Z S M- 2 2分子筛催化甲苯甲醇烷基化反应的研究
甲苯甲醇烷基化制对二甲苯技术研究进展
1 甲苯 甲醇 烷基 化 反 应 机理
甲苯 甲醇 烷基化 反应一 直是人们 研 究 的热 点 ,而且 被作 为各 种 F i e G at( - ) 化剂 的模 型 r d l rfsF C 催 e —
反应 。 目前 ,研 究认 为 甲苯 甲醇烷基 化 反应是 按正碳 离子机 理进行 的苯 环亲 电取代反应 ,甲醇在 催 化剂 B 酸 中心被 活化 ,甲氧基 离子 进 攻 弱吸 附 的 甲苯 。由 于苯环 上 甲基 的诱 导作 用 ,主要 生成 邻 二
甲苯 ( X) O 、对二 甲苯 ,较少 的 间二 甲苯 ( MX) 和水 ,但 生 成 的二 甲苯 在交 叉 孔道 较 大 空 间 内和
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第 2 卷 第 4期 3
20 0 7年 8月
化 学 反 应 工 程 与工 艺
Che ia a to m c lRe c in Engie rn n c no o n e i g a d Te h l gy
VOl23.N O 4 Au g. 2 7 00
的关 键 。 关键 词 : 甲苯 ; 甲醇 ;烷 基 化 ;对二 甲苯 ;改 性 中图 分 类 号 : T 2 1 1 Q 4 . 文 献标 识码 : A
石 油馏分催 化重整 、蒸汽 裂解 和煤 液化或气 化法制 得 的芳 烃都 含有大 量 的甲苯 。三 苯 ( 、甲苯 苯
和二 甲苯 ) 中甲苯 的来 源最丰 富 ,占芳烃 总量 的 4 ~5 ,但 它 的工业 用途 远 不如 苯 和二 甲苯 大 , O O
收稿 E 期 :2 0 — 10 ;修 订 日期 t 070—5
(完整word版)MCM-22文献 非常实用哦
文献综述0.前言1990年,MOBIL公司首次报道了MCM-22分子筛的合成,由于MCM-22 分子筛含有12元环和10元环两种孔道体系,以及它作为催化剂的载体具有良好的水热稳定性,较大的孔结构,比表面积和微孔容积,已引起了国内外研究者的极大关注。
MCM-22分子筛在催化裂化,异构化,甲烷无氧芳构化,苯与短链烯烃烷基化有着广泛的应用前景。
1.MCM-22分子筛的结构特性MCM-22分子筛拥有两套互不相通的多维孔道体系(如图1)。
一套为二维正弦孔道,有效孔径为(0.4nm×0.59nm),另一套是由含有十二元环的超笼(0.71nm×0.71nm×1.82nm)组成,其开口也为十元环。
MCM-22分子筛较同样是十二元环的β沸石(线性通道孔径约0.57nm×0.75nm,非线性曲折通道孔径约0.56nm×0.65nm)略小。
因而MCM-22分子筛对于某些反应具有更好的选择性,如在苯与乙烯、丙烯烷基化反应生产苯乙烯、异丙苯时,其中副产物二乙苯、二异丙苯由于在MCM-22分子筛的十元环孔道中受阻,而有较高的选择性。
MCM-22分子筛较十元环的ZSM-5有更大的孔容,当有较多支链的烃异构体参加反应时,其进入ZSM-5十元环孔道是受阻的,然而MCM-22分子筛的十二元环孔道对多支链化合物是畅通的,会有较多的I-C5生成,此外,对不同分子的扩散性质的差别也体现了它的择形性。
2.MCM-22分子筛的一般物化性能通过对MCM-22分子筛的结构物性测定表明,N2吸附等温线的形状表现为LangmuirⅡ型,用ASAP-200静态容量法低温吸氮装置,测定MCM-22、Beta、ZSM-5分子筛的孔结构数据如表1所示。
表1 催化剂的孔结构结构特性aSi/A l mol BET面积m2/g微孔面积m2/g孔体积cm3/g微孔体积cm3/g晶胞大小bμmMCM-22 50 461 355 0.52 0.17 0.3-0.5cMCM-22 15 453 325 0.61 0.15 0.3-0.5cBeta 13 509 295 0.67 0.13 0.1-0.2ZSM-5 15 380 228 0.29 0.12 1.5-2.5 a:孔结构数据通过氮气等温吸附-脱附曲线得到。
催化剂与催化作用 第四版 催化反应、催化材料新进展概述
路径A
H2
Ni-W2C/AC
―OH ―OH + 乙二醇
其它多元醇
路径B
纤维素水解加氢制多元醇反应路径
12
3. 能源光催化
将太阳能转化为化学能储存能量的过程
➢利用太阳能催化作用分解水制氢 ➢利用太阳能将水和二氧化碳耦合转化为甲醇、甲烷
13
(1) 能源光催化分解水制氢的基本原理
三个基本过程:
的工业化尝试
⑤甲醇制芳烃
➢ MTO制得的烯烃可以进一步发生齐聚、环化及氢转移反应 生成芳烃(BTX)
5
(2) 二甲醚羰基化制乙酸甲酯
——在催化剂作用下将CO插入到二甲醚的 C—O键中,实现C1到C2化合物转化中C—C键的形成
CO + H2
CH3OH
- H2O
CH3OCH3
+ CO
沸石
O
ǁ CH3COCH3
➢ 上述电化学反应所产生的电流由 集流板放出
18
(2) FC电极催化剂、电解质及常用燃料
FC电极催化剂的作用
阴极与燃料进行氧化反应、阳极与O2进行还原反应
常用电极催化剂
① 贵金属电极:Pt、Ru、Pd、Au、及Ag等 ② 合金电极:Pt-Ru、Pt-Sn、Pt-Mo和Pt-Ni等 ③ 镍基电极:Ni-Cr、Ni-Al等 ④ 钨基电极:Pt-WC等 ⑤ 复合氧化物电极:钨钙钛矿型复氧化物、尖晶石型复氧化物等
第一代生物质燃料:生物乙醇和生物柴油
➢ 以粮食、油脂为原料
第二代生物质燃料:燃料油
➢ 以生物质(纤维素、木质素等)为原料 ➢ 采用生物质裂解油加氢脱氧制得油品 ➢ 或先通过水解或加氢反应制得生物质平台化合物(甲醇、
ZSM-22分子筛的合成及其影响因素
