醚化反应催化剂选型和应用

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1、醚化反应催化剂选型和应用　　摘要：本论文主要介绍了大孔阳离子交换树脂催化剂，QRE型树脂催化剂的性能，QRE-01在MTBE合成反应中的活性、QRE-03在叔丁醇合成中的反应活性及每种催化剂的特点。关键词：催化剂；醚化反应；中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：1.醚化反应催化剂选择1.1QRE型树脂催化剂醚化反应催化剂主要是酸性催化剂，如分子筛、杂多酸、大孔阳离子交换树脂。在醚化反应普遍应用的大孔强酸型阳离子交换树脂催化剂有:美国的鲁姆哈斯、英国的漂来特；中国的丹东、北京、沧州、齐鲁等。目前树脂催化剂的研究正向着高活性、高交换容量等方向发展。交换容量大于5毫克当

2、量氢/克催化剂(干)。1.2QRE-01在MTBE合成反应中的活性当操作温度50/℃，空速1.0/h-1，异丁烯转化率97.22%，选择性可达98.85%当操作温度50/℃，空速3.0/h-1，异丁烯转化率90.70%，选择性可达98.47%7当操作温度50/℃，空速5.0/h-1，异丁烯转化率81.64%，选择性可达99.42%当操作温度60/℃，空速1.0/h-1，异丁烯转化率96.69%，选择性可达99.76%当操作温度60/℃，空速3.0/h-1，异丁烯转化率96.38%，选择性可达99.53%当操作温度60/℃，空速5.0/h-1，异丁烯转化率94.28%，选

3、择性可达99.59%1.3QRE-02在TAME合成反应中的活性当操作温度55/℃，空速1.0/h-1，叔戊烯转化率68.55%，选择性可达99.47%当操作温度55/℃，空速3.0/h-1，叔戊烯转化率68.55%，选择性可达99.47%当操作温度65/℃，空速1.0/h-1，叔戊烯转化率74.49%，选择性可达99.12%当操作温度65/℃，空速3.0/h-1，叔戊烯转化率64.55%，选择性可达99.34%1.4QRE-02在THXME合成中的反应活性当操作温度55/℃，空速1.0/h-1，叔己烯转化率37.68%，选择性可达98.85%当操作温度55/℃，空速3

4、.0/h-1，叔己烯转化率23.36%，选择性可达99.12%7当操作温度65/℃，空速1.0/h-1，叔己烯转化率43.45%，选择性可达98.25%当操作温度65/℃，空速3.0/h-1，叔己烯转化率34.71%，选择性可达98.42%1.5QRE-03在叔丁醇合成中的反应活性当温度65/℃，空速0.45/h-1，水烃比/体积1.0时，异丁烯转化，78.60%，选择性可达99.5%当温度65/℃，空速0.9/h-1，水烃比/体积1.5时，异丁烯转化，69.73%，选择性可达99.8%1000小时后，发现催化剂的孔结构基本不变。QRE-01运转前交换容量5.19/mo

5、l.g-1；；运转1000h后交换容量5.13mol.g-1；；磺酸基团脱落速率6.0×10-5mol.g-1；QRE-01催化剂在运转过程中，交换容量下降速率为6.0×10-5mmol/g.h，使用一年（按8000小时计）后交换容量为4.71mmol/g，仍高于S-54催化剂，可以处于较好的活性状态。1.6催化剂特点QRE-01型树脂是以苯乙烯、二乙烯基苯为原料，采用先进的致孔技术形成的共聚物珠体，经高效磺化剂磺化后得到的具有特殊孔结构的磺酸型阳离子交换树脂。其主要特点是：（1）交换容量较高，可以有效地提高醚化反应转化率；7（2）孔径较大，有利于反应原料尽快接近活性中

6、心，提高反应速率；（3）在甲醇中的溶胀度较低，可以使催化剂在反应器中的装填量加大，提高装置的产能。2．醚化反应催化剂反应原理：2.1反应机理：如上所述，轻汽油醚化主要是可醚化汽油中烯烃部分在酸性催化剂条件下，与甲醇的醚化反应，而且主要是C5的可醚化烯烃的醚化反应，生产相应的甲基叔戊基醚：2-甲基丁烯-1和2-甲基丁烯-2反应如下：H+CH3CH2=C-CH2-CH3+CH3OHCH3-O-C-CH2-CH3CH3CH3　　=TAMEH+CH3CH3-C=CH-CH3+CH3OHCH3-O-C-CH2-CH3CH3CH3=TAME副反应有：甲醇脱水生成二甲醚2.2醚化催化

7、剂7轻汽油醚化催化剂,是苯乙烯系强酸性固体催化剂，它的作用是在可醚化烯烃中，在酸性催化剂的活性中心H+的攻击下，可醚化烯烃含H最少的碳原子首先发生电子层偏移，从而形成“碳正离子”而与极性较强的甲醇分子激烈作用，生成TAME。2.3注意事项：1、延长催化剂使用寿命的根本途径是要严格把握进入醚化反应器原料的质量，根据吸附器中树脂的使用情况，定期更新吸附器中的树脂，更新树脂的依据是检验吸附器出、入口物料中金属离子总量、总氮、硫的含量，检验有害化合物的含量，把检验的结果进行比较，这在开工初期是极为重要的，只对原料做倒心中有数，才能有效的使用好催化