改性纳米ZSM-5催化剂上甲苯与碳酸二甲酯选择甲基化合成对二甲苯

 以（6%SiO₂+5%P₂O₅+3%MgO）/纳米 ZSM-5 为催化剂,在固定床反应器中,考察了甲苯(T)与碳酸二甲酯（DMC）甲基化合成对二甲苯（PX）的反应性能,特别是反应温度、水和甲苯与 DMC 摩尔比对反应性能的影响,并与甲醇（M）用作烷基化试剂的反应进行了对比。结果表明,DMC 为烷基化试剂时,PX 选择性达 97%,反应 40 h 后,催化剂很快失活。采用热重和紫外拉曼光谱对反应70 h 后的催化剂进行表征,发现用 DMC 作烷基化试剂时,催化剂积炭量较大,反应中引入水能在某种程度上减缓积炭的生成。     

苯/甲苯与甲醇/合成气在ZSM-5体系下烷基化对比

为调配BTX芳烃比例,进行了苯/甲苯的转化率以及各产物选择性的研究,对比了苯与甲醇/合成气、甲苯与甲醇三类反应。当对比合成气/甲醇作为甲基化试剂与苯反应时,苯的转化率分别为36.81%/39.98%,生成各芳烃选择性相差不大,但合成气生成水的选择性远高于甲醇;此外与合成气相比,甲醇的转化率更高。当甲醇作为甲基化试剂与苯/甲苯反应时,在与芳烃、甲醇、氢气相关的性能指标相差不大,说明甲醇作为甲基化试剂对苯/甲苯的反应性能大致相同。本文为以后甲基化试剂的选择提供了依据。     

1000t/a甲醇与苯烷基化中试装置工艺流程模拟研究

对甲醇与苯烷基化中试装置的工艺流程进行模拟,并且分析了反应温度、反应压力对苯的转化率及甲苯、乙苯、二甲苯的选择性的影响。模拟结果表明,升高温度不利于苯的转化率的提高,且会促进甲苯的生成而抑制二甲苯的生成;升高压力有利于苯的转化率的提高,同时会促进二甲苯的生成而抑制甲苯的生成。     

日本开发出碳酸二甲酯生产新方法

日本国家先进工业科技研究院开发了从甲醇和CO2 直接合成碳酸二甲酯 (DMC)的新技术。在该方法中 ,超临界CO2 在二烷基氧化锡催化剂存在下与甲醇反应生成碳酸二甲酯 (DMC)。反应混合物通过脱水剂连续循环以去除反应中生成的水 ,此方法甲醇转化率高 ,碳酸二甲酯 (DMC)产率也高。反应有 3个关键因素 :水的脱除、催化剂的选择和高CO2 压力的运用。该研究院将通过改进脱水方法、优化反应和通过开发高活性催化剂使反应加速。日本开发出碳酸二甲酯生产新方法@钱伯章     

碳酸二甲酯制备及反应的催化过程Y.Ono Applied Catalysis A:General,1997,155(2)133-166

碳酸二甲酯（DMC）是一种具有多种化学性能对环境无害的独特物质。它是硫酸二甲酯或甲基卤化物的安全替代物，这些传统的甲基化剂具有毒性和腐蚀性，在生产过程中还会产生相同化学计量的无机副产物。DMC的甲基化反应具有很高选择性（苯乙腈、苯酚和苯胺的甲基化）。DMC与苯酚进行酯交换得到碳酸苯甲酯，碳酸苯甲酯进一步与DMC酯交换或歧化，生成聚碳酸酸主要原料碳酸二苯酯。DMC也是一种甲氧基羰基化剂，与胶的甲氧基羰化反应获得甲基氨基甲酸酯，分解即得异氰酸酯。文章对DMC反应的各个方面和相催化剂进行了全面评述。碳酸二甲酯制…     

对甲基苯甲醚合成体系的热力学分析

采用Benson基团贡献法计算了对甲基苯酚和对甲基苯甲醚的热力学数据标准摩尔生成焓 Δr Hθm、标准摩尔生成吉布斯自由能 Δr Gθm、和等压摩尔热容Cp,m;计算了不同温度和不同压力的条件下,甲醇或碳酸二甲酯(DMC)分别作为甲基化试剂与对甲基苯酚反应合成对甲基苯甲醚反应的焓变 Δr Hm、自由能变 ΔrGm和平衡...     

