固體酸催化劑在烷基化反應中的應用.pdf

1、甲酚與異丁烯烷基化反應分離純化間對甲酚是目前獲取高純間對甲酚單體的重要手段，十二烷基萘、十二烷基酚是兩類重要的工業(yè)反應中間體，它們是現代合成基礎潤滑油及陰離子表面活性劑的重要中間體，同時也是增塑劑、穩(wěn)定劑等的主要成分。為適應當代環(huán)境保護的要求，所有的化學反應必須走綠色可持續(xù)發(fā)展道路，這就要求這三類工業(yè)烷基化反應采用環(huán)境友好型催化劑以取代傳統(tǒng)污染極大的液體酸催化劑，同時提高反應的催化活性，延長催化劑的使用壽命，降低工業(yè)生產成本。目前取代傳

2、統(tǒng)液體酸的途徑主要是采用固體酸材料，但目前這些固體酸催化劑存在反應條件苛刻、轉化率不高、催化劑壽命短、催化產品質量不高等缺陷。
　　本論文的工作選取了強酸型陽離子交換樹脂、HUSY、超穩(wěn)Y型分子篩封裝磷鎢酸三種類型催化材料加以研究，考察催化劑制備過程中各種因素的作用，并對制備的催化劑進行傅里葉變換紅外光譜、差熱-熱重、比表面積與孔徑分布、X-射線粉末衍射、氨氣吸附程序升溫脫附手段對固體酸催化劑進行了表征;將所制備固體酸催化劑應用于

3、甲酚與異丁烯、十二烯與萘、十二烯與苯酚的烷基化反應中，研究反應過程中各種參數的影響，以達到提高反應轉化率和產品質量、優(yōu)化反應條件的研究目的。
　　研究的主要結論如下:
　　1.強酸型陽離子交換樹脂催化劑對甲酚與異丁烯、十二烯與苯酚的烷基化反應具有較好的催化活性，但催化劑壽命較短;強酸型陽離子交換樹脂對十二烯與萘的烷基化反應催化活性較低。
　　2.硝酸銨濃度0.5 mol/L，離子交換溫度353 K，焙燒溫度773 K，

4、焙燒時間4小時能得到烷基化催化活性較好的HUSY分子篩;HUSY分子篩對甲酚與異丁烯反應、十二烯與萘反應、十二烯與苯酚反應的催化活性較強酸型陽離子交換樹脂好，但使用5次活性明顯下降。
　　3.優(yōu)化并確定了原位法合成超穩(wěn)Y型分子篩封裝磷鎢酸的條件，通過BET、FT-IR、氨氣吸附程序升溫脫附、XRD、SEM等表征，結果表明在USY超籠中實現了磷鎢雜多酸的合成。PW-USY在烷基化反應中表現出了相當優(yōu)越的催化活性，且使用6次后催化活性

5、無明顯下降。并進一步在小型固定床上考察十二烯與萘進行烷基化反應時PW-USY催化劑的使用壽命，連續(xù)烷基化720 h，催化劑的活性無明顯下降，與HUSY相比具有更好的重復使用性能，催化劑壽命更長，能較好地解決活性流失的問題，顯示出很好的工業(yè)應用前景。
　　4.對失活的HUSY、PW-USY催化劑分子篩殘留物質分析，并通過對失活前后的分子篩催化劑進行BET、FT-IR、XRD、TG-DSC、NH3-TPD表征分析，結果表明，來不及擴散