ZSM-22分子筛的合成及其影响因素汪亚涛;徐军;陈宜俍【摘要】以1,6-己二胺(DAH)为模板剂,硫酸铝为铝源,采用动态及静态合成法,分别以正硅酸乙酯、白炭黑、硅胶为硅源,对ZSM-22分子筛的合成影响因素进行了考察,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对合成样品进行了表征.结果表明,在晶化温度为433 K、物料比n(SiO2):n(A1203):n(DHA):n(K20):n(H20)=90:1:27:27:3 600时,采用正硅酸乙酯以动态合成法及加入晶种的静态合成法均合成出了结晶度良好的ZSM-22分子筛晶体.【期刊名称】《河南化工》【年(卷),期】2011(028)009【总页数】4页(P39-42)【关键词】ZSM-22分子筛;1,6-己二胺;合成;表征【作者】汪亚涛;徐军;陈宜俍【作者单位】郑州大学化工与能源学院,河南郑州450001;郑州大学化工与能源学院,河南郑州450001;郑州大学化工与能源学院,河南郑州450001【正文语种】中文【中图分类】TQ424.25ZSM-22分子筛是一种高硅沸石,晶胞结构(Cmcm)a=1.386 nm ±0.003 nm,b=1.741 nm ±0.004 nm,c=0.504 nm ±0.002 nm,具有类似于ZSM-5、ZSM-11、ZSM-35 的5、6 和10 元环,其孔道结构为一维线性10元环椭圆形孔道,孔道直径略小于ZSM-5、ZSM-11、ZSM-35的10元环孔道,无交叉孔道[1],Thomas[2]研究发现 10 元环沸石可有效抑制齐聚、裂解及氢键转移副反应的发生,由于其独特的结构,具有中等强度的表面酸性和较高的分子选择性的ZSM-22分子筛在直链烃类异构化方面有较强的催化性能,一些重要的反应如催化脱蜡[3-4]、二甲苯异构化、芳香烃烷基化[5]、1-丁烯异构化[6]、甲醇转化烯烃[7]等均在 ZSM-22 分子筛上做了相应的研究,结果表明,ZSM-22分子筛具有较高的反应选择性和反应活性。
全结晶MCM-22分子筛催化剂的制备及其催化性能
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2024 年第 43 卷第 1 期全结晶MCM-22分子筛催化剂的制备及其催化性能王一棪,王达锐,沈震浩,何俊琳,孙洪敏,杨为民(中石化(上海)石油化工研究院有限公司,绿色化工与工业催化全国重点实验室,上海 201208)摘要:采用水热晶化法高效合成了全结晶的MCM-22分子筛催化剂,利用X 射线衍射、扫描/透射电子显微镜、NH 3-TPD 等手段对催化剂的晶体结构、微观形貌、酸性质等进行了综合表征,并考察了催化剂在苯和乙烯液相烷基化制乙苯反应中的催化性能。
结果表明,该全结晶MCM-22分子筛催化剂在160℃条件下40h 即可完成晶化,相对结晶度达到100%。
制得的分子筛为薄片层状结构,由100%活性组分组成。
晶化后的催化剂成品仍维持条状形貌,机械强度达到82N/cm ,满足工业应用需求。
将该全结晶MCM-22分子筛催化剂应用于液相烷基化反应时,在反应温度180℃、反应压力3.5MPa 、乙烯质量空速1h -1、苯与乙烯摩尔比为2.5的条件下运行1000h ,催化剂表现出良好的反应活性、选择性和稳定性,乙烯转化率接近100%,乙基选择性约99.84%,重组分含量始终维持在1000μL/L 左右。
关键词:水热;结晶;分子筛;催化剂;苯中图分类号:O643.36;TQ426 文献标志码:A 文章编号:1000-6613(2024)01-0285-07Preparation and catalytic performance of fully crystalline MCM-22zeolite catalystWANG Yiyan ,WANG Darui ,SHEN Zhenhao ,HE Junlin ,SUN Hongmin ,YANG Weimin(State Key Laboratory of Green Chemical Engineering and Industrial Catalysis, Sinopec Shanghai Research Institute ofPetrochemical Technology Co., Ltd., Shanghai 201208, China)Abstract: Fully crystalline MCM-22 zeolite catalyst was efficiently synthesized by hydrothermal crystallization method. The crystal structure, micro morphology, and acid property of the as-prepared catalyst were characterized by X-ray diffraction, scanning/transmission electron microscopy (SEM and TEM), NH 3-TPD, and so on. The catalytic performance of the as-prepared catalyst in the liquid-phase alkylation of benzene and ethylene to ethylbenzene was investigated. The results showed that the relative crystallinity of MCM-22 zeolite with ultra-thin layered structure reached 100% after 40h crystallization at 160℃. In addition, the morphology of the catalyst after crystallization remained in strip shape with 100% active component, and the mechanical strength of the catalyst was as high as 82N/cm, which fully met the requirement of industrial application. Under reaction conditions close to