甲苯甲醇烷基化合成对二甲苯催化剂研究进展

甲苯甲醇烷基化是新型高选择性合成对二甲苯的方法,可以解决石化行业甲苯和甲醇过剩问题,具有较高的工业开发价值。在具有B酸中心及特殊孔结构的分子筛催化下,甲苯甲醇发生苯环上亲电取代反应得到对二甲苯。甲苯甲醇烷基化催化剂主要有Y沸石催化剂、SAPO及MCM-22和ZSM-5分子筛催化剂等,研究较多的是ZSM-5分子筛催化剂。通过对ZSM-5分子筛进行金属、非金属或复合改性后,可以显著提高烷基化反应转化率和选择性。未来研究的主要目标是获得选择性高且稳定性好的催化剂。     

用于甲苯甲醇烷基化制备对二甲苯反应的ZSM-5分子筛改性研究

甲苯甲醇烷基化制备对二甲苯具有良好的工业应用前景,ZSM-5分子筛由于其特殊的结构在该反应中展现出优异的催化性能,对ZSM-5分子筛进行改性研究,有助于提升其催化性能。本文从引入金属与非金属元素改性方面综述了国内外对ZSM-5分子筛改性用于甲苯甲醇烷基化制对二甲苯反应的研究进展。     

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。     

改性介微孔ZSM-5分子筛催化剂制备及催化甲苯甲醇烷基化反应性能

将微孔ZSM-5分子筛通过不同浓度的氢氧化钠溶液处理不同的时间制备不同的介微孔ZSM-5分子筛,然后负载五氧化二磷制备介微孔ZSM-5分子筛催化剂,对介微孔ZSM-5分子筛负载五氧化二磷催化剂进行甲苯甲醇烷基化反应评价。其中氢氧化钠溶液浓度为1.0 mol/L、处理时间为30 min得到的介微孔ZSM-5分子筛负载五氧化二磷催化剂催化甲苯甲醇烷基化反应的活性较高。对介微孔ZSM-5分子筛负载五氧化二磷催化剂进一步采用铂进行改性,将制备的催化剂用于甲苯甲醇烷基化反应,在460 ℃条件下连续反应505 h,甲苯转化率保持在10.9%,二甲苯中对二甲苯的选择性保持在96%以上。研究结果表明,五氧化二磷、铂改性的介微孔ZSM-5分子筛催化剂具有优异的甲苯甲醇烷基化反应性能。     

改性ZSM-5催化剂在甲苯、甲醇烷基化制备对二甲苯技术的研究进展

甲苯甲醇烷基化反应是制备对二甲苯的一条新的工艺路线,因原料甲苯和甲醇价格低、产物选择性高而仅采用结晶分离可得到高纯度的对二甲苯、投资少等优点,引起研究者的极大关注.从非金属改性、金属和非金属元素同时改性、催化剂研究新思路3个方面综述了国内外有关改性ZSM-5分子筛催化剂在甲苯、甲醇烷基化技术的研究进展状况.     

分子筛在甲苯甲醇烷基化反应中的应用

采用分子筛催化甲苯、甲醇烷基化生产对二甲苯,可以通过一次反应直接获得高选择性的对二甲苯;另外,甲苯和甲醇价格低廉,因而具有较高的开发价值。本文简单介绍了分子筛的择形催化原理和影响分子筛择形性的因素,综合描述了Y型及其改性沸石、ZSM-5及其改性分子筛、ZSM-22及其改性分子筛等分子筛催化剂在甲苯甲醇烷基化反应中的特性。     

甲苯甲醇烷基化反应催化剂改性HZSM-5分子筛的研究进展

甲苯甲醇烷基化具有甲苯利用率高,产物选择性高等特点,是一条很有应用前景的合成路线。综述了改性后的HZSM-5分子筛催化剂用于甲苯甲醇烷基化反应的研究进展,通过负载元素改性或是在HZSM-5分子筛上生长Sillicalite-1层的改性方法,减小孔径或缩小孔口,屏蔽ZSM-5分子筛外表面的酸性位,可提高产物对二甲苯的选择性。     

锑改性纳米ZSM-5分子筛在苯和甲醇烷基化中的应用

对比研究了微米和纳米ZSM-5分子筛催化苯和甲醇烷基化性能,采用XRD、SEM、NH3-TPD、BET等手段表征制备的分子筛.结果表明:纳米ZSM-5分子筛晶粒更小、比表面积和孔体积更大、酸量更多,在苯和甲醇烷基化反应表现出更佳的催化性能和抗积碳能力.纳米ZSM-5分子筛经过锑改性,大部分锑物种覆盖在分子筛外表面,窄化...     

