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《北京化工大学》 2011年
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苯与氯乙烷烷基化制乙苯的研究

王莉  
【摘要】:苯的乙基化是制备乙苯的主要方法,工业上大多采用乙醇或乙烯为烷基化剂,在固体酸催化作用下直接烷基化,但较少有用氯乙烷为烷基化剂与苯烷基化反应制乙苯,因此论文分别以氯铝酸型离子液体、HZSM-5及改性HZSM-5沸石分子筛为催化剂,开展了苯与氯乙烷烷基化制乙苯反应的研究,并将性能评价和物化表征相结合,对催化剂的催化性能差异进行了探讨。 论文首先以氯铝酸型离子液体为催化剂(盐酸三乙胺为阳离子),对苯与氯乙烷烷基化制乙苯的反应条件从阴离子种类、加料方式、n(AICl3) /n ([Et3NH]Cl)、反应温度、n(苯)/n(氯乙烷)、离子液体用量、反应时间及离子液体的重复使用性等方面进行了系统的考察。结果表明,加料方式对苯转化率及乙苯选择性有影响,在相同的反应条件下,第Ⅱ种加料方式与第Ⅰ种加料方式相比,所得的苯转化率和乙苯选择性较高。反应温度升高,苯转化率升高,乙苯选择性降低;增加n (AICl3) /n ([Et3NH]Cl)、n(苯)/n(氯乙烷)、离子液体用量,有利于提高乙苯的选择性。在适宜的反应条件下,离子液体用量为苯和氯乙烷总质量的10%,n (AICl3) /n ([Et3NH]Cl)为2,反应温度为70℃,n(苯)/n(氯乙烷)为10,反应时间30min,苯的转化率达到9.48%,乙苯的选择性达到93.65%,离子液体循环使用10次后仍能基本保持新鲜催化剂的性能,对于使用过的催化剂,通过补加AICl3的方法可恢复催化剂的活性,反应过程中只有少量的二乙苯以及极少量的三乙苯,未有二甲苯异构体生成。 其次,论文以HZSM-5为催化剂,系统的考察了苯与氯乙烷烷基化制乙苯的反应条件。结果表明,以硅铝比为25的HZSM-5为催化剂催化反应的适宜反应条件为:反应温度300-340℃,7n(苯)/n(氯乙烷)为8-10,质量空速为4-6 h-1,在此条件下,催化剂催化苯与氯乙烷烷基化制乙苯具有较好的催化活性。 最后,以硼、磷、镁改性的HZSM-5(硅铝比25)为催化剂,在相同的反应条件下,即反应温度320℃,,n(苯)/n(氯乙烷)为10,质量空速为4 h-1,催化的苯与氯乙烷烷基化反应苯转化率均比未改性前降低,乙苯选择性均得到提高,负载5%硼,乙苯选择性可达99.27%,磷的负载量为3%时,乙苯选择性为97.92%,负载1%镁,乙苯的选择性为96.98%。结合性能评价和XRD、TPD、红外吡啶、BET等表征手段,发现改性后的HZSM-5沸石分子筛总酸量均较未改性前有所下降,酸强度也有所减少,比表面积和孔容均变小,说明分子筛催化剂的表面酸性是影响苯转化率和乙苯选择性的主要因素。
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ241.1

【引证文献】
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