industrial process: temperature of 180℃, pressure of 3.5MPa, ethylene weight hourly space velocity (WHSV) of 1h -1, molar ratio of benzene to ethylene of 2.5, the as-prepared fully crystallized MCM-22 zeolite catalyst showed good catalytic activity, selectivity, and stability. The ethylene conversion and the ethyl selectivity of the研究开发DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2023-1513收稿日期:2023-08-30;修改稿日期:2023-10-16。
络合浸渍氧化镁改性MCM-22催化甲苯烷基化反应的研究
4 8
细
石
油
化
工
S PECI ALI TY PETROCH EM I CALS
第 2 9卷 第 2期 21 0 2年 3月
络 合 浸 渍 氧 化 镁 改 性 MC 2 M-2 催 化 甲苯 烷 基 化 反 应 的 研 究
付 莉萍 , 冰 , 杰, 薛 许 张卫 红 , 永 昕 李
位 数量 。在 浸 渍 过 程 中加 入 络 合 剂 , 以使 镁 离 可
采用 1本 理 学 D/ x2 0 C型 X 射 线衍 3 Ma 5 0P
射 仪进 行 XR 测 定 , u靶 , 辐 射 源 , 电压 D C K 管
4 V, 电流 1 01A, 0k 管 0 I 扫描范 围 2 T 一5。 0。 ~5 ; 在 AS 2 1 AP 0 O型 物理 吸 附分 析仪 上 进 行 B T 比 E 表 面 积 测 定 ; 用 美 国 Qu n ah o 采 a tc r me公 司 的 C e e-0 0型化学 吸 附仪对催 化 剂进行 NH。 h mB t 0 3 一 T D分析 , P 载气 为 高纯氦 气 , 流量 为 5 / n 0mL mi; 采用 德 国 B u e r k r公 司 的 TE S 2 N OR 7型 傅 里 叶
( 州大学石油化工学 院, 苏 常州 236) 常 江 11 4
摘 要 : 硝 酸镁 为 前 驱 体 , 酰 乙 酸 乙 酯 为 络合 剂 , 过 络 合 浸 渍 的方 法 制 备 不 同 负 载 量 的 Mg / M一2催 以 乙 通 O MC 2 化 剂 。在 气 相 连 续 流 动 固定 床 反 应 器 上 , 甲苯 与 碳 酸 二 甲 酯 ( MC 烷 基 化 合 成 对 二 甲苯 的 过 程 进 行 了 研 对 D ) 究 。采 用 X 射 线 衍 射 、 吸 附一 附 、 N 脱 NH。 序 升 温 脱 附 和 吡 啶 吸 附红 外 光 谱 等 手 段 对 催 化 剂 进 行 了 表 征 。 程 结 果 表 明 , 用 乙 酰 乙酸 乙酯 为 络 合 剂 , 以 有 效 的 覆 盖 分 子 筛 外 表 面 的 酸 性 , 免 其 孔 内 酸 性 受 到 影 响 , 采 可 避 催 化 剂 能 在 保 持 较 高 甲 苯 转 化 率 的 同 时 显 著 提 高 对 二 甲 苯 选 择 性 。在 反 应 温 度 30℃ 、 甲 苯 ): ( MC)= 8 ( nD 4 :1 空 速 1h 条 件 下 , Mg 负载 量 达 到 1 时 , 二 甲苯 选 择性 和 甲苯 转 化 率分 别 为 5 . 和 3 . 。 、 当 O 5 对 40 43 关 键 词 : M-2 氧 化 镁 MC 2
分子筛催化剂的发展及研究进展
分子筛催化剂的发展及研究进展摘要:分子筛是一种具有特定空间结构的新型催化剂,具有活性高、选择性好、稳定性和抗毒能力强等优点,因此,近几十年来它作为一种化工新材料发展的很快,应用也日益广泛。
特别是在石油的炼制和石油化工方面作为工业催化剂发挥了很重要的作用。
本文介绍了几种常见的分子筛及应用前景,并对分子筛的性能做了详尽的概述[1]。
关键词:分子筛;催化剂;应用;性能Development and research of the molecular sieve catalystAbstract:Zeolite is a new catalyst with specific spatial structure, with high activity, good selectivity, advantages, stability and antitoxic ability etc. Therefore, in recent decades, as a kind of new material chemical development soon, have been widely applied in. Especially as industrial catalysts in refining and petrochemical petroleum plays a very important role. This paper introduces the composition and application of molecular sieve, and the properties of molecular sieves as described in detail.Key words:Molecular sieve;catalyst;application;performance1.分子筛的发展现状所谓分子筛催化剂,就是将气体或液体混合物分子按照不同的分子特性彼此分离开的一类物质,实际上是一些具有实际工业价值且具有分子筛作用的沸石分子筛,构成沸石分子筛基本结构特征主要是硅氧四面体和铝氧四面体,这些四面体交错排列形成空间网状结构,存在大量空穴,在这些空穴内分布着可移动的水分和阳离子。
分子筛催化芳烃烷基化脱烯烃的研究
1 1 实 验 原 料 .
