HF/USY催化剂催化十六碳烯与苯烷基化的研究

采用负载氢氟酸的USY分子筛作为催化剂,对苯和十六碳烯烷基化反应合成十六烷基苯进行了实验研究。使用微型固定床反应器,在反应压力2.5 MPa,苯烯摩尔比10∶1的条件下考察了催化剂组成、反应温度、空速对催化剂性能的影响以及催化剂的稳定性和再生性。研究结果表明,在氟的负载质量分数为3.0%、130℃、空速为3.0 h-1时,十六碳烯的转化率为99.15%,十六烷基苯的选择性为97.03%。HF/USY催化剂具有较好的催化活性和稳定性。     

HF/USY催化合成长链烷基苯的研究

对USY分子筛进行了HF改性。XRD表征结果表明,改性后的催化剂基本保持了原有USY分子筛的晶型结构,并且分子筛与HF部分发生作用。选择3种结构和孔径大小不同的分子筛催化剂USY、HY和HPWA/SiO₂-Al₂O₃,在相同反应条件下,以苯和十六碳烯为原料考察了烷基化反应性能,并分别考察了催化剂对苯与十四碳烯、十六碳烯以及十八碳烯烷基化反应的催化性能。结果表明,HF/USY催化剂对苯与长链烯烃烷基化反应具有良好的催化性能。     

HF/USY分子筛催化合成2-叔丁基对甲酚

以USY负载 HF为催化剂、甲基叔丁基醚（MTBE）和对甲酚为原料,在小型固定床反应器上进行合成2-叔丁基对甲酚的研究,考察了HF负载量、反应温度、空速及原料配比对反应转化率和选择性的影响以及催化剂的稳定性。结果表明,HF改性后,USY的L酸中心增加,B酸中心减少,对甲酚转化率增大。L酸中心是烷基化反应的主要活性中心。最佳反应条件为：反应温度160 ℃,HF负载质量分数1%,空速1.2 h^-1,n(MTBE):n(对甲酚)＝1.5∶1。最佳条件下,对甲酚的转化率84.4%,2-叔丁基对甲酚的选择性98.6%。催化剂使用110 h,仍保持较好的催化活性。     

USY分子筛上苯与多仲丁苯烷基转移反应

在微型固定床反应器上研究USY分子筛对苯与多仲丁苯烷基转移反应的催化性能,考察反应温度、原料配比和空速等工艺条件对反应的影响。采用NH₃-TPD、吡啶IR吸附和N2吸附-脱附等手段对USY分子筛酸性质和孔结构进行表征。结果表明,USY分子筛在烷基转移反应中具有较好的催化性能,二仲丁苯转化率为87.7%,三仲丁苯转化率为19.3%,仲丁苯选择性为91.38%,与USY分子筛的多级孔道和较多B酸位有关。多仲丁苯转化率和仲丁苯选择性随反应温度的提高而增大,原料中苯的增加可提高仲丁苯选择性,空速对二仲丁苯转化率影响较小,但对仲丁苯选择性和三仲丁苯转化率影响显著。USY分子筛上反应较适宜的工艺条件为：反应温度240 ℃,反应压力3 MPa,苯与二仲丁苯物质的量比16,二仲丁苯空速1.4 h^-1。     

P/SBA-15催化合成十六烷基苯

采用负载磷酸的SBA-15分子筛作为催化剂,以苯和十六碳烯为原料,经烷基化反应合成十六烷基苯。在微型液相固定床反应器上考察了反应温度、空速、体系压力、磷酸负载量以及苯烯摩尔比等反应条件对催化剂性能的影响。研究结果表明,磷酸的适宜负载量约为7%(质量分数),适宜反应条件为反应温度180℃、空速为2.0 h-1、体系压力为2.0 MPa和苯、烯摩尔比为10。在此条件下,十六碳烯的转化率可达到94.5%,十六烷基苯选择性可达93%。催化剂单程寿命达到120 h以上。负载磷酸的SBA-15催化剂呈现较好的催化活性和稳定性。     

响应面法分析优化苯与乙烯的烷基化反应

对改性β-分子筛催化的苯与乙烯的烷基化反应的工艺条件进行了优化。通过单因素实验确定了反应温度、空速、乙烯与苯的摩尔比的取值范围,并用响应面法(Box-Behnken设计法)确定最佳工艺参数为:反应温度154℃,空速2h-1,乙烯与苯的摩尔比1∶3。在此条件下,苯的转化率达到56.274%、乙苯的选择性达到86.592%。     

