苯与甲醇烷基化技术研究进展

综述了近些年来国内外苯与甲醇烷基化技术的研究进展,包括苯与甲醇烷基化反应机理、催化剂选择及改性和现有的工艺技术。通过分析反应物的转化率及产物的选择性,研究了不同分子筛催化剂的特点,探讨了ZSM-5分子筛的金属/非金属及氧化物改性、酸/碱处理改性以及复合改性方法。     

苯与甲醇烷基化生产芳烃技术

<正>日前,中石油乌鲁木齐石化分公司开发的苯与甲醇烷基化生产芳烃技术经专家鉴定达到国际领先水平,填补了国内由苯增产二甲苯的技术空白。该技术通过苯与甲醇进行烷基化反应生成甲苯、二甲苯,为对二甲苯原料来源提供新方法,缓解二甲苯原料短缺矛盾。     

苯与甲醇烷基化反应动力学

为实现苯与甲醇烷基化的工业化,对苯与甲醇烷基化反应动力学进行了研究。在固定床连续反应器中考察了反应温度、空速、原料配比对苯与甲醇烷基化反应性能的影响。实验结果表明,苯与甲醇烷基化反应是快速反应,在反应温度460℃,反应空速3~8 h-1,原料等物质的量比进料时,苯的单程转化率达到46.72%,甲苯、二甲苯的选择性达到了90.79%。动力学研究表明,甲醇烷基化反应的反应级数对苯是一级,对甲醇接近零级,反应的活化能为163.88 kJ/mol。     

苯与甲醇烷基化反应的研究

在连续流动固定床反应器上,采用不同类型的分子筛催化苯与甲醇的烷基化反应;考察了反应温度、空速、原料配比对烷基化反应的影响,适宜的工艺条件为:以HZSM-5分子筛为催化剂,空速为2.0 h-1、温度在460℃、n(苯)/n(甲醇)为1,此时苯的转化率为50.35%,甲苯、二甲苯的选择性90.12%。     

苯/甲醇烷基化反应研究进展

针对我国苯的产能过大以及甲醇产能严重过剩的现状,综述了苯与甲醇烷基化制芳烃技术取得的进展。介绍了苯与甲醇烷基化反应催化剂种类、烷基化反应体系、烷基化主要面临的问题、烷基化研究进展,为苯与甲醇烷基化实现工业化提供依据。     

H-beta分子筛催化苯与甲醇烷基化反应性能

采用两种促进剂协同作用改性制得了H-beta分子筛催化剂,通过XRD、BET及Py-IR对催化剂结构、比表面积及酸性变化进行表征,并将催化剂用于苯与甲醇烷基化测试其催化性能。结果表明,在反应压力为常压、反应温度400℃、空速2 h-1和苯与甲醇物质的量比为1∶1的最优条件下,苯转化率达到42. 5%、甲苯选择性为74. 6%,甲苯和二甲苯总选择性达到了94. 5%。基于结构及性能的研究,探讨了催化烷基化反应机理。     

苯和甲醇烷基化反应的热力学分析

基于Benson基团贡献法从热力学角度研究了苯和甲醇烷基化的反应过程,研究了主、副反应的反应热、吉布斯自由能和平衡常数,为该体系的工艺设计和催化剂研究提供热力学依据。研究结果表明:苯和甲醇烷基化反应体系的四个主反应均为放热反应、熵增反应,而主要的副反应多为熵减小的反应。四个主反应的吉布斯自由能变化均小于0,即在633~773 K内能够自发进行。平衡常数计算表明:四个主反应的平衡常数接近,且均为不可逆反应。苯和甲醇烷基化体系的主要副产物为邻三甲苯和均三甲苯。高温有利于抑制这几种副产物的生成。     

苯和甲醇烷基化反应机理及催化剂研究进展

对近年来国内在苯和甲醇烷基化研究取得的进展进行了综述。介绍了苯和甲醇烷基化机理,总结了国内在苯和甲醇烷基化催化剂开发取得的进展,并讨论了苯和甲醇烷基化反应的影响因素。ZSM-5分子筛是催化苯和甲醇烷基化反应的适宜载体,通过适当改性可以提高其催化性能。苯和甲醇烷基化催化剂已完成吨级放大,现已进入工业试验阶段。     

苯甲醇烷基化反应的选择性强化分析

基于苯甲醇烷基化反应动力学,建立了平推流型的固定床反应稳态模型。在验证模型可靠性的基础上,分析了苯烷基化、甲苯烷基化和甲醇转换烯烃的竞争性,并进一步考察了空速(WHSV)、进料温度(Tinlet)和进料苯醇比(n)对反应过程的影响。反应动力学分析表明：反应温度升高将提高各反应速率,也更有利于二甲苯的生成;但需要适当降低甲醇的浓度,以降低甲醇转换烯烃的反应速率,即提高甲醇的烷基化利用率。固定床反应器模拟显示,高空速可以促使出口的PX选择性超过工业级PX的产品质量分数99%;入口温度Tinlet升高有利于提高苯转化率和甲醇有效利用率,但会导致PX选择性的降低;苯醇比n增加会提高甲醇的烷基化利用率,但会极大降低苯转化率和减小PX选择性。在WHSV=32 h^-1、n=4和Tinlet=500℃时,反应器出口的苯转化率为12.95%,甲醇烷基化利用率是55.43%,PX的选择性99.53%。该研究结果对苯甲醇烷基化过程的反应器设计和进一步工艺优化具有一定的指导价值。     

