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《磷鎂改性HZSM-5催化劑甲苯甲醇烷基化性能研究.pdf》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、化學(xué)工程師ChemicalEngineer2012年第05期文章編號(hào):1002—1124(2012)05—0050—04工程:師磷鎂改性HZSM一5催化劑:園她甲苯甲醇烷基化性能研究張立東,周博,王蕾(天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院能源化工系。天津300402)摘要:采用浸漬法制備了系列磷鎂改性ZSM一5催化劑,考察了磷鎂改性對(duì)HZSM一5催化劑甲苯甲醇烷基化反應(yīng)活性和選擇性的影響。并對(duì)其進(jìn)行了NH,一TPD,Py—IR,XRD等表征,研究了改性氧化物在ZSM一5分子篩表面的分布狀態(tài)以及其對(duì)催化劑的酸性質(zhì)
2、的影響,結(jié)果表明磷元素改性有效降低了催化劑的酸強(qiáng)度,抑制了甲苯歧化反應(yīng);MgO質(zhì)量含量低時(shí),主要以無(wú)定形狀態(tài)高度分散在分子篩外表面上,含量較高時(shí)形成結(jié)晶態(tài)MgO。MgO改性主要作用是覆蓋了催化劑外表面酸性活性中心,堵塞了孔口,提高了反應(yīng)產(chǎn)物的對(duì)位選擇性。關(guān)鍵詞:ZSM一5;甲苯;烷基化;歧化;對(duì)位選擇性中圖分類號(hào):0643.36文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AAlkylafionoftoluenewithmethanoloverHZSM-5modifiedwithphosphorousandmagnesiumZH
3、ANGLi-dong,ZHOUBo,WANGLei(DepartmentofEnergyandChemicalTechnology,TianjinBohaiVocationalTechnicalCollege,Tianjin300402,China)Abstract:AseriesofcatalystscontainingdiferentamountofphosphorousandmagnesiumhavebeenpI_e—paredbyimpregnatingZSM一5withphosphor
4、ousandmagnesiumcompoundandhavebeenusedtostudytheactiv-ityandPara—selectivityontoluenealkylationwithmethano1.NH3-TPDandPyridine-IRhavebeenusedtomea-suretheacidityofthecatalysts.ThestateofmagnesiumoxidationonthesurfaceofZSM-5catalystshasbeencharacteriz
5、edbyXRD.Wefindthatphosphorouslowerstheacidstrengthofcatalysts,suppressesthedispropor-tionationoftoluene;Highpara-selectivityhasbeenobtainedduetotheexternalactivesitesbeingcoveredandthemouthofporebeingblockedbymagnesiumoxidation.Keywords:ZSM一5;toluene
6、;alkylation;disproportionation;para-selectivity對(duì)二甲苯是合成聚酯纖維的重要原料之~,工應(yīng)、歧化和二甲苯異構(gòu)化反應(yīng)都是在酸性環(huán)境中進(jìn)業(yè)上主要是以甲苯、C芳烴及混合二甲苯為原料,行的,因此,在烷基化反應(yīng)過(guò)程中抑制甲苯歧化反通過(guò)歧化、異構(gòu)化、吸附分離或深冷分離而制得。但應(yīng)是提高甲苯烷基化效率的關(guān)鍵。烷基化反應(yīng)和甲目前生產(chǎn)技術(shù)存在諸多不足,主要為對(duì)二甲苯在c苯歧化反應(yīng)對(duì)應(yīng)于不同酸強(qiáng)度的活性中心,強(qiáng)酸和混合芳烴中含量較低(只占22.26%),工藝過(guò)程中物中強(qiáng)
7、酸中心對(duì)烷基化都有活性,而烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)只料循環(huán)處理量大,設(shè)備龐大,操作費(fèi)用高。自從70與強(qiáng)酸中心有關(guān)ll1,并且催化劑酸性越強(qiáng),越容易積年代美國(guó)Mobil公司開(kāi)發(fā)了ZSM一5沸石以來(lái),國(guó)內(nèi)碳,所以合理的控制分子篩的酸性可以很好的抑制外相繼開(kāi)展了甲苯、甲醇烷基化制對(duì)二甲苯的研甲苯的歧化反應(yīng)并且能夠延長(zhǎng)催化劑的壽命。另外究,該法的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)一次反應(yīng)即可高選擇性獲得對(duì)從分子動(dòng)力學(xué)的角度,由于對(duì)二甲苯的最小分子直二甲苯,且易于提純和分離。此外,由于甲苯、甲醇徑遠(yuǎn)小于其他兩種異構(gòu)體,其擴(kuò)散速度是其它兩種來(lái)源
8、廣,價(jià)格低廉,因而甲苯、甲醇烷基化制對(duì)二甲異構(gòu)體的103倍,若要得到較高的對(duì)位選擇性必須苯技術(shù)具有較高的研究開(kāi)發(fā)價(jià)值。增加反應(yīng)產(chǎn)物擴(kuò)散阻力,使對(duì)位產(chǎn)物優(yōu)先擴(kuò)散出分甲苯與甲醇烷基化反應(yīng)是一個(gè)苯環(huán)上的親電子篩孔道;同時(shí)要對(duì)外表面非選擇性酸性活性中心取代反應(yīng),屬于正碳離子機(jī)理。由于甲苯烷基化反進(jìn)行控制,避免擴(kuò)散出的對(duì)二甲苯在分子篩外表面上發(fā)生二次異構(gòu)化反應(yīng)。本文采用浸漬法制備了一系列不同磷鎂含量收稿日期:2012—04—11的HZSM一5催化劑,利用雙元素改性方法解決了副作者簡(jiǎn)介:張立東,男,講師,研