苯与溴乙烷合成乙苯的研究

【摘要】：苯与乙烯烷基化反应制备乙苯在石油工业上有广泛的应用,乙苯是生产苯乙烯的主要原料,苯乙烯主要用来生产聚苯乙烯及其共聚物,如发泡聚苯乙烯(EPS),聚苯乙烯(PS),工程塑料(ABS),丁苯橡胶(SBR),不饱和树脂(UPR)。 本课题对苯与溴乙烷合成乙苯进行研究,主要探讨了含ZnO催化剂在溴乙烷与苯催化烷基化合成乙苯反应中的催化作用以及反应机理的初步讨论。 本课题研究的重点是含ZnO催化剂在溴乙烷与苯催化烷基化合成乙苯反应中的催化作用以及反应机理的初步讨论。 论文首先考察了载体为SiO2时ZnO负载量、反应温度、苯与溴乙烷的摩尔进料比、溴乙烷的质量空速、催化剂的焙烧温度等反应条件对溴乙烷转化率及产物分布的影响,确定450℃下焙烧的ZnO负载量为12%时制备的催化剂较好。在反应温度为240℃,苯与溴乙烷的摩尔进料配比为4：1,溴乙烷的质量空速为0.48h-1的条件下,得到最高的溴乙烷转化率和乙苯选择性。 论文中研究了SiO2和HZSM-5(Si:Al=140:1)两种载体上负载不同ZnO后的催化剂催化苯烷基化的活性,研究了不同的ZnO负载量对溴乙烷与苯反应合成乙苯的影响。结果表明在两种不同载体的催化剂上,溴乙烷的转化率和乙苯的选择性都随着ZnO负载量的增加而增加,说明ZnO对于溴乙烷与苯的烷基化反应有很强的催化促进作用,我们认为在反应过程中ZnO与生成的溴化氢(溴乙烷与苯反应得到)反应生成ZnBr2。ZnBr2为一种Lewis酸,可能是溴乙烷活化为乙基碳正离子的活性中心。 由于催化剂12%ZnO-SiO2和24%ZnO/HZSM-5表现出较好的催化性能,它们被选为详细研究的对象。在两种催化剂上研究反应温度和催化剂的酸性对溴乙烷转化率及产物分布的影响,结果表明在多乙苯与苯的烷基转移反应中,可能B酸是反应的活性中心。在两种催化剂上,随着反应温度的升高溴乙烷的转化率都升高,但是乙苯的选择性变化趋势不同。在24%ZnO/HZSM-5上,乙苯的选择性随温度的升高而增加；而在催化剂12%ZnO-SiO2上,乙苯的选择性随温度的升高而减小。这可能是由于24%ZnO/HZSM-5的B酸要比12%ZnO-SiO2的强,其对二乙苯与苯的烷基转移反应催化活性高,所以在催化剂24%ZnO/HZSM-5上乙苯的选择性随温度的升高而增加。 最后,结合上面一系列的实验数据对溴乙烷与苯反应的机理进行了探讨,认为在反应过程中乙苯的生成主要有两个反应(ⅰ)溴乙烷吸附在酸中心形成正碳离子,正碳离子与吸附的苯反应生成乙苯(ⅱ)溴乙烷在L酸中心上脱HBr生成乙烯,乙烯吸附在酸中心上形成正碳离子,正碳离子与吸附的苯反应生成乙苯。当然还存在其它反应,如正碳离子进攻乙苯或多取代苯,形成多取代苯,也可能在多取代苯与苯之间发生乙基转移反应生成乙苯。 【关键词】：乙苯 溴乙烷 苯 烷基化反应 ZnO催化剂
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TQ241.1
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-26
• 1.1 引言11
• 1.2 乙烯与苯合成乙苯工艺及研究进展11-19
• 1.2.1 乙烯与苯的烷基化反应机理11-12
• 1.2.2 液相法烷基化工艺和催化剂12-16
• 1.2.3 气相法烷基化工艺和催化剂16-18
• 1.2.4 气-液相法与催化精馏制乙苯工艺18-19
• 1.3 催化干气制乙苯19
• 1.4 乙醇与苯合成乙苯工艺及研究进展19-22
• 1.4.1 乙醇与苯在分子筛上的反应机理20
• 1.4.2 乙醇与苯在分子筛上合成乙苯的研究进展20-22
• 1.5 乙烷法制乙苯工艺及研究进展22-24
• 1.5.1 乙烷与苯烷基化制乙苯反应机理22
• 1.5.2 乙烷与苯烷基反应合成乙苯的工艺及研究进展22-24
• 1.6 本课题的研究意义和内容24-26
• 1.6.1 课题的意义24
• 1.6.2 课题的内容24-26
• 第2章 实验部分26-34
• 2.1 引言26
• 2.2 实验试剂和仪器26-27
• 2.2.1 实验试剂26-27
• 2.2.2 实验仪器27
• 2.3 催化剂的制备27-29
• 2.3.1 SiO_2载体的制备27
• 2.3.2 12wt%ZnO-SiO_2催化剂的制备27-28
• 2.3.3 24wt%ZnO/HZSM-5(Si:Al=140:1)催化剂的制备28-29
• 2.4 催化剂的表征29
• 2.4.1 X-射线粉末衍射分析(XRD)29
• 2.4.2 催化剂比表面测定(BET)29
• 2.4.3 催化剂的热重分析(TGA)29
• 2.4.4 原位漫反射红外光谱分析(Py-IR)29
• 2.5 实验装置和实验方法29-30
• 2.6 产物分析系统30-34
• 2.6.1 产物检测分析仪器30
• 2.6.2 相对摩尔校正因子30-31
• 2.6.3 反应物及产物数据处理31-34
• 第3章 结果与讨论34-49
• 3.1 引言34
• 3.2 SiO_2载体上ZnO负载量对反应性能的影响34-37
• 3.3 反应温度对反应的影响37-38
• 3.4 苯与溴乙烷摩尔比对反应的影响38-39
• 3.5 催化剂的焙烧温度对催化性能的影响39-40
• 3.6 溴乙烷的质量空速对反应的影响40-41
• 3.7 催化剂失活讨论41-43
• 3.8 HZSM-5载体上ZnO负载量对反应的影响43
• 3.9 催化剂24%ZnO/HZSM-5上反应温度对反应的影响43-44
• 3.10 溴乙烷与苯反应的机理讨论44-48
• 3.11 小结48-49
• 结论49-51
• 参考文献51-56
• 附录A 攻读硕士期间所发表的学术论文56-57
• 致谢57

