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《探究甲基萘與甲醇烷基化反應(yīng)合成2,6-二甲基萘的研究》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文甲基萘與甲醇烷基化反應(yīng)合成2,6-二甲基萘的研究姓名:白雪峰申請學(xué)位級別:博士專業(yè):化學(xué)工藝指導(dǎo)教師:胡浩權(quán)20050701大連理工大學(xué)博士論文摘要甲基萘(MN)與甲醇(ME)烷基化合成2,6一二甲基萘(2,6.DMN)是具有開發(fā)前景的工藝路線之一。在烷基化反應(yīng)過程中,利用沸石催化劑的擇形性可使2,6一DMN的選擇性高于其熱力學(xué)平衡濃度,但反應(yīng)的低轉(zhuǎn)化率、催化劑的低穩(wěn)定性制約了本路線的應(yīng)用。本文通過考察不同沸石催化劑和不同溶劑對MN與ME烷基化反應(yīng)中MN的轉(zhuǎn)化率和2,6.DMN選擇性的影響,確定H
2、ZSM一5沸石和HB沸石為適宜的催化劑,均三甲苯為適宜的溶劑。以混合甲基萘(0【.MN/13一MN為1/3)替代13-M-N為原料,可以降低原料成本,提高催化劑活性。對HZSM一5沸石,考察了HZSM一5硅鋁比、反應(yīng)溫度、空速以及原料中MN、ME和均三甲苯(TMB)的摩爾比(MN/ME/TMB)對烷基化反應(yīng)的影響,確定了Si02/A1203為38的HZSM一5沸石為適宜催化劑,反應(yīng)溫度460℃、重量空速(WHSV,以MN計)O.5h一、ME/MN/TMB原料比0.6/l/3為適宜的反應(yīng)條件。對具有較大孔徑的HB沸石,分別
3、采用了M92+、Zn2+、C02+和Ce升離子交換,H3803和H3P04浸漬以及正硅酸乙酯化學(xué)液相沉積等方法對HB沸石進(jìn)行改性,以改善其催化MN與ME烷基化性能。實驗結(jié)果表明,M92+和Zn2+離子交換改性,可以提高M(jìn)N烷基化轉(zhuǎn)化率60%以上;正硅酸乙酯液相沉積改性,可以提高2,6一DMN選擇性30%以上。弱酸中心數(shù)為催化甲基萘與甲醇烷基化反應(yīng)的催化活性中心,而強(qiáng)酸中心則會增加副反應(yīng)發(fā)生的幾率,加速催化劑的失活。針對HZSM.5沸石在烷基化反應(yīng)過程中易積炭的問題,探索了超臨界反應(yīng)條件對HZSM.5沸石催化MN與ME烷基
4、化反應(yīng)性能和催化劑穩(wěn)定性的影響,發(fā)現(xiàn)超臨界反應(yīng)條件下MN轉(zhuǎn)化率為常壓反應(yīng)時的3-4倍,催化劑的壽命延長30倍以上;當(dāng)催化劑末完全失活時,超臨界流體可以使催化劑的活性得到恢復(fù);通過對常壓(氣相)和超臨界條件烷基化反應(yīng)產(chǎn)物的GC。MS、1HNMR分析以及對常壓(氣相)和超臨界條件烷基化反應(yīng)后催化劑進(jìn)行比表面積、NH3.TPD、Py—IR、XRD、IR、SEM和TG等分析表征,探討了超臨界反應(yīng)條件提高M(jìn)N轉(zhuǎn)化率和催化劑穩(wěn)定性的機(jī)理。關(guān)鍵詞:甲基萘;2,6.二甲基萘;烷基化;超臨界:HZSM-5沸石;t/13沸石,改性甲基萘與甲
5、醇烷基化反應(yīng)合成2,6-二甲基萘的研究AlkylationofMethylnaphthaleneandMethanoltoSynthesize2,6-DimethylnaphthaleneAbstractAlkylationofmethylnaphthalene(MN)andmethanol(ME)overzeolitesisoneofthemoreforegroundprocessestoprepare2,6一dimethylnaphthalene(2,6一DMN).Theshape--selectivepropert
6、yofzeolitescanmakeitpossibletosynthesize2,6--DMNwithmuchhigherselectivitythanitsthermodynamiccomposition,whereasthemainproblemsinsuchprocessarelow3-MNconversion,andeasilydeactivationofcatalystforcokingonthecatalystsurface.。Inthispaper,theeffectofzeolitecatalystsa
7、ndsolventsonalkylationofMNandMEwasinvestigated.ItwasfoundthatHZSM一5andHOzeolitesaresuitablecatalystsand1,3,5-trimethylbenzene(TMB)isasuitablesolvent.WhenthemixedMN(withamolarratioofa-MN/13一MNbeing1/3)isusedintheplaceofB—MN,thecostoffeedstockwilldropandtheactivity
8、ofcatalystsbeimproved.ForHZSM一5,theeffectsofmolarratioofS102/A1203,reactiontemperature,spacevelocity(WHSV)andthemolarratioofMN,MEandTMBonalkylationreactionwere