酒石酸改性USY分子筛催化甲苯与叔丁醇烷基化反应研究

采用酒石酸对USY分子筛进行改性处理,通过XRD、NH3-TPD和BET进行了表征,考察了酒石酸加入量对USY结构及催化性能的影响。实验表明,酒石酸改性后催化剂,比表面积略有下降,结晶度提高,催化性能有了大幅提升。随着酒石酸的进一步加入,分子筛比表面积降低,结晶度、酸量、酸强度先提高后下降,明显呈现了两个极值。以改性后的USY分子筛作为催化剂对反应进行了研究,每4 g USY分子筛中加入30 m L浓度为0.1 mmol/L的酒石酸时,催化剂的性能最佳,反应温度120℃,反应空速1 h-1,甲苯与叔丁醇摩尔比为2∶1,平均转化率为34.2%,选择性达到75%。     

LB-16有机硅杂化分子筛催化剂的制备及其在长链烷基苯合成中的应用

长链烷基苯(LAB)是制备合成洗涤剂烷基苯磺酸钠的主要原料,传统上LAB采用无机液体酸(HF)为催化剂将苯和长链烯烃烷基化而制得。在LAB的诸多异构体中,2-LAB因其更高的溶解性和可降解性而更受欢迎。使用低温成胶的策略,以水热合成法合成LB-16有机硅杂化分子筛催化剂,并考察其在LAB合成中的催化性能。结果表明,在反应温度190℃、空速0.2 h-1、苯烯物质的量比15∶1条件下,经过1 000 h催化试验,1-十二烯转化率大于99%,2-LAB选择性51%。LB-16有机硅杂化分子筛催化剂对苯与1-十二烯合成反应具有较好的催化活性和稳定性,同时对2-LAB具有较高的选择性,具有工业化应用前景。     

HPWA/SBA-15催化烷基化反应中微量HF助剂的作用

以HPWA/SBA-15为催化剂,研究了微量HF助剂对苯与十六碳烯烷基化反应的影响。结果表明,微量反应助剂HF对烷基化反应的促进效应明显,十六烯的转化率大幅度提高,反应物料中加入反应助剂HF的最佳质量分数0.2%,反应时间为3 h,反应温度170 ℃,此反应条件下,十六碳烯的转化率达99.20%,十六烷基苯的总选择性99.03%。     

扩孔剂对β沸石催化剂FCC轻汽油醚化性能的影响

制备了催化裂化轻汽油β分子筛醚化催化剂。在小型连续流动固定床反应装置进行了催化裂化轻汽油的醚化反应。考察了催化剂成型过程中，不同分子量和不同质量分数的聚乙二醇(PEG) 、浸渍氧化物方式、挤条成型与浸渍先后顺序对Hβ沸石的醚化反应活性影响, 同时还考察了醚化反应温度、压力、醇烯比和空速对醚化反应的影响。实验结果表明，添加质量分数为10%的扩孔剂PEG-4000成型，再共同浸渍氧化物制备的Hβ分子筛催化剂具有最佳的醚化反应活性。在最佳反应条件（温度70 ℃，压力0.8 MPa，空速1.0 h^－1,醇烯摩尔比1.0）下，叔碳烯烃转化率达到62.93%。     

氢氟酸改性USY分子筛催化合成乙基叔丁基醚的研究

以氢氟酸改性USY为催化剂,乙醇和叔丁醇为原料,合成乙基叔丁基醚(ETBE)。与未改性USY和国产强酸性阳离子树脂D005相比,氢氟酸改性USY的催化作用显著。分别考察了催化剂负载量、反应温度和反应时间等因素对醚化反应的影响。最佳操作条件为:n(乙醇)∶n(叔丁醇)=2∶1,原料质量为10 g,催化剂用量为1 g,USY分子筛上氢氟酸负载量6%,反应温度120 ℃,反应时间3 h。最佳操作条件下乙基叔丁基醚的产率为52.46%,叔丁醇转化率为55.83%,选择性为95%。     

氢氟酸改性USY分子筛催化合成ETBE反应本征动力学

以乙醇和叔丁醇为原料、氢氟酸改性USY分子筛为催化剂合成乙基叔丁基醚，建立了反应动力学模型。反应过程在钢密封间歇反应釜中进行，且消除了内、外扩散的影响。改变原料浓度和反应温度得到醚化反应本征动力学实验数据。实际动力学线性回归方程约为is_r=k_c^1.5A_c^-0．5B，频率因子A=1.4×10⁸h^-1，反应活化能Ea=72.51 kJ·mol^-1。依据L-H和R-E机理推导出的模型方程约为is_r=k_c^1.5A_c^-0．5B，频率因子A′=1.3×10⁸h^-1，活化能Ea=70.47 kJ·mol^-1。因此，可近似认为表面反应是反应的速率控制步骤。     

