高压固定床反应器2-甲基萘甲基化反应研究

摘要

2,6-二甲基萘(2,6-DMN)是一种重要的多环芳烃产物，氧化后的产物2,6-萘二甲酸(2,6-NDCA)与乙二醇进行酯化反应，缩聚制得的聚萘二甲酸乙二醇(PEN)是一种高性能的聚酯材料。随着PEN的技术日趋成熟，用量逐渐增大，2,6-DMN的需求大幅度提升。因此，研究和开发成本低廉的2,6-DMN合成工艺对于推广PEN的应用具有重要的意义。本文开展了以2-甲基萘和甲醇为原料，利用沸石分子筛的择形催化能力制备2,6-二甲基萘的研究。 在高压3MPa条件下，考察了HZSM-5分子筛进行2-甲基萘甲醇烷基化反应的性能。通过对影响反应的主要因素，比如温度、空速和配料摩尔比进行考察，得到优化后的工艺条件。配料中包括：2-甲基萘、甲醇和1,3,5-均三甲苯(1,3,5-TMB)。结果表明，压力为3MPa时，HZSM-5的优化工艺条件为：反应温度360℃、WHSV=2h-1和配料摩尔比为1:2:5。 在比较了HZSM-5和HM的催化性能之后，对HM分子筛进行了不同温度的水热处理。水热处理是沸石分子筛催化剂改性的重要方法，HM沸石经过水热处理后，催化性能得到提高，并且明显的提高了2,6-DMN的选择性。通过对不同温度下水热处理HM沸石的反应结果进行比较，500℃水热处理显示出较好的催化反应性能。 对水热处理后的HM沸石进行酸洗，能增加介孔数目，改善孔道结构，与使用1,2,4-TMB做为溶剂产生的效果相互叠加，最终提高了反应中2-MN的转化率和2,6-DMN的选择性。水热并且酸洗的HM沸石，在临氢条件下，能减缓催化剂失活的速率，提高反应的稳定性。在反应进行5h后，2-MN的转化率为27.1％，同时2,6-DMN的选择性和收率分别是48.8％和5.1％。

目录

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引 言

1文献综述

1.1直接提取法制备2,6-二甲基萘

1.2化学合成法制备2，6-二甲基萘

1.2.1萘和甲基萘的甲醇烷基化合成2,6-DMN

1.2.2萘和甲基萘转移甲基化合成2,6-DMN

1.2.3 β-甲基萘的岐化合成2，6-DMN

1.2.4以甲苯为原料合成2,6-DMN

1.2.5以二甲苯为原料合成2,6-DMN

1.2.6几种2,6-DMN制备工艺路线的对比

1.3沸石分子筛

1.3.1沸石分子筛的结构

1.3.2沸石分子筛的改性方法

1.4萘和甲基萘进行甲醇烷基化制备2,6-二甲基萘的反应机理

1.4.1择形催化反应

1.4.2烷基化反应合成路线

1.4.3合成机理

1.5选题背景

2实验部分

2.1实验试剂

2.2催化剂的处理

2.3 2-甲基萘与甲醇的烷基化反应

2.4催化剂的表征

2.4.1催化剂的XRD分析

2.4.2催化剂的表面酸性分析(NH3-TPD)

2.4.3催化剂的比表面积分析

2.5产品分析

3 HZSM-5上2-甲基萘高压甲基化反应条件的研究

3.1引言

3.2高压下HZSM-5反应条件的确定

3.2.1反应温度的影响

3.2.2反应空速的影响

3.2.3配料中甲醇含量对反应的影响

3.2.4优化条件的反应效果

3.3本章小结

4 HM分子筛上2-甲基萘高压甲基化反应

4.1引言

4.2 HM和HZSM-5的催化性能对比

4.3结果与讨论

4.3.1水热处理催化剂的反应效果

4.3.2溶剂对反应效果的影响

4.3.3水热并酸洗催化剂的反应效果

4.3.4 临氢条件对反应效果的影响

4.4本章小结

5结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