HY分子筛催化甲苯与叔丁醇烷基化的研究

采用HY分子筛催化剂进行甲苯与叔丁醇的烷基化反应,开展了催化剂制备、红外酸性表征及反应条件研究。研究结果表明,催化剂较佳的分子筛含量为60％,适宜的催化剂焙烧、温度为550℃;较佳的烷基化条件为反应温度200℃、时间4h、压力1．0MPa、甲苯与叔丁醇摩尔比6、空速4h^-1,甲苯转化率达到33．97％,反应产物主要是对叔丁基甲苯;催化剂B酸中心对烷基化催化性能影响显著,随着催化剂B酸量／L酸量比值的增大,甲苯转化率和对叔丁基甲苯选择性均呈现增大的变化趋势。失活催化剂经过洗涤再生,其活性得到部分恢复。     

负载型金属复合氧化物催化剂催化对叔丁基甲苯液相氨氧化反应

采用负载型金属复合氧化物催化剂,对气相氨氧化反应条件下不稳定的对叔丁基甲苯进行了液相氨氧化反应研究。结果表明,以S iO2为载体,用浸渍法制备的金属复合氧化物催化剂对对叔丁基甲苯液相氨氧化反应具有较高的催化活性,在反应温度220℃、空气与氨的摩尔比为7、催化剂用量5g的条件下,吸氧速率可达3.38m ol/(m in.m ol),对叔丁基甲苯的转化率为35.92%,对叔丁基苯腈的选择性为97.14%,并且催化剂可以多次重复使用。差热分析结果表明,催化剂失活的主要原因是积碳,经高温焙烧后,催化剂的活性可以恢复。     

过氧化氢氧化合成对叔丁基苯甲酸的研究

研究了以过氧化氢为氧化剂,液相氧化对叔丁基甲苯（PTBT）合成对叔丁基苯甲酸(PTBA)的反应,考察了各因素对反应的影响。结果表明,适宜的反应条件为：以醋酸钴（Co(AC)2）为催化剂、催化剂与PTBT的摩尔比为0.055 4、促进剂用量0.04 mol、溶剂与PTBT摩尔比9.78、乙酸酐用量0.10 mol、反应温度80 ℃、反应时间7 h,在该反应条件下,对叔丁基甲苯转化率为97.66%,对叔丁基苯甲酸收率为89.20%。     

甲苯与叔丁醇在MgO/氢型丝光沸石催化剂上的烷基化反应

以氢型丝光沸石(HM)负载MgO制备了MgO/HM催化剂,在100mL高压釜中进行甲苯与叔丁醇的烷基化反应,考察了MgO负载量和反应条件对甲苯与叔丁醇烷基化反应的影响。采用X射线衍射、NH3程序升温脱附和吡啶吸附红外光谱等方法对催化剂进行了表征。表征结果显示,当MgO负载量(质量分数)为5%时,MgO在HM表面仍高度分散。与HM相比,MgO负载量为0.5%的MgO/HM催化剂的L酸中心数量增多,B酸中心数量减少,催化活性最高;在初始压力0.60MPa反应温度180℃、反应时间3h、n(甲苯)∶n(叔丁醇)∶n(正己烷)=1∶3∶10、m(甲苯)∶m(催化剂)=10的条件下,甲苯转化率为50.72%,对叔丁基甲苯的选择性为77.62%。     

HY分子筛合成ETBE的研究

采用NaY分子筛催化剂经离子交换和高温焙烧得到的HY分子筛,以乙醇和叔丁醇为原料在钢密封间歇反应釜进行醚化反应实验研究。考察了反应温度、反应时间、原料配比、催化剂用量等反应条件对醚化反应的影响。实验结果表明,催化剂焙烧温度为500℃下,反应时间为3h、反应温度为120℃、催化剂用量为原料的25％、乙醇与叔丁醇摩尔比为5：1,叔丁醇转化率可达83．4％,选择性为76．92％,ETBE的收率为64．15％。实验中HY分子筛表现出较高的活性、选择性和良好的稳定性     

