离子液体催化苯与丙烯烷基化反应的研究

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1、北京化工大学硕士学位论文离子液体催化苯与丙烯烷基化反应的研究姓名：董聪聪申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：李春喜20060601摘要离子液体催化苯与丙烯烷基化反应的研究本文研究离子液体在催化苯与丙烯烷基化反应过程中的应用。重点研究了以盐酸三乙胺与AlCt3形成的氯铝酸盐离子液体为催化剂，考察了其在苯与丙烯烷基化反应中的催化作用。催化剂评价采用间歇式反应器，产品组成采用气相色谱仪进行分析。在实验过程中，分别考察了离子液体的组成、用量、苯烯物质的量比、反应温度、反应时间对苯与丙烯烷基化反应的影响以及催化剂的重复使用和再生性能。结果表明，增加离子液体中A1C13物质的量分

2、数、催化剂用量、反应时间和苯烯物质的量比，降低反应温度均有利于丙烯转化率和异丙苯选择性的提高。在优化条件下，即离子液体中A1C13物质的量分数为66．7％、催化剂用量为苯的质量的10％、苯烯物质的量比为10：1、反应温度为313．15K及常压反应条件下，10min时丙烯转化率和异丙苯选择性均可达到97．6％。离子液体催化剂重复使用8次后仍能基本保持新催化剂的性能。对于使用过的催化剂，通过补加A1C13的方法可以部分恢复催化剂的活性，但再生效果不甚理想。其次，选用苯与丙烯生成目标产物异丙苯时的理论物质的量比1：1，考察了温度和不同类型阳离子、阴离子组成以及)JnA．金属抑制剂

3、的离子液体催化剂对异丙苯生成的影响。结果表明，在丙烯充足时，升高温度或单纯改变离子液体中的阴、阳离子种类，并不能有效地抑制烷基化反应中副产物的生成。引入Cu+，在保持丙烯转化率的同时，对抑制苯与丙烯副反摘要应有一定效果。圆载型离子液体的使用有利于实现连续化反应过程。通过接枝、键联和物理吸附的途径制备出了三种固载型的氯铝酸型离子液体，并初步考察了这些固载型离子液体的催化性能。结果表明：将目标阳离子以化学接枝的形式键联到高聚物表面然后加入阴离子的方式制备的固载型催化剂酸性最强，催化性能最好，但与离子液体催化剂相比，固载化使得催化剂的酸性有所降低，这可能与载体表面羟基引起的氯铝酸

4、离子水解有关。关键词：氯铝酸盐，离子液体，烷基化，苯，丙烯，催化剂，固载化II摘要AlkylationofBenzenewithPropyleneCatalyzedbyIonicLiquidsABSTRACTThisthesisisfocusedontheapplicationofionicliquidsinthecatalyticalblationreactionofbenzenewithpropylene．Firstly,chloroaluminateionicliquidconsiaingoftriethylaminiahydrochlorideandanhydrou

5、sAICl3wasprepared，anditscatalyticperformanceonthealkylationofbenzenewithpropylenewasstudiedexperimentally．Theperformanceoftheionicliquidcatalystwasassessedinabatchreactor,andthecomposKionofthesystemwasanalyzedusinggaschromatogram．Theeffectofsuchinfluencingfactorswasinvestigatedastheconstit

6、uteofionicliquid，thedosageofcatalyst，themoleratioofbenzenetopropylene，temperatureandreactiontime，furthermore，theregenerationapproachoftheusedionicliquidcatalystwasstudied．TheresultssuggestedthatithelpStoincreasetheconversionofpropyleneandtheselectivityofcumenebyincreasingthemolefractionofA

7、ICl3intheionicliquid，theamountofcatalyst，themoleratioofbenzenetopropylene，reactiontimeandbyreducil培reactiontemperature．Atoptimalconditions，thatis，66．7％ofmolefractionofAICl3intheionicliquid，10wt％ofcatalystwithrespecttobenzene，10：1ofmoleratioofbenzenetopropylene