苯酚与碳酸二甲酯烷基化反应体系的热力学分析

采用Benson基团贡献法,计算了苯甲醚(MPE)的相关热力学数据。在300～1 000K和5～30MPa范围内,计算了苯酚与碳酸二甲酯烷基化反应生成甲基苯酚异构体和苯甲醚各反应的焓变ΔrHm、吉布斯自由能变ΔrGm和平衡常数Kθ。结果表明:苯酚与DMC的烷基化反应是可以自发进行的,且碳烷基化反应平衡常数远高于氧烷基化反应平衡常数,在3个碳上烷基化反应中,生成间甲酚的平衡常数最大,生成对甲酚的平衡常数最小;随着压力的升高,各反应的自由能均略有增加,表明升高压力不利于烷基化反应的进行,在同一压力下,碳烷基化反应的平衡常数远高于氧烷基化反应,为苯酚与碳酸二甲酯烷基化反应条件的控制和催化剂的探索研究提供了热力学依据。     

吗啉与碳酸二甲酯合成N-甲基吗啉的热力学分析

采用Benson和Joback基团贡献法对吗啉与碳酸二甲酯反应体系进行了热力学分析,计算了反应体系的焓变、熵变、吉布斯自由能变及反应平衡常数,讨论了温度对吗啉与碳酸二甲酯的甲基化和甲氧羰基化反应的影响。计算结果表明,在373.15～473.15 K范围内,吗啉与碳酸二甲酯的甲基化和甲氧羰基化反应为放热反应,且反应为自发过程,反应平衡常数随温度的升高而减小;与甲氧羰基化反应相比,甲基化反应是热力学上占优势的反应,反应的平衡常数很大,反应进行得较完全;在实验温度范围内,升高温度有利于提高甲基化反应的选择性。     

日本开发生产碳酸二甲酯新法

日本国家先进工业科技研究院开发了从甲醇和CO2直接合成碳酸二甲酯 (DMC)新技术。在该方法中 ,超临界CO2 在二烷基氧化锡催化剂存在下与甲醇反应转化成碳酸二甲酯 ,反应混合物通过脱水剂连续循环以去除反应中生成的水。该技术甲醇转化率高 ,碳酸二甲酯产率也高。反应有 3个关键     

甲苯-甲醇在硅钴共晶沸石分子筛上烷基化反应的研究

研究了甲苯-甲醇在一种新的硅钴共晶沸石催化剂和Co-ZSM-5上,常压、350～450℃下烷基化生成二甲苯的反应.两种催化剂皆有烷基化反应活性及对对二甲苯的择形性.产物中二甲苯摩尔分数与平衡值相比较:y_(对二甲苯)>平衡值,y_(间二甲苯)<平衡值;硅钴共晶沸石分子筛y_(邻二四苯)>平衡值;Co-ZSM-5y_(邻二甲苯)≤平衡值. 二级反应速度表达式与实验数据相吻合.在HSiCo-14、HSiCo-13和Co-ZSM-5催化剂上,350～400℃时反应的表观活化能分别为39.4、58.2和62.6kJ/mo1.     

改性IM-5分子筛在甲苯甲醇烷基化反应中的催化性能

考察了磷改性、硅改性和磷/硅复合改性方法对IM-5分子筛的物化性能和催化性能的影响。采用XRF、BET、NH₃-TPD、吡啶吸附红外光谱（Py-IR）方法对改性分子筛进行了表征。结果表明,磷改性有效消除了IM-5分子筛的强酸中心,微孔面积和微孔体积减小;硅改性覆盖了IM-5分子筛的外表面,介孔面积和介孔体积减小,分子筛的酸性中心减少,磷改性和硅改性方法均没有显著改善分子筛催化甲苯甲醇烷基化反应的对-二甲苯选择性。磷/硅复合改性对分子筛的酸性、微孔和介孔同时进行修饰,提高了分子筛催化甲苯甲醇烷基化反应的对-二甲苯选择性和二甲苯选择性,是改善IM-5分子筛择形效果的有效途径。     

