甲苯与甲醇烷基化制对二甲苯高稳定性催化剂的研究

发布时间：2016-12-15 04:18

  本文关键词：甲苯与甲醇烷基化制对二甲苯高稳定性催化剂的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

《大连理工大学》 2013年

甲苯与甲醇烷基化制对二甲苯高稳定性催化剂的研究

韩贺  

【摘要】：对二甲苯是一种重要的基本有机化工原料,主要用于生产对苯二甲酸和对苯二甲酸乙二醇酯,工业需求量非常大。随着石油资源的日益枯竭,对二甲苯的传统生产方法受到挑战；从非石油路线出发,以相对过剩的甲苯与来源丰富的甲醇为原料,直接高选择性合成对二甲苯是非常有价值的工艺路线。甲苯甲醇烷基化制对二甲苯工艺的研究自上世纪70年代开始在全世界范围内兴起,主要以各类分子筛为催化剂,通过调变催化剂的孔结构和酸性制备高选择性催化剂。经过长期的探索和实践,在获得高选择性催化剂方面催化工作者积累了丰富的经验。然而,以分子筛为催化剂在反应过程中不可避免会产生积炭,导致催化剂结焦失活。在如何抑制催化剂积炭过程,提高催化剂稳定性方面至今没有十分有效的方法。寻求简单、有效的方法抑制催化剂的积炭过程,提高催化剂的稳定性,成为该工艺实现工业化亟待解决的重要课题。 本文以硅磷镁复合改性的纳米HZSM-5分子筛为催化剂母体,在分析、总结前期工作的基础之上,认为催化剂积炭失活的过程可以描述为甲醇在ZSM-5的孔道内形成大分子的烃类物质,这些烃类物质成为甲醇反应的活性中心。一方而不断引入甲基,另一方面不断进行脱烷基反应形成低碳烯烃,这些烯烃是主要的积炭前驱体,极易聚合或与芳烃发生深度烷基化形成稠环芳烃堵塞ZSM-5孔道。通过制备一系列Ni改性的HZSM-5催化剂,在临氢条件下用于甲苯甲醇烷基化反应,利用Ni的加氢特性促进大分子烃类物质脱烷基反应的发生,提高甲烷的生成几率,同时对已生成的低碳烯烃进行加成反应,降低低碳烯烃的比例。抑制了积炭前驱体的产生,延缓了催化剂的积炭过程,提高了催化剂的稳定性。 考察了镍盐前驱体对催化剂反应性能的影响,发现以硝酸镍为前驱体制备的催化剂具有较好的烷基化活性和加氢活性。分析了不同镍含量对催化剂稳定性的影响,认为当镍的负载量在5%左右时催化剂具有较好的稳定性。在此基础上制备了镍硅组合改性催化剂,进一步提高了催化剂的选择性和稳定性；经长运转考察,在460℃,常压,原料质量空速为2h-1(WHSV=2h-1),氢气与原料摩尔比为2(nH2/n(T+M)=2),水与原料摩尔比为2(nH2O/n(T+M)=2),甲苯与甲醇摩尔比为6(nT/nM=6)的条件下,反应1200h,甲苯单程转化率(CT)在11-8%间,对二甲苯选择性(SPX)在94-97%间。

【关键词】：
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TQ426
【目录】：

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