原料 油 , 经 白土 精 制 , 指 数 5 0 主 要 含 未 溴 0, C ~C。 长链 烯 烃 , 成 见 表 1 金 山石 油 化 工 。 的 组 ,
些后 续 的工艺 过 程产 生 不 良的 影 响 , 在 高 温 反 如
应 器 中导致结 焦 等 , 以必 须采 取 措 施 深 度脱 除 所 芳 烃产 品 中的烯烃 杂质 [ 。 1 ] 目前脱 除芳 烃 中烯烃 杂质 的方法 主要 有加氢 精制 和 白土精制 。加 氢精 制是利 用 贵金属 铂或 钯 催化 剂在 石油重 整 工艺后 , 对芳 烃 原料进行 “ 后加
土 提 高 了 4 . 。 05 关键词 : 烃 烯 芳烃 分子筛 烷基 化
中 图分 类 号 : Q4 4 T 2
文献标识码 : A
芳烃是 石 油化 工 的基 础 原料 之 一 , 化 工 产 在 品 中占有极其 重要 的地 位 。它们 生产过 程 中通常 会 含有 一定量 的烯 烃杂 质 , 括 单烯烃 、 包 二烯 烃 和 苯 乙烯等 , 这些 烯 烃杂 质 比较 容 易 聚合 形 成 胶 质 影 响芳烃 产 品的质量 ; 外 , 另 它们 的存 在还 会对 一
白土精 制是 将芳 烃 原 料 与 活性 白土 接 触 , 用 白 利 土 的吸附 作用来 达到 脱除 烯烃 杂质 的 目的口 。但 ] 是 白土容 易失 活 , 作周期 短 , 操 失活 后 的 白土 不能
工业催化第3章分子筛及其催化作用
分子筛催化剂的稳定性研究
01
热稳定性
研究分子筛在高温下的稳定性, 以评估其在高温反应中的使用寿 命。
水热稳定性
02
03
化学稳定性
研究分子筛在水热条件下的稳定 性,以评估其在实际反应中的抗 水解能力。
研究分子筛在各种化学环境中的 稳定性,以评估其在不同反应介 质中的耐受性。
05
展望与未来发展方向
提高分子筛催化剂的活性与选择性
工业催化第3章分子筛及其催化作用
目录
• 分子筛概述 • 分子筛的催化作用 • 分子筛在工业催化中的应用 • 分子筛催化剂的制备与改性 • 展望与未来发展方向
01
分子筛概述
分子筛的定义
01
分子筛是一种具有规则孔道结构 的无机晶体材料,能够根据分子 的大小和形状选择性吸附气体或 液体分子。
02
它通常由硅、铝、磷等元素构成 的骨架结构,具有均匀的孔径和 较高的热稳定性。
分子筛催化剂的改性技术
01
02
03
表面修饰
通过化学反应在分子筛表 面引入特定的官能团,以 提高催化剂对特定反应的 活性。
金属掺杂
将其他金属元素掺杂到分 子筛骨架中,以改变催化 剂的电子云分布和酸性质, 从而优化催化性能。
离子交换
通过离子交换法将碱金属 或碱土金属离子引入分子 筛,以调节催化剂的酸性 和氧化还原性质。
择形催化作用的机理是,分子筛的孔道尺寸和形状与反应物分子或产物分子的尺 寸和形状相匹配,从而实现对反应物分子的选择性吸附和催化。
分子筛的离子交换和吸附性能
离子交换性能
分子筛骨架外的阳离子可以与其他阳离子进行交换,这种性能可以用于分离和纯化金属离子。例如,在硬水软化 过程中,分子筛可以吸附水中的钙离子和镁离子,从而降低水的硬度。
分子筛催化剂研究进展讲解
分子筛催化剂及研究现状
1分子筛 2分子筛的研究现状 3几种常见的分子筛催化剂
3.1SPAO-11分子筛催化剂 3.2ZSM-5分子筛催化剂
1分子筛
分子筛(沸石)
是指一类具有骨架结构的微孔结晶性材料。微孔的 孔道尺寸与分子直径大小相当,能在分子水平上筛 分物质。 催化机理 反应物分子(尺寸小于沸石分子孔穴) 进入分子筛内 发生催化反应, 生成的产物分子(尺寸小于沸石分子 孔穴) 从分子筛孔穴流出, 从而完成催化反应。
3几种常见的分子筛催化剂
3.1SPAO-11分子筛催化剂 中孔分子筛,具有二维的非交叉的十元环椭 圆型孔,孔径0.39*0.64nm,类似于硅铝沸石, 具有某些磷铝酸盐分子筛的特性。
微波合成法,水热合成法 因其合成条件的不同表现出不同的强酸度,因此呈 现出独特的催化性能。目前已应用于裂化,加氢裂 化,芳烃和异构烷烃的烷基化,二甲苯异构化,聚 合,加氢,脱氢,烷基转移,脱烷基以及水和反应 等多种石油炼制与石油化工过程中。
3 选择重整 ZSM-5作催化剂, 采用类拟于选择重整的工艺, 可以增产芳 烃, 提高重整汽油的辛烷值。且液体产物中芳烃浓度达90% , 无需溶剂
萃取即可获得化工级芳烃,与载有不同金属的ZSM-5产生芳烃的能力对
比, 发现载锌的ZSM-5效果较好ZSM-5中锌的存在显著地改善了它的芳 构化作用。