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。     

苯烷基化的研究进展

芳烃烷基化反应是在催化剂作用下将烷基引入芳环上的反应过程,是有机合成中的一类重要反应。针对苯与甲醇、乙醇和烯烃等不同烷基化试剂的芳烃苯烷基化反应机理、热力学过程、反应条件优化、及对ZSM-5等催化剂的金属、非金属、稀土元素的改性进而改变催化剂的骨架结构、孔道、酸强度、酸量等特征的应用进行了阐述,更深入的理解芳烃苯烷基化在有机合成中的应用和地位。     

ZSM-5分子筛催化甲苯和三甲苯的歧化与烷基转移反应

采用碱处理的方式改性ZSM-5分子筛,考察了温度、空速等反应条件和ZSM-5分子筛硅铝比对催化甲苯与1,2,4-三甲苯烷基化转移和歧化反应的反应物转化率和产物选择性的影响。结果表明,温度升高有利于提高反应物转化率及苯的选择性;提高空速,反应物转化率降低,苯的选择性降低,1,2,3-三甲苯的选择性升高。当硅铝比由120降至38时,反应物转化率明显提高,苯与二甲苯选择性也略有升高,而1,2,3-三甲苯选择性降低。碱处理改性降低了ZSM-5分子筛的硅铝比,在分子筛中引入了介孔结构;硅铝比的降低导致反应物转化率有明显升高;介孔结构的引入可以有效地提高催化剂的稳定性。     

甲醇、甲苯烷基化生产对二甲苯的催化剂研究进展

综述了近年来国内外有关在改性ZSM-5催化剂上,甲醇、甲苯烷基化生产对二甲苯的研究进展。改性ZSM-5分子筛的孔结构、表面性能、酸量和酸强度,有利于催化活性和对位选择性的提高。     

无模板ZSM-5改性及其催化甲苯-乙醇烷基化制备对甲乙苯的研究

选用无模板法合成的ZSM-5为催化剂母体，对其进行浸渍法改性，研究其在固定床上催化甲苯-乙醇烷基化合成对甲乙苯的性能。考察了Si、P、Mg单组分改性无模板ZSM-5所得催化剂的反应性能，研究了Si、P、Mg多组分复合改性所得催化剂的烷基化反应性能，并结合相关表征进行了分析讨论。结果表明，在甲苯-乙醇烷基化反应中，采用的无模板合成的ZSM-5催化剂具有与商业有模板合成的ZSM-5催化剂相当的反应性能；Si、P、Mg多组分联合改性的催化剂可以获得高对位选择性甲乙苯产品，8Si-9P-6Mg/HZSM-5催化剂具有很好地择形催化效果，其乙醇转化率为100%,甲苯转化率可达9%以上，对甲乙苯选择性高达99%以上。     

碱脱硅改性的ZSM-12分子筛择形催化合成2,6-二甲基萘的研究

用NaOH水溶液处理ZSM-12分于筛制备了脱硅程度不同的改性ZSM-12分子筛,对样品进行了表征,并考察了改性前后分子筛对萘和甲醇烷基化反应的择形催化反应性能.结果表明用适宜浓度的NaOH溶液处理ZSM-12分子筛,在一定温度下通过改变碱处理时间能方便地调节分子筛晶体中产生的二次介孔结构的比例,并改变分子筛的酸性能.改性ZSM-12分子筛同时提高了对萘和甲醇烷基化反应的催化活性和目标产物2,6-二甲基荣的选择性,以0.8 mol/L的NaOH水溶液在65℃下处理1 h制备的改性ZSM-12分子筛为催化剂,在优化的反应条件下萘和甲醇烷基化反应4 h后的萘的转化率为58.3%,2,6-二甲基萘的选择性达到27.3%.     

