MCM-22、MCM-49、β及Y分子筛在苯液相烷基化合成乙苯反应中的应用

采用10 L高压反应釜动态水热合成了MCM-22、MCM-49及β分子筛,并利用X射线衍射(XRD)、NH3-程序升温脱附(NH3-TPD)、X射线荧光(XRF)、N2-吸附脱附(BET)等手段对其结构物性进行了表征测试.考察了上述分子筛催化剂在苯和乙烯液相烷基化合成乙苯反应中的催化性能,并与进口Y分子筛进行了对比.结...     

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%。     

分子筛烷基化乙苯生产技术进展

乙苯是重要的有机原料,主要用来生产苯乙烯,进而制造工程塑料和合成橡胶等。早期的乙苯工业生产主要采用腐蚀性强和三废排放严重的AlCl₃工艺,自1970年美孚公司和Badger公司开发出无腐蚀、无污染的分子筛烷基化制乙苯技术起,分子筛烷基化制乙苯技术得到了长足的发展,成为当今乙苯生产的主流技术。按反应工艺的不同从气相法和液相法的角度对分子筛烷基化制乙苯技术进行介绍。分子筛气相烷基化制乙苯技术可以纯乙烯、生物乙醇和稀乙烯为原料,具有催化剂抗毒能力强、工艺流程简单以及装置灵活等特点;分子筛液相烷基化制乙苯技术可分为EBOne工艺、EBMax工艺和CD-TECH工艺,具有反应温度低和杂质含量少等特点。着重阐述我国在乙苯生产技术自主创新上取得的突出进展,并从原料多样化、装置大型化、过程低碳化和分子筛催化剂制造清洁化四个方面对我国乙苯生产技术进行展望。     

异丙醇和苯液相烷基化反应制备异丙苯

研究MWW结构的有机硅微孔沸石催化剂在苯和异丙醇液相烷基化反应中的性能,考察反应温度、反应压力和空速等对催化剂催化性能的影响。结果表明,反应温度低于150℃时,催化剂活性和稳定性较差,主要反应为烷基化反应及异丙醇的分子内脱水和分子间脱水反应,反应产物为异丙苯、丙烯和异丙醚。反应温度高于170℃时,催化剂活性和稳定性良好,异丙醇接近完全转化,主要反应为烷基化反应,主要产物为异丙苯和多异丙苯。随着原料空速的增大,异丙醇转化率和异丙苯选择性降低,异丙醚和丙烯选择性增大。反应压力(1.5~2.5)MPa时,反应为液相烷基化过程,反应压力的变化对催化剂催化性能影响较小。     

纳米聚集体ZSM-5分子筛应用于苯-乙醇烷基化制乙苯研究

针对苯与乙醇烷基化制备乙苯的反应,选用纳米聚集体HZSM-5分子筛为母体催化剂,采用固定床反应器考察了反应条件对催化性能的影响,筛选出最优反应条件,并评价了母体催化剂的稳定性;探究了Zn、Mg、P单组分改性以及Zn和Mg、P和Mg复合改性催化剂对反应性能的影响。结果表明,在苯/醇摩尔比为6、空速为6 h^-1、反应温度为350℃、载气流量为30 mL/min的条件下,催化剂连续反应300 h苯转化率保持在15%以上,乙苯选择性和乙基产物的选择性分别保持在96.3%和98.8%左右,但二甲苯的质量分数偏高,保持在490μg/g以上。母体催化剂经单组分改性后,苯-乙醇烷基化的副产物二甲苯质量分数均得到降低,经P和Mg复合改性具有更好的效果,苯转化率和乙基选择性分别为15.4%和99.6%,二甲苯质量分数可降低至241μg/g。     

