FeCl_3-氯代丁基吡啶离子液体催化苯与丙烯烷基化

研究了FeC l3-氯代丁基吡啶(FeC l3-[bpc])离子液体催化苯与丙烯烷基化生产异丙苯。实验结果表明,FeC l3-[bpc]离子液体经HC l改性后,在温和的反应条件下,丙烯的转化率与异丙苯的选择性得到显著改善,在20℃、0.1M Pa、反应时间5m in、苯与丙烯的摩尔比为10∶1、FeC l3-[bpc]离子液体与苯的质量比为1∶100的条件下,丙烯的转化率由改性前的83.60%提高到100.00%,异丙苯的选择性由90.86%提高到98.47%。实验中还发现,若将该反应分为两个阶段进行,将会获得很好的反应效果。第一阶段主要是烷基化反应,在低温下得到较高的丙烯转化率;第二阶段主要是烷基转移反应,通过适当升高反应温度提高异丙苯的选择性。     

苯烃化制异丙苯的催化蒸馏技术研究

采用石油化工科学研究院开发的ＡＥＢ分子筛催化剂,在小型试验装置上进行苯烃化制取异丙苯的催化蒸馏技术研究。催化蒸馏塔采用自行开发的新型高效构件,该构件具有传质阻力小、压降低、操作弹性大等优点。经过２５０ｈ连续试验,找出了理想的操作参数和工艺实现方式。在进料苯丙烯摩尔比１∶１,丙烯空速０．４～３．０ｈ－１的条件下,丙烯的转化率达９９％以上,异丙苯选择性大于９０％。     

液相法合成异丙苯中试的研究

建立了 40 0t/a液相法合成异丙苯的中试装置 ,考察了空速、温度、循环比、苯烯摩尔比、丙烷等工艺条件对反应的影响。经过累积 60 0 0h以上的连续运行 ,结果表明 ,液相法合成异丙苯的中试流程设计合理 ,操作运转平稳 ,证明以改性β沸石FX -0 1为催化剂的液相法合成异丙苯工艺可行 ,其适宜的工艺条件为温度 160～ 180℃、压力3 0MPa、液相质量空速 4h- 1 、进料苯烯摩尔比 6、循环比 4～ 6。     

氯铝酸离子液体催化苯与氯乙烷合成乙苯

以氯铝酸离子液体([Et3NH]Cl-AlCl3)为催化剂,催化苯与氯乙烷烷基化反应合成乙苯,考察了反应投料方式、原料配比、反应温度、反应时间和[Et3NH]Cl-AlCl3用量对烷基化反应的影响,并对比了[Et3NH]Cl-AlCl3和AlCl3的催化效果。实验结果表明,在间歇式和半间歇式两种投料方式下,最佳反应条件均为:反应温度70℃,n(苯)∶n(氯乙烷)=(8.0～10.0)∶1,催化剂用量为原料总质量的10%,反应时间20～30 min;半间歇式反应的苯转化率和乙苯选择性均高于间歇式反应,半间歇式反应的苯转化率可达到9.48%,乙苯选择性为93.65%;[Et3NH]Cl-AlCl3的催化活性明显高于AlCl3。     

异丙苯合成反应体系的热力学分析

利用矩阵理论确定了异丙苯合成反应体系的独立化学反应和依赖化学反应,利用热力学原理建立了反应体系中独立化学反应的焓变与Gibbs自由能变化与反应温度的关系,计算了体系中独立化学反应在不同温度下的平衡常数,计算了在0.1 MPa下,不同温度下体系中独立化学反应的平衡转化率与反应物物质的量的关系,分析了异丙苯与正丙苯这一依赖反应的化学平衡,发现反应温度的提高有利于异丙苯向正丙苯转化,因此,降低反应温度有利于降低体系中正丙苯的浓度,提高异丙苯的产品质量。     

均三异丙苯合成的研究

 采用烷基化法合成均三异丙苯。对离子液体催化剂进行筛选,对苯与丙烯在离子液体催化下合成三异丙苯的烷基化反应工艺条件进行考察,采用过烷基化方法提高反应产物的n(均三异丙苯)/ n(偏三异丙苯),通过精馏方法提纯均三异丙苯。结果表明,较好的离子液体催化剂为2AlCl3/Et3NHCl;确定的较好的反应条件为：离子液体体积分数为10%,反应温度为50℃,丙烯用量为3.50mL/s。     

N-单烷基苯胺的合成

实验以苯胺、三乙胺、正溴丙烷、季铵盐、季鏻盐等为原料,苯胺与卤代烃烷基化在季铵盐离子液体催化下高选择性合成N-单烷基苯胺。考察了离子液体种类及用量、反应温度、三乙胺用量、苯环上的取代基性质等因素对反应的影响。实验结果表明,以四丁基氯化铵(TBAC)为催化剂,n(苯胺):n(TBAC):n(三乙胺)=20:1:40,反应温度60℃,不同取代基的苯胺N-单烷基化反应转化率大于80%,选择性大于85%,离子液体可回收并重复使用。     

