甲基叔丁基醚裂解制异丁烯催化剂的研究

摘要

异丁烯是丁基橡胶和其它高分子聚异丁烯合成所需要的单体,也是抗氧剂和一些医药中间体等精细化工产品的合成原料,因而已经成为一种重要的化工原料.甲基叔丁基醚(MTBE)裂解制异丁烯是目前使用较为广泛的生产异丁烯的方法.该方法与其它方法相比具有工艺简单,无污染,产品纯度高等特点.在MTBE裂解制异丁烯技术中,催化剂的性能是直接影响裂解反应效果乃至整个工艺的关键所在.该文研究了一种新型的用于MTBE裂解制高纯度异丁烯的催化剂,研究了以SiO<,2>为载体,用各种改质剂改性并用卤素进一步的调变后催化剂的催化性能;考察了改质剂的浸渍量、浸渍时间和焙烧温度对催化性能的影响,也进一步考察了卤素调变剂的浸渍量、活化温度等对催化性能的影响;同时还考察了反应工艺条件对该催化剂性能的影响;并对所研制催化剂进行表面酸性质的表征.研究结果表明以硫酸铝为改质剂,以氟化铵为调变剂制得的X-Al<,2>O<,3>/SiO<,2>催化剂,在微反评价装置上,在反应温度为150℃,空速LHSV为2h<'-1>,反应压力为0.5Mpa时,MTBE的转化率为96﹪,甲醇选择性为99.8﹪,异丁烯的选择性为100﹪.X-Al<,2>O<,3>/SiO<,2>催化剂与工业催化剂YL-1在模式评价装置上对比实验表明,在其反应温度低于YL-1催化剂7℃时,MTBE的转化率为94.2﹪,甲醇选择性为99.6﹪,分别比YL-1高出约5个和2个百分点.通过对该催化剂的酸性质表征表明,改质剂使SiO<,2>表面产生酸性中心,卤素进一步调变了这些酸性中心的酸性质,使催化剂的酸性质、酸量、酸强度及其分布对催化该反应更有利,特别是中强酸中心的B/L值高有利于反应活性和甲醇选择性提高.

目录

文摘

英文文摘

符号说明

引言

第一章文献综述

1.1异丁烯的用途

1.2异丁烯的分离与制备方法简述

1.3 MTBE裂解制异丁烯催化剂研究现状

1.4 MTBE裂解制异丁烯工艺研究进展

1.5论文主要研究工作

第二章实验部分

2.1实验原料

2.2反应原料与产物的物性

2.3催化剂的制备

2.4催化剂表征手段

2.5催化剂的性能评价指标

2.6裂解反应评价装置

2.7产物分析方法

第三章催化剂制备和评价

3.1载体的确定

3.2改质剂及改质方法的选择

3.3催化剂的进一步调变

3.4反应工艺条件对催化剂性能的影响

3.5催化剂的制备放大与模试反应考察

3.6 X-Al2O3/SiO2催化剂的稳定性及与YL-1催化剂对比实验

小结

第四章催化剂的表征与反应的关联及反应机理和热力学分析

4.1改质剂改质催化剂的表征

4.2调变剂调变催化剂的表征

4.3 MTBE催化裂解制异丁烯的反应机理及热力学分析

小结

第五章结论

参考文献

研究生期间主要科研项目及论文

致谢