Beta分子筛改性对催化苯和乙烯烷基化反应的影响

苯和乙烯烷基化反应是重要的乙苯生产途径,Beta分子筛是该过程的重要催化剂。苯和乙烯烷基化反应是一个酸中心催化过程,因此Beta分子筛的表面酸性与催化反应性能之间有密切联系。对工业Beta分子筛进行浸Mg、高温水蒸汽处理和高温焙烧等改性处理,考察改性方法对Beta分子筛酸性及催化苯和乙烯烷基化性能的影响,结果表明,浸Mg改性能增加分子筛总酸量,但酸强度降低,导致催化活性降低,苯和乙烯烷基化反应主要发生在分子筛强酸中心;高温水蒸汽处理后,分子筛酸强度分布基本不变,但总酸量降低,导致乙烯转化率降低;高温焙烧处理导致分子筛结晶度下降,催化活性下降。     

MCM-22分子筛的合成及液相烷基化合成乙苯性能研究

对各种条件下合成的MCM-22沸石进行了表征研究。研究表明晶化时间对MCM-22沸石的层间结构有着显著的影响,晶化40 h后,其结构趋向稳定。MCM-22沸石沸石具有较高的B酸含量,强酸中心主要为B酸,MCM-22晶体呈片状结构,其结构中存在丰富的大孔。以MCM-22沸石为催化剂考察了其催化乙烯和苯的液相烷基化的反应性能。结果表明,MCM-22沸石催化剂具有优良的选择性,在低苯烯比(B/E)的反应条件下,其反应稳定性优良。在乙烯质量空速达到0.7 h~(-1),苯烯摩尔比(B/E)可以降低到2.0,乙苯选择性达到84%,二甲苯含量小于50 mg/kg。     

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。     

MWW型分子筛的高效清洁合成及其在苯与乙烯烷基化反应中催化性能

研究了MWW型分子筛合成过程中模板剂六亚甲基亚胺加入量对产物晶相、结晶度、形貌、孔结构和酸性等物化性能的影响。结果表明,通过加入晶种,利用晶种的导向作用,能有效提高MWW型分子筛的晶化速率,大幅降低配料中有毒模板剂六亚甲基亚胺用量,达到分子筛高效清洁生产的目的。在制得的MWW型分子筛中加入黏结剂制成催化剂,工业装置操作条件下评价其在苯与乙烯液相烷基化反应中的活性、选择性、产物分布及稳定性等,并进行了2 000 h寿命试验,结果表明,乙烯转化率接近100%,乙基化选择性大于99.7%,催化剂性能稳定,满足工业应用要求。     

分子筛酸性对异丁烷/丁烯烷基化反应性能的影响研究进展

概述分子筛的酸性特点,介绍固体酸催化的异丁烷/丁烯烷基化反应机理,并对已用于异丁烷/丁烯烷基化反应的分子筛情况进行总结,重点阐述分子筛的酸性对烷基化反应性能的影响。结果表明,分子筛应有合适的酸强度,综合来看,中强B酸更有利于反应。今后的机理研究中应当关注L酸及酸位空间分布对烷基化反应的影响。     

Co/Hβ分子筛催化甲基萘烷基化的反应特征

研究了Co/Hβ分子筛催化剂上2-甲基萘的烷基化反应,考察Co含量和反应温度的影响.通过与Hβ和Mg/Hβ分子筛对比发现,反应温度(400～450)℃,1％Co/Hβ分子筛上2-甲基萘的转化率和目的产物二烷基萘的总选择性较高,副产物萘和多烷基萘较少.结合甲醇和乙醇不同烷基化试剂以及对比实验结果,证实烷基化过程中发生包括...     

分子筛催化异丁烷与正丁烯烷基化反应性能

以Y、β、MCM-41和EU-1分子筛为活性组分制备异丁烷与正丁烯烷基化反应催化剂,并利用NH_3-TPD和N_2物理吸附-脱附对催化剂进行表征。结果表明,HY分子筛催化剂的总酸量最大,MCM-41分子筛催化剂的总酸量最小,Hβ和HEU-1分子筛催化剂总酸量适中,Hβ分子筛催化剂平均孔径最大,而大孔径有利于分子扩散。对分子筛催化异丁烷与正丁烯反应的催化性能进行研究,结果表明,Hβ分子筛催化剂的失活速率最低,正丁烯异构化率最低,生成的烷基化油辛烷值达85.2,对Hβ分子筛催化剂进行Pt元素改性后催化剂的失活速率降低。     