有机酸改性对USY分子筛晶体结构的影响

采用有机酸作为脱铝改性剂,对工业水热超稳Y型分子筛USY进行了化学改性.考察了酸的加入量、反应温度和反应时间对分子筛晶体结构的影响.结果表明,该有机酸可以起到脱除USY非骨架铝的作用,改性后分子筛的结晶度明显提升.     

硼掺杂Y分子筛的合成、改性及烯烃脱除性能研究

采用水热合成法制备了硼掺杂Y分子筛（B-Y分子筛）,并对其进行铵交换和水热处理,得到了改性B-Y分子筛（B-USY分子筛）。利用多种表征技术对B-Y分子筛及B-USY分子筛的组成、孔道结构、酸性质进行了表征,并将改性后的B-USY分子筛应用于重整生成油脱烯烃反应。结果表明：引入硼以后,Y分子筛的晶胞参数减小、相对结晶度降低、骨架稳定性下降;硼的引入促使改性过程中脱铝深度增加,并且形成连通介孔。相比于未掺杂硼的Y分子筛改性后的USY分子筛,B-USY分子筛具有丰富的连通介孔和良好的孔道扩散性能,并且保留了更多弱的B酸位点。以重整C₇⁺芳烃为原料,在反应温度为170 ℃、反应压力为1.2 MPa、空速（LHSV）为10 h^-1条件下,B-USY分子筛催化剂的单程寿命较USY分子筛催化剂提升30%。     

USY分子筛表面酸性的调变及其在催化脱除芳烃中烯烃的应用

详细论述了柠檬酸对USY分子筛的改性作用,以脱除高溴指数芳烃中烯烃的反应为例对其催化活性进行了评价。实验结果表明:0.2mol/L柠檬酸溶液酸性适宜,对分子筛的骨架铝以及非骨架铝进行了有效的脱除,脱除的铝在分子筛中以无定形的非骨架铝形式存在。柠檬酸改性过程可使分子筛的介孔面积以及介孔孔容增大,这十分有利于减缓分子筛的失活速率。柠檬酸改性过程使分子筛表面的强B酸减少,强L酸增多,这有助于减缓分子筛上积炭的生成速率。经过柠檬酸改性的USY分子筛对脱除芳烃中微量烯烃的催化效果明显高于目前工业中在用的普通白土和改性白土。再生实验说明,经3次焙烧再生后,改性分子筛的活性依然在90%以上,具有很好的可再生性。     

金属改性的FSM-16分子筛催化苯与过氧化氢合成苯酚

研究了金属改性的FSM-16分子筛在催化苯与过氧化氢合成苯酚反应中的应用,其中钒改性的FSM-16分子筛显示了较好的活性和高的选择性。当温度为323 K,反应时间为10 h,n(H2O2)∶n(C6H6)=1∶1,乙酸作溶剂,在催化剂V-FSM-16上得到苯的转化率为5.8%,苯酚的选择性为98.8%。催化剂的红外光谱和XRD的表征表明,钒进入了分子筛的骨架中。     

Hβ沸石催化合成2,6-二异丙基萘

采用高压釜对Hβ沸石催化剂的萘异丙基化催化反应性能进行评价。系统考察了溶剂用量、异丙醇与萘的物质的量比、Hβ沸石用量、反应温度及反应时间等因素对异丙基化反应的影响,优化了反应条件。实验结果表明,合成2,6-二异丙基萘(2,6-DIPN)适宜的反应条件是：溶剂十氢萘用量25 mL·（0.05 mol-萘）^-1,n(异丙醇)∶n(萘)=2.5∶1,催化剂用量15%,反应温度270 ℃,反应时间6 h,此时萘的转化率达66.41%,DIPN及2,6-DIPN的收率分别达到18.72%和3.41%,同时2,6-DIPN和2,7-DIPN的比值达到1.56。覆硅改性Hβ沸石,在基本不改变孔道性能的前提下,有效钝化其外表面酸性位,从而改善其催化萘异丙基化反应的综合性能。硅油沉积量为0.4 mL·g^-1时,萘转化率81.21%,2,6-DIPN收率7.60%,2,6-DIPN与2,7-DIPN的比值保持在1.52的较高水平。