改性ZSM-5分子篩上甲苯烷基化合成對(duì)二甲苯的研究.pdf

1、對(duì)二甲苯是一種重要的化工產(chǎn)品，與人類生活密切相關(guān)。在改性的ZSM-5分子篩上，通過甲苯甲基化反應(yīng)，可選擇性地將甲苯一步轉(zhuǎn)化為高附加值的對(duì)二甲苯。這一過程具有副產(chǎn)物少、甲苯利用率高、產(chǎn)物易于分離等優(yōu)點(diǎn)，是一條重要的工藝路線。本論文通過實(shí)驗(yàn)研究，詳細(xì)分析了SiO2、 P2O5和MgO改性對(duì)納米HZSM-5分子篩的酸性位以及孔道結(jié)構(gòu)的影響，制備出高對(duì)二甲苯選擇性的催化劑;在高選擇性催化劑基礎(chǔ)上，通過負(fù)載氧化鎳，進(jìn)一步提高了催化劑的穩(wěn)定性;并考

2、察了甲苯和不同甲基化試劑的甲基化反應(yīng)性能。主要結(jié)果如下:
　　(1)分析了SiO2、P2O5和MgO改性對(duì)納米HZSM-5分子篩的酸性位以及孔道結(jié)構(gòu)的影響。發(fā)現(xiàn)SiO2優(yōu)先鈍化分子篩外表面的Lewis酸性位;P2O5、MgO則優(yōu)先中和分子篩的Br(o)nsted酸性位。在相同的氧化物負(fù)載量（3～9 wt％）條件下，與P2O5或SiO2改性相比，MgO改性能夠更加有效地鈍化分子篩酸性位和窄化分子篩的孔口。改性劑對(duì)對(duì)二甲苯選擇性的提高

3、遵循以下順序:MgO＞SiO2＞P2O5。
　　(2)優(yōu)先用SiO2或P2O5改性后，進(jìn)一步的MgO改性能更有效地鈍化分子篩孔口附近的酸性位和窄化分子篩孔口。SiO2、P2O5和MgO復(fù)合改性在合適的改性順序條件下表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng):既能合適調(diào)變分子篩酸性，同時(shí)又能有效地窄化分子篩孔口，使催化劑具有更高的對(duì)二甲苯選擇性。對(duì)于SiO2、 P2O5和MgO三種改性劑，當(dāng)SiO2在第一步改性，P2O5第二步改性，MgO第三步改性時(shí)，所制備的

4、催化劑6Si-5P-3Mg/ZSM-5能得到大于98％的對(duì)二甲苯選擇性。
　　(3)在氮?dú)鈼l件下，以高選擇性催化劑6Si-5P-3Mg/ZSM-5為基礎(chǔ)，通過負(fù)載NiO，提高了催化劑的穩(wěn)定性。在反應(yīng)后的催化劑上，可檢測(cè)到金屬Ni的存在;同時(shí)，催化劑積炭量明顯減少。推測(cè)可能是反應(yīng)過程中部分NiO被還原為金屬Ni，促進(jìn)了水消炭反應(yīng)，或者是抑制了芳烴生成積炭前驅(qū)體的反應(yīng)。在同樣的條件下，與6Si-5P-3Mg/ZSM-5相比，當(dāng)鎳負(fù)載量