苯與氯乙烷烷基化制乙苯的研究.pdf

1、苯的乙基化是制備乙苯的主要方法,工業(yè)上大多采用乙醇或乙烯為烷基化劑,在固體酸催化作用下直接烷基化,但較少有用氯乙烷為烷基化劑與苯烷基化反應制乙苯,因此論文分別以氯鋁酸型離子液體、HZSM-5及改性HZSM-5沸石分子篩為催化劑,開展了苯與氯乙烷烷基化制乙苯反應的研究,并將性能評價和物化表征相結(jié)合,對催化劑的催化性能差異進行了探討。
　　 論文首先以氯鋁酸型離子液體為催化劑(鹽酸三乙胺為陽離子),對苯與氯乙烷烷基化制乙苯的反應條件

2、從陰離子種類、加料方式、n(AlCl3)/n([Et3NH]Cl)、反應溫度、n(苯)/n(氯乙烷)、離子液體用量、反應時間及離子液體的重復使用性等方面進行了系統(tǒng)的考察。結(jié)果表明,加料方式對苯轉(zhuǎn)化率及乙苯選擇性有影響,在相同的反應條件下,第Ⅱ種加料方式與第Ⅰ種加料方式相比,所得的苯轉(zhuǎn)化率和乙苯選擇性較高。反應溫度升高,苯轉(zhuǎn)化率升高,乙苯選擇性降低;增加n(AlCl3)/n([Et3NH]Cl)、n(苯)/n(氯乙烷)、離子液體用量,有利

3、于提高乙苯的選擇性。在適宜的反應條件下,離子液體用量為苯和氯乙烷總質(zhì)量的1O％,n(AlCl3)/n([Et3NH]Cl)為2,反應溫度為70℃,n(苯)/n(氯乙烷)為10,反應時間30min,苯的轉(zhuǎn)化率達到9.48％,乙苯的選擇性達到93.65％,離子液體循環(huán)使用10次后仍能基本保持新鮮催化劑的性能,對于使用過的催化劑,通過補加AlCl3的方法可恢復催化劑的活性,反應過程中只有少量的二乙苯以及極少量的三乙苯,未有二甲苯異構(gòu)體生成。<

4、br>　　 其次,論文以HZSM-5為催化劑,系統(tǒng)的考察了苯與氯乙烷烷基化制乙苯的反應條件。結(jié)果表明,以硅鋁比為25的HZSM-5為催化劑催化反應的適宜反應條件為:反應溫度300-340℃,n(苯)/n(氯乙烷)為8～10,質(zhì)量空速為4～6h-1,在此條件下,催化劑催化苯與氯乙烷烷基化制乙苯具有較好的催化活性。
　　 最后,以硼、磷、鎂改性的HZSM-5(硅鋁比25)為催化劑,在相同的反應條件下,即反應溫度320℃,n(苯)/

5、n(氯乙烷)為10,質(zhì)量空速為4h-1,催化的苯與氯乙烷烷基化反應苯轉(zhuǎn)化率均比未改性前降低,乙苯選擇性均得到提高,負載5％硼,乙苯選擇性可達99.27％,磷的負載量為3％時,乙苯選擇性為97.92％,負載1％鎂,乙苯的選擇性為96.98％。結(jié)合性能評價和XRD、TPD、紅外吡啶、BET等表征手段,發(fā)現(xiàn)改性后的HZSM-5沸石分子篩總酸量均較未改性前有所下降,酸強度也有所減少,比表面積和孔容均變小,說明分子篩催化劑的表面酸性是影響苯轉(zhuǎn)化率