4 苯和乙烯烷基化制乙苯 用HZSM-5或P–HZSM-5 作催 化剂, 可使苯与乙烯进行气相烷基化反应生产乙苯。在 HZSM-5中加入含磷化合物改性后可以提高乙苯的选择性 及降低催化剂的老化速。 5 甲苯和甲醇的烷基化制取对二甲苯 改性的ZSM-5 催化 剂用于甲苯与甲醇的烷基化反应, 能给出很高的对二甲苯 选择性。因此, 要提高产品中对二甲苯的浓度, 所用的 ZSM-5催化剂事先须经过适当的处理和改性。
分子筛催化剂的前沿进展
分子筛催化剂的前沿进展随着环保意识的增强,对清洁能源的不断提高,人们越来越多研究环保型催化剂。
目前,分子筛催化剂在炼油行业和化工行业都广泛应用,如催化裂化、低碳烯烃转化、芳烃的烷基化、烃类异构化、烃类芳构化、酯化反应、甲醇转化为烯烃、酮醛缩合、聚合缩合乙酰化、异构脱蜡及光催化等反应。
分子筛载体及催化剂的合成方法主要有以下几种:水热晶化法、微波辐射合成法、离子热合成法、超声波合成法、固相合成法、气相转移合成法、干胶法及软硬模板法。
分子筛具有稳定的骨架结构、可调变的孔径、较高的比表面积和吸附容量,在催化领域引起广泛的关注。
近年来,不少学者通过改变骨架元素组成、调控分子筛孔径尺寸及表面物化性质,使得分子筛品种不断增加、结构更加丰富、性能更齐全。
此外,分子筛催化剂在石油炼制、有机合成、废水处理和气体吸附与分离等方面取得了成功,反映了分子筛基催化材料具备良好的应用潜力。
1 分子筛的发展现状上世纪50 年代末发现小分子的催化反应可以在分子筛的孔道中进行,才使得这种材料得以迅速的发展。
美国的多家公司,具有代表的是Linder公司、Mobil 公司、Exxon公司、联合碳化公司(UCC模拟天然沸石的类型与生成条件,开发了一系列低硅/铝和中硅/铝的人工合成沸石,如:A,X,丫,MOR, L沸石等。
从20 世纪50 年代末进入了沸石材料发展的全盛时期,不同硅铝比的沸石得以全面开发,大大推动了沸石的应用和产业化发展。
然而,低硅铝比沸石存在热稳定性、水热稳定性差和酸强度低等缺点,阻碍了沸石的工业应用。
1961 年,Barrer R. M和Denny P J将有机季铵碱引入沸石合成体系中,合成出一批高硅沸石,并提出了模板剂的概念。
随后,大量的有机分子被用作模板剂(或结构导向剂),合成出了很多新的拓扑结构的沸石。
60 年代末期,有机碱引入沸石合成中,合成出大量的高硅铝比沸石分子筛,还得到了全硅分子筛ZSM-5、ZSM-11、ZSM-12 ZSM-34 ZSM-39 ZSM-4&这类沸石特点是保持空旷的骨架结构,具有优良的择形催化性能、较高的抗酸性、热稳定性和水热稳定性。
苯与甲醇烷基化反应的研究
物经冷却器冷凝 , 进入气液分离器。冷凝 下来 的液
相产 物经 取样 器后 即可 得 液 相 产 物 , 而 不 凝 的气 相 产物则 经 过背 压 阀和湿 式 流量计 后放 空 。
收 稿 日期 : 2 0 1 4 . 1 0 。 2 2 。
2 . 2 工 艺条件 2 . 2 . 1 空 速
第2 8卷第 1 期
2 01 5 - 01
聚 酯 工 业
P o l y e s t e r I n d u s t r y
Vo 1 . 2 8 No . 1
J a n .2 0 1 5
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 8 — 8 2 6 1 . 2 0 1 5 . 0 1 . 0 0 6
的发展 , 甲醇 的产 量s l  ̄ D l : i , 成 本 降低 , 若能使苯与 甲 醇 进行 烷基 化反 应 , 直接 合成 甲苯 和二 甲苯 , 是充 分
利 用苯 和 甲醇资 源 , 解决 了 甲苯 、 二 甲苯 紧缺 问题 的
一
个有 效途 径 。转 化 率很 低 , 仅 为
在 常压 、 4 2 0℃ 、 n ( 苯) / n ( 甲醇 )=1: 1的条件
作者简 介:刘
键( 1 9 6 5 - ) , 男, 江苏徐州人 , 高级工程师 , 工学硕 士, 从事石油化工技术工作 。
第 1 期
刘
键: 苯 与 甲醇 烷基 化反 应 的研究
1 9
下考 察 了空 速对 H Z S M- 5分 子筛 用 于 苯 与 甲醇 的烷
的催化 剂 。
表 1 不 同分 子 筛 催 化 剂 催 化 活 性 比 较
甲苯甲醇催化烷基化制对二甲苯技术研究进展
于 生 产 聚酯 , 在 合 成 树脂 、 塑料 、 医药 、 农 药 等 领域 也 有着 广泛 的应用 。近 年来 。 国 内聚酯 产业 高 速发 展. 带 动 了对 上 游 原料 P X 的需 求 。 2 0 1 2年 我 国 P X
消 费量 达 1 3 8 2万 t , 较 2 0 1 1年增 长 了 1 6 . 2 %。 全年 进 口P X达 到 6 2 8 . 6万 t .比 2 0 1 1 年增 长 了 2 6 . 2 %.
