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《中国科学院研究生院(大连化学物理研究所)》 2005年
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异丁烷与丁烯烷基化的固体酸催化剂及工艺研究

何盛宝  
【摘要】:异丁烷与丁烯烷基化是生产高辛烷值汽油的有效方法。开发新一代无污染的固体酸烷基化催化剂,备受石化企业的关注。本论文研究杂多酸及分子筛两类固体酸催化剂的烷基化性能及其相关工艺,具有实际应用和理论意义。 研究负载杂多酸催化剂的酸性及烷基化性能的结果显示,该类催化剂的三甲基戊烷(TMP)选择性较低,不适于异丁烷与丁烯的烷基化反应。以正丁烷骨架异构化研究杂多酸的酸性与其反应性能的关系表明,原料中加入1.6%水蒸气,可提高催化剂的活性和稳定性,归结为适量水蒸气的加入,可维持杂多酸合适的结晶水含量,能使催化剂在较长时间保持反应所需的强酸、尤其是超强酸中心。 着重研究了低温(80℃)液相条件下Beta分子筛催化剂的烷基化反应性能,较高的烷烯比和适当的反应压力能够增加Beta分子筛催化剂的稳定性;同固定床相比,浆态床有利于提高Beta分子筛催化剂的TMP选择性和反应稳定性。 采用柠檬酸溶液对Beta分子筛催化剂进行改性,明显提高了催化剂的稳定性。氮气等温吸附、XRD、NH_3-TPD和Py-IR等测试表明,用柠檬酸溶液对Beta分子筛催化剂进行适当处理后,可以保持Beta分子筛原有的晶体结构;能够增加催化剂的比表面积和孔体积,以0.25 mol/l柠檬酸溶液处理2h时,可得到最大的表面积和孔体积;并能调变催化剂的酸性,尤其可以提高B酸/L酸的比值,特别是增加中等强度B酸在总B酸中的含量。上述研究具有一定的创新性。 从积碳、孔结构和酸性等方面研究Beta分子筛催化剂的失活原因,认为催化剂的失活主要是由生成的长链异构烷烃和少量烷基芳烃堵塞分子筛孔道、并覆盖部分中强酸中心引起的。空气处理方式是对失活Beta分子筛催化剂进行再生的有效方法。通过本论文的研究,对杂多酸和分子筛催化剂的烷基化性能有了进一步认识,能对今后开发固体酸的碳四烷基化催化剂有所帮助和借鉴。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(大连化学物理研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TQ426.8

【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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10 刘可慰;生物乙醇流化床脱水制乙烯的磷钨酸改性催化剂研制及其工艺优化[D];福建师范大学;2010年
【同被引文献】
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【二级引证文献】
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【二级参考文献】
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9 陈江波;高压下规整填料塔的计算传递和传质性能[D];天津大学;2006年
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10 李国芝;离子液体用于烷基化反应及其工艺条件研究[D];大庆石油学院;2004年
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