磷镁改性HZSM-5催化剂甲苯甲醇烷基化性能研究.pdf

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1、化学工程师ChemicalEngineer2012年第05期文章编号：1002—1124(2012)05—0050—04工程：师磷镁改性HZSM一5催化剂：园她甲苯甲醇烷基化性能研究张立东，周博，王蕾(天津渤海职业技术学院能源化工系。天津300402)摘要：采用浸渍法制备了系列磷镁改性ZSM一5催化剂，考察了磷镁改性对HZSM一5催化剂甲苯甲醇烷基化反应活性和选择性的影响。并对其进行了NH，一TPD，Py—IR，XRD等表征，研究了改性氧化物在ZSM一5分子筛表面的分布状态以及其对催化剂的酸性质

2、的影响，结果表明磷元素改性有效降低了催化剂的酸强度，抑制了甲苯歧化反应；MgO质量含量低时，主要以无定形状态高度分散在分子筛外表面上，含量较高时形成结晶态MgO。MgO改性主要作用是覆盖了催化剂外表面酸性活性中心，堵塞了孔口，提高了反应产物的对位选择性。关键词：ZSM一5；甲苯；烷基化；歧化；对位选择性中图分类号：0643．36文献标识码：AAlkylafionoftoluenewithmethanoloverHZSM-5modifiedwithphosphorousandmagnesiumZH

3、ANGLi-dong，ZHOUBo，WANGLei(DepartmentofEnergyandChemicalTechnology，TianjinBohaiVocationalTechnicalCollege，Tianjin300402，China)Abstract：AseriesofcatalystscontainingdiferentamountofphosphorousandmagnesiumhavebeenpI_e—paredbyimpregnatingZSM一5withphosphor

4、ousandmagnesiumcompoundandhavebeenusedtostudytheactiv-ityandPara—selectivityontoluenealkylationwithmethano1．NH3-TPDandPyridine-IRhavebeenusedtomea-suretheacidityofthecatalysts．ThestateofmagnesiumoxidationonthesurfaceofZSM-5catalystshasbeencharacteriz

5、edbyXRD．Wefindthatphosphorouslowerstheacidstrengthofcatalysts，suppressesthedispropor-tionationoftoluene；Highpara-selectivityhasbeenobtainedduetotheexternalactivesitesbeingcoveredandthemouthofporebeingblockedbymagnesiumoxidation．Keywords：ZSM一5；toluene

6、；alkylation；disproportionation；para-selectivity对二甲苯是合成聚酯纤维的重要原料之～，工应、歧化和二甲苯异构化反应都是在酸性环境中进业上主要是以甲苯、C芳烃及混合二甲苯为原料，行的，因此，在烷基化反应过程中抑制甲苯歧化反通过歧化、异构化、吸附分离或深冷分离而制得。但应是提高甲苯烷基化效率的关键。烷基化反应和甲目前生产技术存在诸多不足，主要为对二甲苯在c苯歧化反应对应于不同酸强度的活性中心，强酸和混合芳烃中含量较低(只占22．26％)，工艺过程中物中强

7、酸中心对烷基化都有活性，而烷基转移反应只料循环处理量大，设备庞大，操作费用高。自从70与强酸中心有关ll1，并且催化剂酸性越强，越容易积年代美国Mobil公司开发了ZSM一5沸石以来，国内碳，所以合理的控制分子筛的酸性可以很好的抑制外相继开展了甲苯、甲醇烷基化制对二甲苯的研甲苯的歧化反应并且能够延长催化剂的寿命。另外究，该法的优点是经一次反应即可高选择性获得对从分子动力学的角度，由于对二甲苯的最小分子直二甲苯，且易于提纯和分离。此外，由于甲苯、甲醇径远小于其他两种异构体，其扩散速度是其它两种来源

8、广，价格低廉，因而甲苯、甲醇烷基化制对二甲异构体的103倍，若要得到较高的对位选择性必须苯技术具有较高的研究开发价值。增加反应产物扩散阻力，使对位产物优先扩散出分甲苯与甲醇烷基化反应是一个苯环上的亲电子筛孔道；同时要对外表面非选择性酸性活性中心取代反应，属于正碳离子机理。由于甲苯烷基化反进行控制，避免扩散出的对二甲苯在分子筛外表面上发生二次异构化反应。本文采用浸渍法制备了一系列不同磷镁含量收稿日期：2012—04—11的HZSM一5催化剂，利用双元素改性方法解决了副作者简介：张立东，男，讲师，研