丙烯和苯液相烷基化反应中分子筛性能的研究

对丙烯和苯液相烷基化反应中的几种分子筛的性能进行了比较研究。结果表明,MCM-56分子筛催化剂烷基化反应稳定性及产物选择性明显优于Y、β分子筛催化剂。MCM-56分子筛催化剂更能适应低温反应和低苯烃比反应,推荐工艺条件为:温度130～145℃、压力2 5MPa、n(苯)/n(烃)=2～3、丙烯空速0 8～1 0h-1。     

Friedel-Crafts Alkylation of Benzene with 1-hexadecene in Ionic Liquids Prepared In Situ

Abstract

Hexadecylbenzene was prepared by the alkylation of benzene with 1-hexadecene in ionic liquids prepared by in-situ method. Gas chromatography (GC) and gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS) were used as the evaluation method for alkylation technology. The influences of the type and acidity strength of catalysts, molar ratio of benzene to alkenes, reaction temperature and time, recycling use of catalysts on conversion for alkenes, selectivity for mono-alkylbenzene, and distribution of isomers were investigated. Under the optimum reaction condition, 100% of conversion and selectivity were both obtained, and the selectivity for m-isomers (with benzene rings located at the middle positions along the alkyl chains) achieved 50.63%. The acidity strength had significant influence on the distribution of isomers.     

负载离子液体合成十二烷基苯

以载体硅胶(SiO2)负载氯铝酸盐室温离子液体[BMIM]Cl-AlCl3,通过改变负载工艺,制得不同的负载离子液体催化剂用于合成十二烷基苯。在间歇操作条件下,考察了反应温度和负载离子液体的加入量对1-十二烯转化率和2-位异构体选择性的影响。结果表明,1-十二烯的转化率随负载离子液体加入量的增加和反应温度的升高而增加,产物中2-位异构体的选择性随反应温度的升高而降低。与同类未负载离子液体催化剂的性能相比,采用负载离子液体作为催化剂,2-位异构体的选择性从39.1％提高到52.5％。     

离子液体合成长链烷基苯

以常压下合成的氯代1-丁基-3-甲基咪唑氯铝酸盐([BMIM]Cl-AlCl3)离子液体作催化剂,通过正交实验考察其对苯与正十二烯的烷基化反应性能,研究了温度、苯/烯摩尔比和离子液体量等反应条件对转化率和2-位异构体选择性的影响。与传统催化剂相比,降低了反应温度、苯/烯摩尔比和催化剂用量。离子液体在25℃、AlCl3/正十二烯摩尔比为0.07、苯/烯摩尔比等于8时就具有很高的催化活性。     

苯和乙烯液相烷基化合成乙苯的研究及其新工艺的开发

报道了苯和乙烯在ＡＥＢ型分子筛催化剂上进行液相烷基化反应合成乙苯的研究开发结果。通过研究反应温度、压力、苯／惭烯摩尔比及空速等反应条件对烷基化反应过程的影响,确定了适当的反应条件。进行了苯和乙烯液相烷基化的２０００ｈ活性稳定性试验,乙烯转化率、乙苯选择性、惭基化选择性分别平均为１００％、９４．５％和９９．０％。进行了苯和多乙苯液相烷基转移反 的２０００ｈ活性稳定性试验,二乙苯转化率、多乙苯转化率、     

H~+改善后的离子液体催化的苯与乙烯烷基化

以H+改进后的FeCl3/[bmim]Cl离子液体为催化剂,考察了离子液体催化剂中加入质子酸前后对苯与乙烯烷基化反应的影响,结果表明:离子液体中加入质子酸后,其酸度增加,离子液体的催化活性提高。酸性的离子液体具有较高的活性与选择性,并且催化剂可以循环使用,而活性基本没有降低。在优化的反应条件下,乙烯的转化率近100%,乙苯的选择性大于98%。     

分子筛催化剂上二异丙苯的择形催化裂化

通过比较4种不同类型的分子筛 HY,Hβ,HZSM-22,HZSM-5,确定了HZSM-5分子筛对二异丙苯择形催化裂化反应具有良好的性能;同时考察了 HZSM-5分子筛的粒径对二异丙苯择形催化裂化反应的影响,确定了纳米 HZSM-5分子筛对该反应的选择裂化性能最好。考察了反应温度和质量空速对二异丙苯择形催化裂化反应的影响,实验结果表明,在反应压力0.1 MPa、反应温度380℃、质量空速6 h~(-1)的条件下,纳米 HZSM-5分子筛上对二异丙苯的裂化率为93.23%,产物二异丙苯中间二异丙苯的选择性为94.20%,间二异丙苯的收率为75.68%。并经实验发现,用质量分数为0.1%的 La 改性纳米 HZSM-5分子筛可提高 HZSM-5分子筛择形催化裂化二异丙苯反应的稳定性。     