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

MCM-22 分子筛的合成及液相烷基化合成乙苯性能研究    周斌;高焕新;魏一伦;方华;顾瑞芳;

基于回归分析确定中间产品价格    吕谦;

苯和乙醇制乙苯工艺中液相烷基转移反应的研究    贺健;孙洪敏;宦明耀;李和兴;杨为民;

叔丁基过氧化氢一步氧化乙苯合成苯乙酮    李贵贤;高云艳;张雪梅;宋维维;王广;王天烽;

铬取代介孔磷铝分子筛合成与催化性能研究    李新柱;张记市;杨树林;

N-羟基邻苯二甲酰亚胺与8-羟基喹啉氧钒(IV)配合物协同催化分子氧氧化乙苯(英文)    秦金伟;伏再辉;刘亚纯;何乡陵;张德喜;吴文锋;王彦龙;龚兴浪;邓晓林;武海涛;邹艳红;喻宁亚;尹笃林;

新型钼钒磷酸盐的合成及其催化性能    李贵贤;高云艳;张雪梅;宋维维;王广;王天锋;

1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的合成研究    王赟;高丹;梁都;

简讯    

鲁玛斯承揽吉林石化苯乙烯联合装置合同    胡运光;

乙苯非绝热脱氢反应器    齐福来;

水处理温度对合成乙苯β沸石催化剂的影响    孙新德;王清遐;徐龙伢;谢素娟;刘盛林;

催化裂化干气与苯烃化制乙苯技术的新进展    张淑蓉;

负载型催化剂用于二氧化碳低温氧化乙苯脱氢反应研究    李晓红;李文英;冯杰;谢克昌;

厌氧产甲烷环境下氟甲烷,溴乙烷磺酸钠和氢气对乙酸代谢厌氧菌的影响    郝丽萍;何品晶;吕凡;邵立明;

苯乙烯生产技术的进展及展望    缪长喜;杨为民;言敏达;

苯乙烯精馏技术中的问题及解决途径    李楠楠;韩言青;黄国强;陈宁;许力强;李鑫钢;

焦化苯烷基化合成乙苯的研究    孙林平;郭新闻;刘民;王祥生;

焦化苯与催化裂化干气烷基化制乙苯    刘盛林;陈福存;张淑蓉;谢素娟;徐龙伢;王清遐;

Fe／AC干法催化氧化降解从废水中吸附的乙苯和苯甲酸钠的研究    雷智平;刘振宇;黄张根;

实现清洁生产的乙苯成套技术    王红

催化裂化干气制乙苯技术工业化加快    记者 杨扬 特约记者 姜复乐

锦州石化乙苯—苯乙烯装置中交    记者　林艺

我催化裂化干气制乙苯国际领先    记者 姚耀 特约记者 胡永峰

锦石化支援灾区2000吨乙苯    李凯冯学军 记者 赵晓强

攻关不畏难创新攀高峰    赵体威

中石化乙苯/苯乙烯项目投产    卜云彤

依托专利优势 打造乙苯品牌    李勇强 记者 俞安

近年我国开发成功的几项重大化工新工艺    

裂化干气制乙苯气相烃化与液相反烃化(第三代)技术推广    赵军

纳米HZSM-5分子筛上焦化苯烷基化合成乙苯的研究    孙林平

二氧化碳气氛下乙苯催化脱氢研究    叶兴南

苯和乙烯催化蒸馏合成乙苯催化剂和工艺的研究    孙新德

纳米含Mg复合金属氧化物制备、表征及催化性能研究    马宁

介孔分子筛中过渡金属氧化物的可控制备及催化性能研究    朱卡克

稀有气体和双原子分子（CO，NO）团簇的光电离实验和理论研究    孔蕊弘

ZSM-5型沸石膜的合成、表征及反应性能研究    张雄福

溴代烷烃的光解动力学和零动能光谱研究    唐碧峰

生物过滤法净化含苯系物废气的研究    王宝庆

动态液相交换的全回流间歇精馏串联过程的研究    李晓峰

苯与溴乙烷合成乙苯的研究    芮楠

溴乙烷与苯催化合成乙苯新工艺研究    郑燕萍

生物过滤法净化乙苯废气的试验研究    王莉

乙苯合成流程模拟仿真研究    司文彬

模拟加氧酶体系催化异丙苯及乙苯氧化反应的研究    钟琳

苯乙烯装置乙苯/苯乙烯精馏塔在线模拟优化及技术改造    卢传敬

沸石膜乙苯脱氢模试研究    周胜达

交联粘土催化甲烷燃烧和乙苯脱氢反应的研究    潘燕飞

乙苯CO_2脱氢催化剂稳定性的研究    张玉倩

纯硅沸石膜的合成及在乙苯脱氢制苯乙烯中的应用    刘建亮