连续式离子液体催化芳烃烷基化

以离子液体为催化剂,采用间歇式和连续式烷基化装置,研究了C20~C28长链α烯烃和芳烃烷基化制备长链烷基苯和长链烷基甲苯的工艺。得出连续式离子液体催化烷基化的最佳反应条件:原料水含量为30μg/g、反应温度为80℃、苯与烯烃摩尔比为12∶1(甲苯与烯烃摩尔比为6∶1)、离子液体与烯烃质量比为0.004;在此条件下,烯烃转化率均大于99.9%,单烷基苯和单烷基甲苯选择性分别大于85%和90%。连续式烷基化的最佳催化剂用量仅为间歇式烷基化催化剂用量的一半。     

2—叔丁基对甲苯酚的合成研究

以对甲苯酚和异丁烯为原料合成2－叔丁基对甲苯酚。对催化剂进行了筛选,讨论了催化剂用量、原料配比、反应温度、反应时间对烷基化反应的影响。确定了合成2－叔丁基对甲苯酚的最佳条件：催化剂用量（以对甲苯酚质量计）12％,异丁烯加入时间2h,补充反应时间1h,反应温度100－110℃,对甲苯酚与异丁烯的摩尔比为1．1：1。在此条件下产品收率为79．1％。     

甲苯与叔丁醇在补铝Hβ沸石上的烷基化反应

 采用NaOH和NaAlO2溶液相结合的处理方法对Hβ沸石进行脱硅补铝处理,制备了一系列不同硅/铝比的Hβ沸石催化剂。采用ICP、XRD、NH3-TPD、FT-IR和27Al MAS NMR等手段,对几种补铝Hβ沸石催化剂的物化性质进行了表征,并在100ml间歇式不锈钢高压反应釜中考察了其在甲苯与叔丁醇烷基化反应中的催化性能。结果表明,铝原子可以有效地进入Hβ沸石骨架;随着NaAlO2浓度的增加,Hβ沸石的硅/铝比下降,相对结晶度下降,催化剂酸强度呈下降趋势;当NaAlO2浓度为0.15mol/l时,制备的Hβ3沸石的酸量最大,其对应的催化活性最好。采用Hβ3作为催化剂,研究了各种反应条件对催化剂性能的影响。实验结果发现,在适宜的反应条件下,即反应温度180℃、反应时间4h、叔丁醇/甲苯摩尔比4、甲苯/催化剂质量比5,甲苯的转化率49.6％,对叔丁基甲苯的选择性72.9％。催化剂的再生能力良好,重复使用4次后,甲苯转化率仍达到41.0％。     

La改性NaY分子筛催化剂在脱烷基制连三甲苯中的应用

介绍了 La 改性的 NaY 分子筛催化剂的制备方法,探索了此催化剂应用于脱除 5-叔丁基-1,2,3-三甲基苯中的叔丁基制取连三甲苯的催化作用效果。在控制反应温度400℃、进料速率为1 mL/min、进料量与进水量的比值为1.9的常压反应条件下,5-叔丁基-1,2,3-三甲基苯的转化率和连三甲苯的选择性均达90%以上。     

氢氧化四乙基铵对Hβ沸石脱硅过程的影响

采用NaOH溶液对Hβ沸石进行脱硅处理,制备了一系列不同硅铝比的脱硅Hβ沸石,考察了模板剂氧氧化四乙基铵(TEAOH)对脱硅过程的影响及脱硅Hβ沸石在甲苯与叔丁醇烷基化反应中的催化性能。采用ICP、XRD、NH_3-TPD、FTIR、N_2吸附和~(29)Si MAS NMR等手段对脱硅Hβ沸石进行了表征。表征结果显示,脱硅Hβ沸石存在部分介孔结构;TEAOH的存在能有效保护Hβ沸石的骨架结构,提高Hβ沸石晶体的结晶度。当c(NaOH)=0.03 mol/L时,对含TEAOH的Hβ沸石进行处理制备的Hβ0(0.03)沸石的酸量最大,催化活性最高。以Hβ0(0.03)沸石为催化剂,在反应温度180℃、反应时间4h、n(甲苯):n(叔丁醇):n(正己烷)=1:3:10、m(甲苯):m(催化剂)=8时,甲苯转化率为65.7%,叔丁基甲苯选择性为98.4%,对叔丁基甲苯选择性为75.8%。     

