响应面法分析优化苯与乙烯的烷基化反应

对改性β-分子筛催化的苯与乙烯的烷基化反应的工艺条件进行了优化。通过单因素实验确定了反应温度、空速、乙烯与苯的摩尔比的取值范围,并用响应面法(Box-Behnken设计法)确定最佳工艺参数为:反应温度154℃,空速2h-1,乙烯与苯的摩尔比1∶3。在此条件下,苯的转化率达到56.274%、乙苯的选择性达到86.592%。     

HZSM-5择形催化剂上乙苯烷基化反应生产对二乙苯的研究

针对乙苯与乙烯烷基化法生产对二乙苯的工艺过程,利用1 500 t/a对二乙苯的工业装置,对装有镁改性HZSM-5分子筛的固定床反应器中的乙苯烷基化反应工艺条件进行了研究。考察了反应温度、空速和原料质量比对反应的影响,并进行了分析和讨论。结果表明,在不同的工艺条件下,产物中邻、间二乙苯的质量分数均随对二乙苯的质量分数升高而升高,但间、邻二乙苯质量分数过高,增加了产品分离的难度,很难得到高纯度的对二乙苯产品。乙苯的转化率及反应产物中邻、间、对二乙苯的质量分数均随着反应温度的升高,在保证产品质量的前提下,375℃为适宜的反应温度。在乙苯循环反应过程中,乙苯质量空速应在3 h-1左右,同时乙苯与乙烯的原料质量比不宜过大,在17左右适宜。     

催化裂化干气制乙苯中二乙苯的液相烷基转移

在绝热固定床反应装置上比较了3994催化剂和3984催化剂上二乙苯与苯液相烷基转移反应性能。与工业化3984催化剂相比, 3994催化剂具有低温和高空速特点。在起始温度245 ℃、 压力3.5 MPa、空速7 h^-1和n(苯)∶n(二乙苯)=1条件下,进行了189 h的强化实验,3994催化剂上二乙苯转化率稳定在35 %以上, 而对于3984催化剂, 只有提高温度才能维持二乙苯转化率大于 35 %。     

Y沸石催化剂催化蒸馏干气与苯制乙苯

采用耐水、耐硫的改性Y沸石催化剂,对催化蒸馏干气与苯制乙苯工艺进行了研究,得到了较佳的催化蒸馏反应工艺条件。乙烯重量空速、反应温度和压力、回流比是影响乙烯转化率的主要因素,而乙苯选择性随反应条件的变化较小,一般在90%~95%。反应段温度分布均匀,乙苯等反应产物的含量很低,一般不超过2%(mol)。     

催化裂化干气烃化制二乙苯

在装有100 mL LaZSM5-Al-Mg催化剂的固定床反应器内进行了质量分数为68.5％的苯和质量分数为18.9％的乙苯混合原料与催化裂化干气制二乙苯反应，在反应温度340 ℃、反应压力0.7 MPa、乙苯空速7 h^-1和n(乙苯)∶n(乙烯)=4.5∶1的反应条件下，乙苯不转化，只消耗苯，乙烯转化率在90%左右，对二乙苯选择性和收率分别为85％和75％左右，无邻位二乙苯生成。同时考察了催化剂的运行寿命。     

苯与乙醇在β分子筛上烷基化的研究

通过实验考察了反应温度、物料配比和质量空速对苯与乙醇在β分子筛催化剂上烷基化的影响,得到了在β分子筛催化剂上苯与乙醇合成乙苯的适宜反应条件。结果表明,在240~260℃,苯与乙醇摩尔比为4~6,苯质量空速3~5 h-1的条件下,乙醇转化率大于99%,乙苯收率大于80%。     

乙苯脱氢规整反应器的模拟研究

采用COMSOL Multiphysics软件对规整及散堆固定床反应器内的乙苯脱氢反应进行了模拟计算,对比了等温和绝热条件下2种反应器的性能,研究了反应器串联段数、工艺条件、催化剂结构对绝热规整反应器内乙苯脱氢反应性能的影响。结果表明:等温和绝热条件下,与颗粒散堆固定床相比,规整反应器的乙苯转化率更高、苯乙烯选择性更高、反应器压降更小。进料温度为893 K、压力为104 k Pa时,绝热规整反应器中乙苯转化率为54.81%,苯乙烯选择性为94.84%,而绝热散堆固定床仅为39.55%和92.52%。对于绝热规整反应器,三段工艺的乙苯转化率和苯乙烯收率比一段或二段工艺高;升高温度、降低压力可以提高乙苯转化率,且较低的温度和压力可得到较高的苯乙烯选择性;减小催化剂孔壁厚度可以得到更高的乙苯转化率和苯乙烯选择性,适宜孔壁厚度为0.2 mm;催化剂孔密度对反应性能几乎没影响。     

过氧化氢乙苯氧化1-丁烯制备1,2-环氧丁烷的研究

以自制的钛硅分子筛TS-R为催化剂,用质量分数为30%的过氧化氢乙苯/乙苯溶液氧化1–丁烯制备1,2–环氧丁烷。考察了反应压力、反应温度、1–丁烯与过氧化氢乙苯的摩尔比、空速等对过氧化氢乙苯转化率和1,2–环氧丁烷选择性的影响,结果表明:反应压力4.5MPa、反应温度120℃、1–丁烯与过氧化氢乙苯的摩尔比14.0、过氧化氢乙苯空速0.8h~(–1)时,过氧化氢乙苯转化率≥98.8%,1,2–环氧丁烷选择性≥95.1%。     

GS-11催化剂催化乙苯脱氢制苯乙烯反应性能

为研究GS-11催化剂在绝热床反应器中催化乙苯脱氢制苯乙烯的反应性能,实验考察了反应温度、水比、压力和空速对乙苯脱氢制苯乙烯反应的影响。结果表明,提高水比或降低压力同时有利于乙苯转化率和苯乙烯选择性,提高温度或降低空速有利于乙苯转化率,不利于苯乙烯选择性。催速老化实验结果显示,GS-11催化剂的失活速率慢于参比催化剂,提高反应温度增强了GS-11催化剂耐低水比的能力。水比过低造成活性下降后,采取提温、低负荷活化或停乙苯通水蒸气处理,GS-11催化剂的性能得到恢复。     

空壳型ZSM-5分子筛用于苯-乙醇烷基化制乙苯的研究

选用空壳型ZSM-5分子筛为母体催化剂,利用固定床反应器考察了煤基乙醇与苯烷基化制备乙苯反应条件对催化性能的影响,并在优化条件下评价空壳型HZSM-5母体催化剂的反应稳定性;研究了水热处理与P或Zn单组分对母体ZSM-5联合改性所得催化剂的烷基化催化性能。结果表明,空壳型HZSM-5母体催化剂用于苯与乙醇烷基化反应,连续反应100 h性能基本没有变化,苯转化率保持在13.4%左右、乙基选择性为97.8%,而二甲苯相对质量分数保持在3 400μg/g。经过单组分改性与水热处理联合改性的空壳型HZSM-5分子筛,可以进一步提高乙基选择性和降低二甲苯杂质质量分数,在苯/乙醇摩尔比为6、反应温度为340℃和空速为6 h^-1的优化条件下,苯转化率大于10%,乙基选择性大于99%,二甲苯相对质量分数低于700μg/g,具有很好的应用开发潜力。