甲苯 甲醇 烷基 化 反应 可 能生 成对 二 甲苯 、 间 二
预计 到 2 0 1 5年 P T A对 P X的需求量将 达到 2 5 0 0
万 t / a 。
工业 上 P X主要 以 甲苯 、碳 九芳 烃 以及 混二 甲 苯等为原料 , 经 甲苯 与碳 九 芳 烃烷 基 转 移 、 甲苯 歧 化 、二 甲苯异 构 化等 反 应 生 产 。上 世 纪 7 0年 代 。 Y a s h i m a等 人【 1 ] 用 Y 型沸 石催 化 甲苯 和 甲醇烷 基 化 反应 , 得到 的二 甲苯 中 P X质量 分 数约 为 5 O %。 远 远 超 过 二 甲 苯 中热 力 学 平 衡 数 值 ( P X 质 量 分 数 为
文献标识码: A
文章编号: 1 0 0 1 - 9 2 1 9 ( 2 0 1 3 ) 0 6 - 6 2 - 0 5 首先 是 甲醇 在催 化 剂 活 性 中心 作 用 下质 子 化 生 成
相 应 的碳 正离 子 , 然 后 碳 正 离 子与 甲苯 作 用 。 将甲
对 二 甲苯 ( P X) 是 重要 的有 机 化工原 料 , 主要 用
基转 移 到苯 环上 。 同时 质 子又 传 回催化 剂 上的 酸 中
甲苯甲醇烷基化技术的分析与优化
甲苯甲醇烷基化技术的分析与优化王宏乐,韦鹏,刘燕 (蒲城清洁能源化工有限责任公司, 陕西 渭南 715500)摘要:文章对甲苯甲醇烷基化制备对二甲苯技术进行了分析和讨论,分析了甲苯转化率对产品收率、运行能耗及投资的影响,分析了甲醇转化率对污水排放系统的影响。
经过分析得出,甲苯甲醇烷基化技术制备对二甲苯,产品的选择性很高,非常适于生产对二甲苯。
甲苯甲醇烷基化反应产物中剧毒物质苯的含量非常少,在环境保护方面优于其他芳烃生产工艺。
关键词:甲苯;甲醇;烷基化;分析中图分类号:TQ02文献标志码:A文章编号:1008-4800(2021)15-0092-02DOI:10.19900/ki.ISSN1008-4800.2021.15.046The Analysis and Optimization about Alkylation Technology of Toluene with MethanolWANG Hong-le, WEI Peng, LIU Yan (Pucheng Clean Energy Chemical Co., Ltd., Weinan 715500, China)Abstract: The process using alkylation of toluene and methanol to produce paraxylene is analyzed. The influence of toluene’s conversionon product yields, unit energy consumption and investment are also analyzed. Otherwise, the conversion of methanol also influences the downstream waste water processing system. Alkylation technology of toluene with methano is especially suitable for paraxylene production due to the high selectivity of paraxylene in the product yields. In the product, the amount of toxic benzene is approaching to zero, so it is more environment-friendly than other technologies. Keywords: toluene; methanol; alkylation; analysis0引言由于我国芳烃资源较少,工业上采用甲苯、C9芳烃的烷基转移和甲苯歧化技术生产苯和二甲苯。
甲苯甲醇侧链烷基化反应的研究进展
甲苯甲醇侧链烷基化反应的研究进展邢飞1,于跃2袁卢春宇\辛志成\董世龙\宋兰兰^(1.临沂大学化学化工学院,山东临沂276005;2.临沂市科学技术合作与应用研究院,山东临沂276037)摘要:苯乙烯是一种重要的石油化工原料,通常采用苯和乙烯发生烷基化反应首先生成乙苯,然后乙苯脱氢制得苯乙烯。
与传统工艺相比,甲苯甲醇侧链烷基化反应具有工艺简单、流程短、能耗低和污染少等特点,因此近年来受到广泛关注。
本文对 甲苯甲醇侧链烷基化反应的催化剂选择、催化剂改性和反应机理方面进行了评述。
关键词:甲苯;甲醇;侧链烷基化;催化剂;反应机理中图分类号:TQ241.21 文献标志码:A 文章编号:1001-9219(2018)03-127-05苯乙烯是一种重要的石油化工原料,主要应用 在聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物 (ABS)、乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)树脂、不饱和聚 醋、离子交换树脂等产品的生产[1],在高分子材料中 占有重要的地位。
目前工业上通常以苯和乙烯为原 料,在催化剂的作用下通过烷基化反应制得乙苯,然后再经过催化脱氢得到苯乙烯。
该工艺流程较 长,能耗高,且易存在环境污染和设备腐蚀等问题,增加了生产成本。
利用丰富和价格相对低廉的甲 苯、甲醇为原料,通过侧链烷基化反应合成苯乙烯,反应具有工艺简单、流程短、能耗低和污染少等特 点,具有一定的工业价值。
本文对甲苯甲醇侧链烷 基化反应的反应机理和催化剂选择及改性方面进 行概述。
1催化剂的选择甲苯与甲醇在催化剂的作用下既可以发生环 烷基化反应生成二甲苯,也可以发生侧链烷基化反 应生成乙苯和苯乙烯,这主要取决于催化剂酸碱 性。
研究发现,甲苯环烷基化反应主要发生在催化 剂的酸性位上,而侧链烷基化反应则要求催化剂酸 性位和碱性位协调作用[2,3]。
Giordan。
等[4]将甲苯烷基 化反应方向性与电负性结合起来。
研究表明当平均收稿日期:2017-11-28;基金项目:临沂大学化学化工学院 2016年大学生创新创业训练计划项目(201610452159);作 者简介:邢飞(1997-),男,学士;*通讯作者:宋兰兰(1985-),女,博士,讲师,主要从事多相催化方面研究,Email: lls2008ky@。
分子筛在固体酸催化反应中的催化性质研究
分子筛在固体酸催化反应中的催化性质研究固体酸催化反应是一类重要的化学反应,被广泛应用于石油、化工、食品、医药等诸多领域。
其中,分子筛作为一种重要的固体酸催化剂,因其高催化效率、稳定性和可控性而备受关注。
本文将就分子筛在固体酸催化反应中的催化性质研究作一探讨。
一、分子筛的制备与表征分子筛是一种由硅酸盐等小分子物质通过水热合成法得到的多孔固体。