HMCM-49分子筛对酯化反应的催化性能

考察了HMCM-49分子筛对不同类型的醇与不同酸强度的有机酸进行酯化反应的催化性能。实验结果表明,在反应温度为85℃、有机酸与醇的摩尔比为1∶1、反应时间2h、催化剂质量分数为1.5%~2.0%的条件下,冰醋酸和三氯乙酸分别与正丁醇反应时有机酸的转化率分别为63.0%和80.0%;冰醋酸和叔丁醇反应时冰醋酸的转化率为18.9%。与其他分子筛相比,HMCM-49分子筛对酯化反应具有较高的催化活性,和硫酸的催化活性接近;对于叔醇与有机酸的酯化反应,有机酸的转化率明显低于伯醇与有机酸反应的转化率。HMCM-49晶体表面含有高密度的十二元环孔穴结构,小粒度的催化剂可用于较大反应物分子参加的酯化反应。     

ZnO-PbO催化剂上酯交换法合成碳酸二甲酯

采用共沉淀法制备了ZnO-PbO催化剂,并对该催化剂在碳酸丙烯酯(PC)与甲醇酯交换合成碳酸二甲酯(DMC)反应中的催化性能进行了研究。探讨了催化剂制备条件对ZnO-PbO催化剂性能的影响,得出最佳制备条件为:Pb(CH3COO)2.3H2O和Zn(NO3)2.6H2O为前体、m(Zn)∶m(Pb)=3.46、以n(NaOH)∶n(Na2CO3)=3∶1的混合溶液为沉淀剂、焙烧温度500℃。优化了ZnO-PbO催化剂上PC与甲醇酯交换合成DMC反应的条件,即反应温度110℃、反应时间2h、n(CH3OH)∶n(PC)=8.4、催化剂占体系的质量分数为3.0%。在此条件下,PC转化率为63.8%,DMC选择性为97.8%,产率为62.4%。此外还考察了催化剂重复使用的效果,并对其失活原因进行了分析。     

磷钼酸盐催化剂的制备及其在邻苯二酚烷基化反应中的应用

制备了喹啉 -磷钼酸盐催化剂 ,并用于邻苯二酚和叔丁醇烷基化反应合成 4-叔丁基邻苯二酚。探讨了酸度、喹啉含量对催化剂性能的影响 ,对催化剂的组成和结构进行了表征 ,并优化了反应工艺条件 ,在酚 /醇摩尔比 1/ 2 ,反应温度 130℃下 ,邻苯二酚转化率 79 5 % ,目标产物 4-叔丁基邻苯二酚的选择性 87 8% ,并将磷钼酸盐同其它催化剂进行了比较。结果表明 ,磷钼酸盐催化剂对于合成 4-叔丁基邻苯二酚具有良好的催化性能。     

耐温强酸性阳离子交换树脂催化合成乙酸丁酯

开发了耐温强酸性阳离子交换树脂催化剂,采用此催化剂,以乙酸和正丁醇为原料合成了乙酸丁酯。用13C核磁共振光谱表征了耐温强酸性阳离子交换树脂催化剂的结构;在工业生产条件下,对比了不同强酸性阳离子交换树脂催化剂的活性;以耐温强酸性阳离子交换树脂为催化剂,考察了进料量对乙酸转化率的影响及催化剂的稳定性。实验结果表明,以耐温强酸性阳离子交换树脂为催化剂合成乙酸丁酯,在反应釜温度120℃、分馏柱顶部温度91~92℃、正丁醇与乙酸摩尔比1.02、进料量60mL/h的条件下,乙酸的转化率为95.1%,达到了采用硫酸催化剂时的水平。耐温强酸性阳离子交换树脂催化剂的寿命在500h以上,稳定性好,具有较好的工业化前景。     