苯与合成气在ZnAlCrO x &HZSM-5双功能催化剂上一步法制甲苯/二甲苯

与传统的甲醇和苯烷基化反应相比,合成气和苯一步法制甲苯/二甲苯具有苯转化率高,催化剂稳定性好,经济性高等优点。本研究将系列Zn基的金属氧化物与H-ZSM-5分子筛组成双功能催化剂,实现了合成气与苯高效转化为甲苯/二甲苯,并筛选出最优的双功能催化剂为ZnAlCrO _x &H-ZSM-5。原位红外实验发现,单独的合成气在催化剂上的转化较弱,但加入苯之后,苯与甲氧基等中间体的烷基化反应可以有效拉动合成气的转化。这表明,双功能催化剂中金属组分和分子筛组分间的协同作用拉动了该反应的高效进行。通过Zn、Mg、Ga等元素改性H-ZSM-5分子筛,使得分子筛B酸酸量与L酸酸量的比值降低,发现比值的降低有助于苯的转化。其中Zn改性后B酸与L酸的比值降低最为显著,苯转化率增加的也最多。调变反应温度、原料空速、合成气氢碳比可以控制苯的烷基化程度,调节苯烷基化各产物的选择性。ZnAlCrO _x &H-ZSM-5双功能催化剂在压力3MPa、温度400℃的反应条件下,兼具高的苯转化率（90.6%）和甲苯/二甲苯选择性（74.3%）,同时CO有效利用率为33.7%。     

Fe-ZSM-5-SBA-15催化苯与氯化苄合成二苯甲烷

采用金属Fe对复合分子筛ZSM-5-SBA-15进行金属改性。通过FT-IR,BET,TG-DTA,XRD等表征手段对复合分子筛进行表征。表征表明,经过金属Fe改性后的ZSM-5-SBA-15复合分子筛仍保持其特有结构,金属组分能够均匀地分散在分子筛的表面,同时增加了复合分子筛的水热稳定性。金属改性后的催化剂作用于苯与氯化苄的苄基化反应中,二苯甲烷的转化率为83.20%,高于ZSM-5-SBA-15的40.78%。     

复合分子筛Y-Beta-ZSM-12的甲苯甲醇烷基化性能研究

对复合分子筛Y-Beta-ZSM-12进行XRD、N_2吸附-脱附、NH_3-TPD和Py-IR一系列表征,并将该分子筛用于甲苯甲醇烷基化反应中。结果表明,与HY-C催化剂相比,复合分子筛催化剂HYBZ-C的中强酸量增加,复合的ZSM-12分子筛的加入使该催化剂提高了抗积碳能力,HYBZ-C催化剂的甲苯甲醇烷基化性能明显提高,在450℃的甲苯转化率为33.3%。     

ZSM-5分子筛的酸性研究进展

ZSM-5分子筛广泛应用于石油化工,精细化工、生物质能等多个领域,其酸中心作为催化裂解反应的活性中心,可有效降低反应活化能,提高转化率。因此,实现产物分布的有效控制,离不开适宜的酸性分布设计与调控。本文简要概述了目前实现ZSM-5分子筛酸性调控的主要改性方法（水热改性、酸碱改性、复合改性、非金属改性和金属改性）,并重点介绍了各改性方法对酸性分布的影响及其催化反应评价效果,总结了相关改性方法对ZSM-5分子筛酸性的调控规律,为ZSM-5分子筛的研究和应用提供一定的借鉴。     

磷镁改性HZSM-5催化剂甲苯甲醇烷基化性能研究

采用浸渍法制备了系列磷镁改性ZSM-5催化剂，考察了磷镁改性对HZSM-5催化剂甲苯甲醇烷基化反应活性和选择性的影响。并对其进行了NH3-TPD，Py—IR，XRD等表征，研究了改性氧化物在ZSM-5分子筛表面的分布状态以及其对催化剂的酸性质的影响，结果表明磷元素改性有效降低了催化剂的酸强度，抑制了甲苯歧化反应；MgO质量含量低时，主要以无定形状态高度分散在分子筛外表面上，含量较高时形成结晶态MgO。MgO改性主要作用是覆盖了催化剂外表面酸性活性中心，堵塞了孔口，提高了反应产物的对位选择性。     

Fe/ZSM-5的制备及其催化甲苯/甲醇烷基化反应行为

采用水热晶化的方法,通过改变凝胶Si/Fe比例合成了一系列不同铁含量的Fe/ZSM-5分子筛（凝胶投料硅铝比为100）。在常压连续流动固定床反应器上,考察了Fe/ZSM-5分子筛用于催化甲苯甲醇烷基化的反应行为。采用X射线衍射、电子顺磁共振、N2物理吸附、氨程序升温脱附及吡啶吸附红外光谱等方法研究了Fe/ZSM-5分子筛的结构及孔结构性质和酸性。实验结果表明,在合成过程中引入铁原子,使部分铁原子进入分子筛骨架,并没有破坏ZSM-5分子筛的骨架结构,但降低了分子筛结晶度,改变了分子筛酸性质,降低了分子筛酸强度;Fe/ZSM-5抑制了积炭的形成,分子筛稳定性以及甲醇烷基化利用率得到明显提高。