MCM-22及β分子筛在苯与丙烯反应中的催化性能

本文对苯和丙烯烷基化反应中 MCM-22 和β分子筛的催化性能, 及其与催化剂酸性和孔结构的关系进行了系统的实验研究,筛选出了 性能较好的催化剂,对推动新型催化剂的工业化具有重要意义。 以六亚甲基亚胺为模板剂,采用动态晶化水热法合成出 MCM-22 沸石,并对其物化性能进行了表征。以液相法固定床微型反应器考察 了 MCM-22 分子筛上异丙苯合成反应的催化性能及反应条件对产物 分布的影响。在所研究的条件下,MCM-22 都表现出良好的反应稳定 性;随着温度的升高,异丙苯的选择性上升, 正丙苯含量增加,丙 烯齐聚物含量明显减少;苯烯比的提高对目的产物有利,但将带来分 离问题;改变空速对产物分布影响不大。 利用 TG、FTIR、N2 吸附和反应表征等手段对β和 MCM-22 沸 石的酸性和孔结构及它们的催化性能做了比较研究。结果表明,催化 剂酸性和孔结构与其催化性能有密切关系。MCM-22 的初始活性稍 低,异丙苯选择性比β沸石低 3-4%,但异丙苯中正丙苯的含量比β 沸石低 1-3 倍,且失活速率显著低于β沸石。 除了催化剂自身的物化性能与其催化性能有密切关系外,反应原 料组成对催化剂性能也有影响。采用色质联用仪和气相色谱仪分别分 析了原料苯和丙烯中的烃类杂质,考察了原料杂质对苯和丙烯反应中 I 北 京 化 工 大 学 硕 士 论 文 β分子筛催化性能的影响及杂质的脱除方法。结果发现,反应物的含 水量及双烯和氮化合物对催化剂活性及稳定性都有显著的影响,采用 强酸阳离子交换树脂预吸附可以脱除丙烯中的杂质。