试析分子筛催化剂上甲苯烷基化合成异丙基甲苯的研究

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1、北京化工大学硕士学位论文分子筛催化剂上甲苯烷基化合成异丙基甲苯的研究姓名：王岩申请学位级别：硕士专业：化学工程与技术指导教师：李建伟20100530分子筛催化剂上甲苯烷基化合成异丙基甲苯的研究摘要该文基于分子筛催化剂，较为系统地开展了甲苯异丙基化制取异丙基甲苯方面的应用基础研究。采用等温固定床反应装置(反应器尺寸为@16x3Inln，L300mm)，对HZSM．5、丝光沸石(HM)、HY和p四种分子筛在甲苯异丙基化方面的催化性能进行评价，筛选出了一种催化活性好、产物选择性高、使用寿命长、适宜合成异丙基甲苯的p分子筛

2、催化剂。并以选定的p分子筛催化剂为基础，对比开展了烷基化剂(丙烯、异丙醇)和烷基化相态(气态、液态)对甲苯异丙基化过程的影响，获得以丙烯为烷基化剂和在液态下烷基化更能发挥催化剂效率的重要结论。通过Benson基团贡献法和Missena基团贡献法计算了烷基化体系的相关物性参数，开展了甲苯与丙烯／异丙醇液相烷基化过程的热力学分析，探讨了烷基化过程的方向和限度问题，建立了化学平衡常数与温度之间的相互关系。在较为宽广的条件下，以单因素实验和正交实验相结合的方式，对13分子筛催化剂上甲苯与丙烯液相烷基化合成异丙基甲苯的工艺条

3、件及产物分布进行了系统研究，确定了相对适宜的烷基化条件并归纳了相应的烷基化规律。较为适宜的烷基化条件为：温度220℃、甲苯与丙烯物质的量比8：1、液相空速30h～。在此条件下，异丙基甲苯选择性为97．69％，邻北京化工大学硕士学位论文位异丙基甲苯选择性为4．99％。关键词：异丙基甲苯，工艺条件，分子筛，烷基化，热力学IIABSTRACTINVESTIGATIoNOFSYNTHESISOFISoPRoPYLToLUENEWITHTOLUENEoVERZEOLITECATALYSTABSTRACTInthispaper

4、,basedonzeolitecatalyst，theapplicationandbasicresearchonsynthesisofisopropyltolueneiscarriedout．Basedonanisothermalintegralreactor(reactordimension：①16×3mm，L300mm)，themostsuitablecatalystforthesythesisofisopropyltoluenewasstudied，andthebestchoicewas13zeoliteca

5、talystbycomparisonofHZSM-5，HM，HYand13．Vapor／liquidphasealkylationreactionoftolueneandpropylene／isopropylalcoholwerecardedoutover13zeolitecatalyst，respectively．Itwasobtainedthattheliquidphasealkylationissuperiortogasalkylationandalkylationoftoluenewithpropylene

6、issuperiortoalkylationoftolueneandisopropylalcoh01．Thestandardheatofformation，freeenergyandheatcapacityofisopropyltoluenewereestimatedbymeansofBenson’SandMissena’sgroupcontribution．Thethermodynamicanalysisofsynthesisprocessofisopropyltolueneandthecalculationso

7、fequilibriumconstantswerecarriedout．Thentheeffectsoftemperature，tolueneandpropylenemolarratioandIII北京化工大学硕士学位论文liquidspacevelocityonthealkylationreactionprocess(includingconversionandselectivity)wereinvestigatedbymeansofthesingle—factorexperimentalmethodundera

8、wideexperimentrange．Andtheorthogonaltestdesignwasemployedtoinvestigatetheglobaleffectofthesefactorsmentionedaboveonthealkylationprocessandthesuitableoperatingconditionsweredetermin