催化精馏反应器新型内构件的研究Ⅱ.合成异丙苯

为了证实催化精馏反应器新型内构件的实用性 ,以丙烯与苯烷基化合成异丙苯为模型反应进行了热态试验研究。结果表明 ,这种新型的催化精馏塔结构不仅具有催化剂装卸方便、催化剂装填量大、床层压降低以及操作范围大等优点 ,而且可在高苯空速和低苯烯比的条件下取得高转化率、高选择性的反应结果 ,各项指标均大大优于固定床鼓泡反应器。从单位体积反应器生产能力进行比较 ,新型催化剂装填方式是固定床鼓泡反应器的 4倍以上。     

CuCl改性对FeCl_3-氯化丁基甲基咪唑离子液体催化烷基化反应性能的影响

将FeCl3-氯化丁基甲基咪唑(FeCl3-bmimCl)离子液体中加入少量CuCl改性后,用于催化苯与乙烯的烷基化反应。实验结果表明,在45℃、3.0MPa、苯与乙烯摩尔比10、反应时间2h的条件下,乙烯的转化率由改性前的89%增加到改性后的99%,乙苯的选择性由改性前的95%增加到改性后的99%。利用Raman光谱、快速原子轰击(FAB)和核磁共振氢谱(1HNMR)方法,对改性离子液体改善催化烷基化效果的原因进行研究。研究结果表明,改性后离子液体中主要的阴离子仍然是Fe2Cl-7,但形成的络合阴离子Fe3Cl11Cu-的电荷分布宽,成为不同种类正碳离子的良好接受体,从而改善了H+传递反应的活性,使其具有较高的催化活性和选择性。     

高压液相喷射反应器内合成2,6-二异丙基苯胺的工艺研究

通过Aspen-Plus软件对釜式反应器内苯胺与丙烯的气液平衡进行模拟,并对釜式反应器与高压液相喷射反应器(LJR)内苯胺与丙烯烷基化反应合成2,6-二异丙基苯胺(DIPA)进行了实验对比,分析了DIPA收率低的原因。在LJR内考察了反应温度、反应压力、反应时间和液体循环速率对烷基化反应的影响。实验结果表明,在相同反应条件下,在LJR内苯胺转化率和DIPA的选择性均比釜式反应器内高20%以上;在反应温度300～310℃、反应时间6～8 h、液体循环速率10～12次/h的条件下,苯胺的转化率大于80%,DIPA的选择性大于40%。在设备允许的情况下,应尽可能提高反应过程的压力。     

异丙苯裂化反应路径及苯生成影响因素分析

在催化裂化反应条件下，研究了异丙苯主要裂化反应路径以及反应过程中反应温度和分子筛类型对苯产率和选择性的影响规律。结果表明，异丙苯裂化中的主要反应为脱烷基反应和侧链质子化裂化反应，苯主要来自异丙苯的脱烷基反应；高温和择形分子筛有助于提高异丙苯裂化生成苯的产率和选择性；在反应温度为550℃、质量空速为8h-1、剂油质量比为6的条件下，异丙苯在择形分子筛催化剂上裂化生成苯的产率和选择性分别可达40%和55%以上。     

负载磷钨酸催化苯与乙烯液相烷基化

以负载磷钨酸为催化剂 ,考察催化剂预处理温度、反应温度、原料苯中溶解水量、苯烯摩尔比和苯进料质量空速对苯与乙烯液相烷基化反应的影响。实验表明 ,负载磷钨酸的催化活性和预处理温度密切相关 ,在 2 10℃预处理时 ,催化活性最高 ;负载磷钨酸在 14 0℃以上 ,具有很高的催化活性和很好的乙苯选择性。在优化的反应条件下 ,乙烯的转化率为 10 0 % ,乙苯的选择性大于 90 % ,乙基化的选择性大于 98%。     

离子液体催化苯与己烯的烷基化反应

以FeCl3-[bmim]Cl(三氯化铁-氯化丁基甲基咪唑)离子液体为催化剂,考察了离子液体催化剂的酸度、原料中水含量、苯和己烯的摩尔比及加入一定量质子酸对苯与己烯烷基化反应的影响。实验结果表明,离子液体的催化活性与其酸强度密切相关,只有在酸性条件下,离子液体对烷基化反应才有催化活性。酸性离子液体具有很高的催化活性和很好的烷基苯选择性,并且可以循环使用,活性基本没有降低。在优化的反应条件下,己烯的转化率达99 5%以上,烷基苯的选择性达到99%以上。