分子筛的空间结构具有高度有序性和规律性,因此其 pore size 和 pore structure 都可以通过调节晶体结构和配位离子类型等方法进行控制。
目前,合成分子筛的方法已经非常成熟,其应用也十分广泛。
分子筛的表征可以从多个方面入手,比如晶体结构、孔径、孔道功能等。
通常采用 X 射线衍射、氮气吸附、荧光光谱、傅里叶变换红外光谱等方法对分子筛进行表征。
二、分子筛的催化机理分子筛作为一种固体酸催化剂,在催化反应中扮演着重要的角色。
其催化机理主要与孔道、空间位阻和酸位等因素有关。
具体来说,分子筛的催化活性主要来源于孔道内的固体酸位和孔道外的 Bronsted 酸和 Lewis 酸位。
此外,分子筛的孔径大小和结构能够调控催化反应底物的大小、形状和组成等属性,从而影响反应的选择性和转化率。
三、分子筛在固体酸催化反应中的应用1. 烯烃异构化烯烃异构化是一种重要的烯烃转化反应,被广泛应用于石油化工领域。
分子筛作为烯烃异构化的催化剂,能够在较低的反应温度下实现高效率、高选择性的烯烃转化。
近年来,烯烃异构化的研究热点主要集中在调控分子筛孔径和催化底物的互作关系,以及利用功能化分子筛开发新型催化剂。
2. 烷基化反应烷基化反应是石油精炼中一类重要的反应,其通过烷基制备高辛烷值化合物,从而提高汽油的质量。
分子筛作为一种催化剂,在烷基化反应中具有广泛的应用前景。
研究表明,分子筛的孔径大小和催化位点的种类和分布等因素能够调控反应的转化率和选择性。
3. 合成甲醇甲醇是一种重要的化工原料,也是一种可再生清洁能源。
ZSM-22分子筛合成研究进展
ZSM-22分子筛合成研究进展霍志萍;李孝国;张耀日;裴仁彦;费亚南;孙国方;李佳;于海斌【摘要】ZSM-22是一种高硅铝比分子筛,由于特殊的孔道结构,在异构化和烷基化反应中表现出较好的选择性和催化性能,近年来备受关注.综述了ZSM-22分子筛的结构特征、合成研究进展及各种合成因素的影响.【期刊名称】《工业催化》【年(卷),期】2013(021)003【总页数】4页(P9-12)【关键词】催化剂工程;ZSM-22分子筛;水热合成;烷烃异构化【作者】霍志萍;李孝国;张耀日;裴仁彦;费亚南;孙国方;李佳;于海斌【作者单位】中海油天津化工研究设计院,天津300131;中海油天津化工研究设计院,天津300131;中海油天津化工研究设计院,天津300131;中海油天津化工研究设计院,天津300131;中海油天津化工研究设计院,天津300131;中海油天津化工研究设计院,天津300131;中海油天津化工研究设计院,天津300131;中海油天津化工研究设计院,天津300131【正文语种】中文【中图分类】TQ426.65;O643.36沸石分子筛具有独特的孔道结构、酸性、择形性以及离子交换性能,广泛应用于吸附分离、环保和石油化工等领域。
截止2012 年11 月,国际分子筛协会结构委员会已确定的沸石骨架拓扑结构类型共有206 种[1],分子筛的合成以及工业应用受到越来越多的关注。
ZSM-22 分子筛为高硅微孔分子筛,由Kokotailo G T等[2]在20 世纪80 年代首次合成。
ZSM-22 属于正交晶系,其骨架属于TON 拓扑结构[空间群为Cmcm,晶胞参数a=(1.386±0.003)nm,b=(1.741±0.004)nm,c=(0.504±0.002)nm],有类似于ZSM-5、ZSM-11、ZSM-35 的五元环、六元环和十元环结构,主孔道为仅具有十元环的一维孔道,孔口尺寸为0.44 nm×0.55 nm,与ZSM-5 分子筛(0.56 nm×0.54 nm,0.55 nm×0.53 nm)相比孔口尺寸略小,且无交叉孔道[2]。
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1 实验部分
1 . 1 催化剂制备 以1 , 6- 己二胺为模板剂, 经水热晶化法制得 Z S M- 2 2分子筛钾 型 原 粉, n ( S i O ) ∶ n ( A l O )= 2 2 3 9 0 , 经硝酸铵交换制得铵型分子筛, 5 5 0℃ 焙烧 5h , Z S M- 2 2催化剂。 即制得 H 以H Z S M- 2 2为基体, 采用浸渍法在相同条件 i O a O 下制得一系列经 S 2和 L 2 3 改性的催化剂。具 Z S M- 2 2样品, 用 体改性方法为: 称取 3g干燥的 H 计算量的正硅酸乙酯( 天津市光复精细化工研究
2 0 0 9年 1月 工业催化 J a n . 2 0 0 9 第1 7卷 第 1期 I N D U S T R I A LC A T A L Y S I S V o l . 1 7 N o . 1
精细化工与催化
Z S M- 2 2分子筛催化甲苯甲醇烷基化反应的研究
尹丽颖, 刘 靖 , 谭 涓, 尹建波, 吴 卓
( 大连理工大学化工学院 精细化工重点实验室, 辽宁 大连 1 1 6 0 1 2 ) 摘 要: 通过浸渍法对 Z S M- 2 2 分子筛进行 S i O a O 制备了一系列催化剂。采用固定床 2和 L 2 3 改性, S M- 2 2 、 S i O a O S M- 2 2 微型连续流反应器对催化剂的反应性能进行了评价。考察了 Z 2和 L 2 3 改性 Z 对甲苯甲醇烷基化反应性能的影响。实验发现, Z S M- 2 2催化甲苯甲醇烷基化反应的产物中, 对 二甲苯的选择性远高于间位和邻位异构体的选择性, 而改性后的催化剂上目标产物对二甲苯的选 择性得到提高, 但反应活性下降。随 S i O a O 甲苯的转化率逐渐降低, 对二甲 2和 L 2 3 负载量的增加, a O i O a O 苯选择性逐渐提高, 其中, 以L 2 3 改性后对二甲苯选择性提高较明显。 S 2和 L 2 3 复合改性 后, 甲苯的转化率高于 L a O 而对二甲苯选择性与 L a O 并 2 3 单独改性的结果, 2 3 单独改性结果相近, 且, 二甲苯的选择性略有提高。 关键词: 催化化学;Z S M- 2 2分子筛;甲苯甲醇烷基化;对二甲苯 中图分类号: T Q 4 2 6 . 9 4 ; O 6 4 3 . 3 6 文献标识码: A 文章编号: 1 0 0 8 1 1 4 3 ( 2 0 0 9 ) 0 1 0 0 4 8 0 6
4 0 0~ 4 7 5 )℃。反应流出物冷却收集后, 采用上 度( C- 7 8 9 0 F型气 海天美科学仪器有限公司生产的 G 相色谱仪分析,F I D归一法处理数据。
2 结果与讨论
2 . 1 反应条件 2 . 1 . 1 反应温度
- 1 - 1 流速 2 5m L ·m i n , 空速( 4 . 0~ 1 2 . 0 )h , 反应温
研究发现, 1 0元环孔道结构和中等
[ 2 ]