KOAc/NaY催化合成邻甲基苯甲醚

以KOA c/NaY为催化剂,在连续流动固定床反应器内,邻甲基苯酚(OC)与碳酸二甲酯(DMC)经过气固相催化反应合成了邻甲基苯甲醚(OM)。考察了内、外扩散对KOA c/NaY催化剂活性的影响。实验结果表明,当气流线速度大于30cm/m in时可消除外扩散对合成反应的影响;当KOA c/NaY催化剂的平均粒径在0.30~0.75mm(20~80目的颗粒)时能消除内扩散对合成反应的影响。在消除内、外扩散效应后,还考察了反应温度、原料配比、空速对合成反应的影响,得到较佳的反应条件:催化剂5mL,反应温度548K,反应压力0.6M Pa,空速0.6h-1,n(DMC)∶n(OC)=1,在线评价时间7h。在此条件下,OC的转化率高达85.7%,OM的选择性大于99%。     

类水滑石催化尿素与1,2-丙二醇合成碳酸丙烯酯

制备并表征了几种不同阳离子组合的类水滑石,研究了它们对尿素与1,2-丙二醇醇解合成碳酸丙烯酯反应的催化性能。实验结果表明,类水滑石对尿素与1,2-丙二醇的醇解反应有一定的催化活性,焙烧后类水滑石的催化活性明显提高;类水滑石中二价阳离子和三价阳离子的种类对类水滑石的催化性能具有同样重要的影响;催化剂的酸碱性可能是影响催化活性的关键因素。考察了原料配比、反应温度、反应时间和催化剂用量对反应的影响,当反应温度为170℃、1,2-丙二醇与尿素的摩尔比为4、催化剂用量为原料质量的0.25%、反应时间为5h时,Zn-A l类水滑石的焙烧产物的催化活性最高,碳酸丙烯酯的收率为98.7%。     

烯丙醇在Ti-MWW催化剂上的环氧化反应

以水热合成-酸处理法制得的T i-MWW分子筛为催化剂,研究了烯丙醇(AAL)和H2O2在水中的环氧化反应,考察了反应条件对AAL的转化率和环氧丙醇(GLY)选择性的影响。实验结果表明,AAL的浓度较低时有利于反应的进行,高浓度的H2O2则降低GLY的选择性,n(AAL)∶n(H2O2)=1时,GLY的选择性最高;当反应温度高于333K时,GLY的选择性随反应温度升高明显下降。当T i-MWW催化剂用量为50m g、AAL和H2O2的用量均为10mm ol、水量为20mL时,在333K下反应30m in,AAL的转化率达到96%,同时GLY的选择性可达98%以上。该反应的机理与TS-1催化剂催化烯烃环氧化反应类似,AAL和溶剂在活性位上存在竞争吸附。GLY的高选择性归因于T i-MWW催化剂中T i活性位与水、H2O2形成的五元环过渡态。     

氨基磺酸催化甲醛和甲酸甲酯的偶联反应

在釜式反应器中研究了氨基磺酸催化甲醛和甲酸甲酯的偶联反应,考察了反应温度、反应时间、原料配比、催化剂用量等因素对乙醇酸甲酯和甲氧基乙酸甲酯生成量的影响,得到最佳反应条件为:反应温度150~160℃、反应时间4h、反应物料配比n(甲醛)∶n(甲酸甲酯)=0.5、氨基磺酸催化剂的用量为甲酸甲酯质量的2.9%。在此条件下,乙醇酸甲酯和甲氧基乙酸甲酯的生成量最大,总生成量达到21.34mm ol/g(以每克催化剂生成产物的物质的量计)。与其它非硫酸型催化剂的性能相比,氨基磺酸的催化效果最佳。