甲苯甲醇选择性烷基化技术研究进展

近年来,甲苯甲醇选择性烷基化技术因产物中对二甲苯选择性高和产物易分离等优点备受关注。综述了国内外甲苯甲醇烷基化制对二甲苯的研究进展,包括甲苯甲醇烷基化的反应机理、工艺技术和催化剂失活研究。     

MgO改性HMCM-22分子筛催化苯与甲醇烷基化制甲苯

采用机械湿混法制备了一系列MgO改性的HMCM-22分子筛催化剂,通过XRD、SEM、N₂物理吸/脱附、Py-IR等手段对改性催化剂的晶体结构、表面形貌、孔道变化和酸性酸量等性质进行了表征,发现负载MgO能够有效地调变HMCM-22分子筛的酸性,但对其孔道的调节效果较弱。采用微反装置评价催化剂性能,在进料比为1∶1、常压、温度为400℃、反应时间4h、质量空速WHSV=10h^-1的条件下,考察了不同MgO负载量下的MgO/HMCM-22催化性能,研究发现MgO负载量介于3%~6%的MgO/HMCM-22催化剂具有优越的催化性能,苯转化率＞50%,甲苯选择性＞60%。同时在该反应条件下,对3%MgO/HMCM-22催化剂的稳定性进行了考察,结果表明,反应40h内,苯的转化率始终保持在50%以上;反应至第80h时,苯的转化率仍然可达23%,且甲苯选择性始终保持在65%左右。     

甲醇合成催化剂技术的发展与展望

目前,甲醇在工业生产中变得越来越为重要,需求量也越来越大。因此,对于甲醇的合成也就成为了一项课题。现如今,国内外都积极开展利用甲醇合成过程中所需催化剂的研究,本文也将针对此项技术的发展进行一等的探讨,并对以后甲醇合成催化剂的前景进行了分析,找到催化剂技术发展的最佳途径。     

甲醇合成催化剂技术的发展与展望

总结了近年来国内外甲醇合成催化剂技术的发展情况,并对今后的研究趋向作了展望。     

甲醇的应用现状及展望

在简要阐述甲醇的应用现状、发展情况的基础上,对其近期内的主要需求动向进行展望。     

甲苯甲醇烷基化制对二甲苯技术研究进展

甲苯甲醇烷基化反应选择性合成高浓度对二甲苯技术可提高甲苯利用率,显著降低异构化和吸附分离装置负荷.综述了近年来国内外有关甲苯甲醇烷基化制备对二甲苯的研究进展,包括甲苯甲醇烷基化反应机理、催化剂活性组分、元素改性方法和现有工艺技术.沸石的孔口修饰和外表面酸性位的钝化是影响反应活性和对位选择性的主要因素,活性和选择性高、稳定性好的催化剂的开发是甲苯烷基化技术应用的关键.     

甲苯甲醇烷基化制对二甲苯技术研究进展

综述了甲苯甲醇烷基化制对二甲苯的研究进展,指出国内示范装置如能早日开工投产,将对煤化工和石油化工两个领域带来突破性的进展。     

甲苯甲醇烷基化制对二甲苯技术调研

概述了近年来对二甲苯的市场需求、对芳烃抽提、甲苯歧化与烷基化转移、二甲苯异构分离等国内外芳烃生产技术进展并对其进行分析。新技术甲醇甲苯制PX技术(MTPX),最大的优势是甲苯的利用率高、几乎没有廉价的副产物碳九、碳十等产品,并且PX的纯度将会超过90%,效益优势比较明显,通过进一步研究,可以作为将来芳烃的转化关键技术。     

核壳ZSM-5分子筛合成及其催化苯与甲醇烷基化性能

为了提高苯与甲醇烷基化中苯转化率及产物选择性,利用球磨-母液重结晶的方法得到小晶粒ZSM-5分子筛,然后在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)辅助下制备了以介孔二氧化硅为壳,以小晶粒ZSM-5分子筛为核的核壳结构分子筛.采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N2物理吸附、NH3程序升温脱附(...     

基于ASPEN PLUS的甲醇和苯烷基化反应热力学分析

利用ASPEN PLUS软件进行了甲醇和苯烷基化过程的热力学研究,计算了非标准状态下的反应焓、反应熵及反应吉布斯自由能变,为该反应体系提供了非标准状态下的热力学依据。研究结果表明,利用ASPEN PLUS软件的纯组分物性分析计算非标准状态的热力学数据可以大大减少人工计算量。甲醇和苯烷基化反应的反应焓变、反应熵变和反应吉布斯自由能变随压力变化不大,温度一定时,该体系中主副反应的热力学数据均可当作常数。该体系的主副反应均为放热反应,反应启动后,可以依靠体系放出的热量维持反应进行。除生成甲苯的反应为熵增反应外,其余反应均为熵减反应。从平衡常数看,该反应体系中乙苯、丙苯、异丙苯、二甲醚等副产物很可能不存在,甲醇作为原料并没有全部参与烷基化反应。