑合成，不利于工業(yè)

3、生產(chǎn)，HZSM-5具有較適宜的活性和穩(wěn)定性。
　　采用等體積浸漬法制備硅磷鎂改性納米HZSM-5催化劑。硅磷鎂改性后，烷基化反應(yīng)產(chǎn)物中對二甲苯的選擇性明顯提高，硅磷鎂改性HZSM-5催化劑上對二甲苯選擇性達(dá)到70％。但由于分子篩經(jīng)過氧化物改性后，孔道窄化，穩(wěn)定性不如HZSM-5好。反應(yīng)過程中通入水蒸氣、載氣，提高苯和甲醇摩爾比，均可以改善反應(yīng)穩(wěn)定性，延長催化劑壽命。
　　在不同溫度下對納米HZSM-5分子篩進(jìn)行水熱處理，并用

4、稀HNO3對水熱處理后HZSM-5進(jìn)行酸洗，水熱處理后HZSM-5上苯和甲醇烷基化反應(yīng)穩(wěn)定性得到改善，反應(yīng)可以穩(wěn)定進(jìn)行310h，活性保持在31％左右，550℃為適宜的水熱處理溫度。水熱處理可以脫除ZSM-5分子篩上的骨架鋁，減少分子篩的酸量和酸強(qiáng)度，從而抑制了積炭的形成，改善了反應(yīng)穩(wěn)定性。水熱處理后酸洗，可以脫除ZSM-5的非骨架鋁物種，疏通分子篩孔道，有利于反應(yīng)中反應(yīng)物和產(chǎn)物的擴(kuò)散?；旌媳皆现蠧8芳烴的存在對反應(yīng)穩(wěn)性產(chǎn)生一定影響，5