工艺杂质对稀乙烯法制乙苯烷基化反应的影响

以中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院开发的SEB-08稀乙烯法制乙苯烷基化催化剂为基础,研究生产过程中稀乙烯法制乙苯的原料可能携带的工艺杂质,如甲苯、非芳烃、硫化氢、水和碱性物质等对烷基化反应的影响。结果表明：（1） 循环苯中甲苯的存在使烷基化反应产物中的二甲苯含量上升,影响乙苯产品质量;（2） 丙烯对烷基化反应产物中的二甲苯含量影响不大,但丙苯含量大幅上升;（3） 正己烷、环己烷、正戊烷和1-戊烯等重质非芳烃使烷基化反应产物中的二甲苯以及重质芳烃含量有不同程度上升;（4） 催化干气携带水会对乙烯转化率有一定影响,水体积分数超过1 000×10^-6时,乙烯转化率下降明显,催化剂失活速率加快;(5) 以乙醇胺为代表的碱性物质对烷基化反应影响最明显,由于催化剂活性中心为酸性,碱性物质引起催化剂不可逆失活;(6) 硫化氢含量增加,对催化剂性能以及产品质量影响较小,但对设备及管道的腐蚀程度增加。通过研究工艺杂质对烷基化反应的影响,可为正确判断现有干气制乙苯装置生产中烷基化反应产物组成变化提供依据,为确保装置长周期稳定运行提供参考。     

MgO改性无粘结剂ZSM-5分子筛制备及催化苯与乙烯烷基化反应性能

通过气固相晶化法使成型ZSM-5催化剂中粘接剂结晶转化,合成了无粘结剂ZSM-5分子筛催化剂条形颗粒,并采用浸渍法对其进行了MgO改性及制备.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、氮气物理吸附、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)等手段表征了催化剂物化性质和酸性质.考察了其在苯和乙烯烷基化反应中的择形催化...     

在Y型分子筛上苯的液相烷基化

用经过处理的 HY 分子筛为催化剂,进行苯与乙烯的液相烷基化反应,研究了反应条件对催化性能的影响。用引入周期表中ⅡA 族和第一过渡周期金属阳离子对 HY 分子筛进行改性,采用TPD 技术测定催化剂的表面酸性质,探讨了催化剂表面酸性质和催化性能的关系。     

SRM分子筛上液相烷基化合成异丙苯工艺研究

分别用强化失活和寿命试验方法研究了丙烯和苯的液相烷基化反应。考察了工艺条件对反应的影响,提出了合适的工艺条件。     

原料中杂质对丙烯与苯烷基化催化剂性能的影响

分析了原料中杂质对催化剂活性和稳定性的影响及脱除杂质的方法。不同来源的丙烯所含杂质不同 ,炼厂丙烯杂质主要是氮化物和双烯 ,而裂解丙烯杂质主要是双烯 ;苯的主要杂质是饱和烷烃和微量水 ,这些杂质对催化剂活性和稳定性都有影响。实验结果表明 ,杂质含量越高 ,催化剂的活性和稳定性越低 ,而采用强酸性阳离子交换树脂可以脱除丙烯中的杂质。     

β分子筛上甲苯与丙烯烷基化反应的研究

采用等温固定床反应器,以单因素实验法考察了反应温度(120~300℃)、甲苯与丙烯物质的量比(2~10)和液相空速(6~170 h-1)对烷基化反应的影响,并基于正交实验设计综合考察了反应温度、甲苯与丙烯物质的量比和液相空速对烷基化规律及产物分布的影响。结果表明:β分子筛催化剂对甲苯与丙烯液相烷基化具有良好的催化活性和选择性;较为适宜的烷基化反应条件为:温度220℃、甲苯与丙烯物质的量比8∶1、液相空速30 h-1,在此条件下,异丙基甲苯总的选择性为97.69%,其中,邻位异丙基甲苯的选择性为4.99%。