强度酸性的分子筛催化剂在烷基化反应中表现出较 u m a r R等 高的对位选择性和反应活性。K 研究了 H Z S M- 5和 Z S M- 2 2分子筛催化甲苯甲基化反应 Z S M- 5的反应活性高于 Z S M- 2 2 , 的性能, 发现 H 但对位选择性 Z S M- 2 2则高于 H Z S M- 5 。许多研 究者对甲苯甲醇烷基化反应进行了研究, 其中多以 S M- 5分子筛为催化剂。改性方法有预沉积 改性 Z 炭 性
2 0 0 9年第 1期 尹丽颖等: Z S M- 2 2分子筛催化甲苯甲醇烷基化反应的研究
4 9
利用率较低, 生产成本较高。采用甲苯与甲醇烷基 化反应合成对二甲苯的方法具有甲苯利用率高、 产 物易于分离、 原料甲醇的成本低廉并且产物中苯的 含量低等优点, 具有良好的工业开发价值。 Z h uZ等
( S t a t eK e yL a b o r a t o r yo f F i n eC h e m i c a l s ,S c h o o l o f C h e m i c a l E n g i n e e r i n g , D a l i a nU n i v e r s i t yo f T e c h n o l o g y , D a l i a n1 1 6 0 1 2 ,L i a o n i n g , C h i n a ) A b s t r a c t :Z S M 2 2z e o l i t ec a t a l y s t sm o d i f i e dw i t hd i f f e r e n t c o n t e n t so f S i O r L a O e r ep r e p a r e db y 2o 2 3w x y l e n ew a s c a r r i e do u t o v e r t h e s ec a t a i m p r e g n a t i o nm e t h o d .M e t h y l a t i o no f t o l u e n ew i t hm e t h a n o l t op l y s t s b ym e a n s o f af i x b e df l o wr e a c t o r .T h er e s u l t s s h o w e dt h a t s e l e c t i v i t yt op x y l e n ew a s h i g h e r t h a n m a n do i s o m e r s o v e r Z S M 2 2c a t a l y s t s .T h em o d i f i e dc a t a l y s t s e x h i b i t e dh i g h e r s e l e c t i v i t yt op x y l e n e x y l e n e b u t l o w e rt o l u e n ec o n v e r s i o nt h a nZ S M 2 2 . T o l u e n ec o n v e r s i o nd e c l i n e dw h i l es e l e c t i v i t yt op i n c r e a s e dw i t hS i O rL a O o n t e n t . Z S M 2 2c a t a l y s t sm o d i f i e db yL a O a dt h em o s tr e m a r k a b l e 2 o 2 3 c 2 3 h O n dS i O o m b i n e dw a s h i g h e r i n c r e a s ei ns e l e c t i v i t y . T o l u e n e c o n v e r s i o no v e r Z S M 2 2m o d i f i e db y L a 2 3a 2c t h a no v e r t h o s e m o d i f i e ds o l e l y b y L a O ,w h i l e s e l e c t i v i t y t o p x y l e n e w a s c o m p a r a b l e i nb o t hc a s e ,w i t h 2 3 s l i g h t i n c r e a s ei ns e l e c t i v i t yt ox y l e n e . K e yw o r d s :c a t a l y t i cc h e m i s t r y ;Z S M 2 2z e o l i t e ;t o l u e n em e t h y l a t i o n ;m e t h a n o l ;p x y l e n e C L Cn u m b e r : T Q 4 2 6 . 9 4 ; O 6 4 3 . 3 6 D o c u m e n t c o d e : A A r t i c l e I D : 1 0 0 8 1 1 4 3 ( 2 0 0 9 ) 0 1 0 0 4 8 0 6 主要用 对二甲苯是合成聚酯纤维的重要原料, 于对苯二甲酸和对苯二甲酸二甲酯的生产。近年 来, 随着聚酯产品生产能力的不断扩大, 对二甲苯的 需求量逐年增加。而传统的甲苯歧化生产工艺和二 甲苯异构化工艺得到的对二甲苯在所有二甲苯异构 4 %, 并且异构体之间沸点接 体中的平衡浓度约占 2 近, 分离条件苛刻, 对设备要求高。在甲苯选择性歧 化反应中, 2m o l 甲苯生成 1m o l 的对二甲苯, 甲苯
Me t h y l a t i o no f t o l u e n ew i t hme t h a n o l o v e rZ S M 2 2z e o l i t ec a t a l y s t s
Y I NL i y i n g , L I UJ i n g ,T A NJ u a n ,Y I NJ i a n b o ,W UZ h u o
收稿日期: 2 0 0 8- 0 4- 2 9 作者简介: 尹丽颖, 1 9 8 2 , 女, 内蒙古自治区人, 在读硕士研究生, 主要从事催化化学方面的研究。 通讯联系人: 刘 靖, 男, 硕士生导师, 副教授。E m a i l : l i u j i n g @c h e m . d l u t . e d u . c n
[ 3 ]
、 化学气相沉积
[ 4 - 6 ]
、 化学改性
[ 1 2 ]
[ 7 - 9 ]
、 水热改Leabharlann [ 1 0 - 1 1 ]
和杂原子同晶取代
等, 其目的是缩小孔
径, 降低外表面酸性, 以实现高对位选择性。本文以 Z S M- 2 2分子筛为催化剂, 以其催化甲苯甲醇烷基 i O a O 化反应为研究对象, 并对催化剂进行 S 2和 L 2 3 改性, 考察改性前、 后Z S M- 2 2分子筛催化甲苯甲 醇烷基化反应的性能。