凹凸棒土的改性及其对二甲苯异构体的吸附性能

采用酸化处理和十六烷基三甲基溴化铵对凹凸棒土进行改性,利用N₂吸附-脱附和FT-IR对所得凹土样品进行表征,并通过静态吸附实验研究了它们对二甲苯异构体的吸附行为,考察了初始质量分数、处理方式等对其吸附性能的影响。结果表明,凹土对二甲苯异构体的平衡吸附量随着异构体初始质量分数的增大而增大,相同条件下间二甲苯在凹土上的吸附量大于其他异构体;经过酸化处理和有机物改性后的凹土对二甲苯异构体的吸附性能优于原土,对间二甲苯的吸附量可达到74.06 mg/g。二甲苯异构体在凹凸棒土上的吸附符合Langmuir方程。     

碳酸酯与1,4-丁二醇酯交换合成聚碳酸酯二醇的热力学分析

采用Benson和Joback基团贡献法对碳酸二甲酯(DMC)或碳酸二苯酯(DPC)与1,4-丁二醇(BD)合成聚碳酸酯二醇(PCDL)的酯交换反应体系进行了热力学分析,计算了反应焓变、反应熵变、反应吉布斯自由能变及平衡常数。计算结果表明,两个反应均为放热反应,升高温度不利于PCDL的合成。在373～473 K之间,DPC与BD的酯交换反应为自发过程,而DMC与BD的酯交换反应为非自发过程;且两个酯交换反应相比,DPC与BD酯交换反应的平衡常数较大,反应进行得较完全。     

离子液体催化氨基甲酸甲酯和甲醇合成碳酸二甲酯

在温和的条件下,制备了一系列以溴代1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Br)为阳离子、不同金属氯化物为阴离子的离子液体,并考察了它们催化氨基甲酸甲酯和甲醇合成碳酸二甲酯(DMC)的性能;同时考察了反应时间、反应温度和催化剂用量对催化效果的影响,并探讨了可能的反应机理。实验结果表明,以[Bmim]Br-ZnCl2为催化剂,在反应温度170℃、反应时间8h、氨基甲酸甲酯7.5g、甲醇64g、催化剂用量2.0g的条件下,DMC的选择性和收率分别达到89.4%和24.4%。由于离子液体中阴阳离子间的极性和电子作用力比单纯的ZnCl2中阴阳离子的极性和电子作用力大很多,在催化过程中形成的中间体更稳定,所以与ZnCl2催化剂相比,[Bmim]Br-ZnCl2催化剂对于该反应具有更高的选择性。     

碳酸丙烯酯和甲醇酯交换制备DMC的研究

研究了碳酸丙烯酯和甲醇经酯交换制备碳酸二甲酯的催化剂及反应工艺条件。结果表明，无机碱对酯交换反应具有较好的催化活性，且其活性与碱性有一定的对应关系。其中甲醇钠、氢氧化钠和碳酸钠等物种活性较高。酯交换反应的最佳工艺条件为：反应温度３３３～３５３Ｋ；反应时间１ｈ；催化剂含量１．０％～２．５％；ｍ（酯）／ｍ（醇）＝１／５。     

钛酸钾催化碳酸丙烯酯和甲醇酯交换合成碳酸二甲酯

对钛酸钾催化碳酸丙烯酯(PC)和甲醇酯交换合成碳酸二甲酯(DMC)进行了研究。研究发现钛酸钾对该反应有较好的催化活性,高压水热法制备的钛酸钾的催化活性高于常压水热法、醇热法和固相法。以高压水热法制备的钛酸钾为催化剂,当催化剂用量为PC质量的1.85%,甲醇与PC摩尔比为13.9,反应温度64～80℃,反应时间7h时,PC转化率达91.1%,DMC选择性为86.5%。     

钛酸酯催化碳酸乙烯酯与对苯二甲酸二甲酯的酯交换反应

以钛酸四甲酯、钛酸四异丙酯和钛酸四丁酯为催化剂,研究了碳酸乙烯酯(EC)与对苯二甲酸二甲酯(DMT)的酯交换反应。该反应可同时合成碳酸二甲酯(DMC)和聚对苯二甲酸乙二醇酯,避免产生大量的副产物甲醇和乙二醇,提高了原子经济性。在相同条件下,钛酸四丁酯对该反应的催化效果最佳。考察了反应温度、反应时间、原料配比、催化剂用量对DMC收率的影响,得到最佳反应条件:反应温度250℃、反应时间3h、钛酸四丁酯与EC的摩尔比为0.002、EC与DMT的摩尔比为1∶3,在此条件下,DMC收率为62.2%。