USY分子筛上的二异丙苯烷基转移反应

论文摘要

本论文以热力学知识为基础,对二异丙苯烷基转移反应体系的热力学性质进行了较为系统的研究。采用NH3、Mg和NH3-Mg对USY分子筛进行改性处理,并利用XRD、BET、NH3-TPD、NMR等手段对改性前后分子筛的物理性能进行了表征,在连续流动等温固定床反应装置上对改性前后的分子筛催化剂进行了评价。其结果表明：NH3改性USY分子筛,能够保持分子筛的晶体结构的同时有效地改善分子筛的畸变环境。并且可以在一定范围能有效地调变分子筛的孔容,孔径和比表面积。NH3改性后分子筛的酸量大大增加,并且在实验评价条件下,NH3改性6h的催化剂同未改性的USY分子筛相比转化率增加近10%,并且异丙苯的选择性由原来的80.12%增加到86.14%。采用等体积浸渍法对USY原粉进行Mg改性,分别负载0.15%、0.5%、1%的Mg2+。催化剂性能评价结果表明,镁离子的最优改性浓度为0.15%-0.5%。采用NH3改性和Mg改性的最优条件,共同改性USY分子筛样品。催化剂的性能评价结果表明,共同改性的USY分子筛的转化率提高到86.89%,并且催化剂的使用寿命在考察的时间内（72小时）并未见失活。以单因素实验法,在较宽的操作范围内分别考察了温度（140℃-200℃）、苯与二异丙苯摩尔比（5：1-11：1）对二异丙苯烷基转移反应的影响,结果表明：随着温度的增加,二异丙苯转化率迅速增加,但目的产物异丙苯的选择性减少,同时副产物正丙苯的含量增大。提高反应器入口苯／二异丙苯摩尔比有利于二异丙苯转化率和异丙苯选择性的提高,但当摩尔比增至9以上时,对二异丙苯转化率和异丙苯选择性的影响明显减弱。当原料液中含有三异丙苯时,三异丙苯的存在会影响二异丙苯的转化率,并且这种影响随着温度的升高而越来越不明显。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 二异丙苯烷基转移反应机理
• 1.2 异丙苯烷基转移的国内外研究现状
• 1.2.1 二异丙苯烷基转移国内研究现状
• 1.2.2 二异丙苯烷基转移国外研究现状
• 1.3 USY分子筛
• 1.3.1 USY分子筛的形成机理
• 1.3.2 USY型分子筛的制备
• 1.3.3 USY分子筛的结构
• 1.3.4 USY分子筛的性能表征
• 1.4 USY分子筛的改性
• 1.4.1 非骨架元素改性
• 1.4.2 骨架元素改性
• 1.5 本论文的研究意义和内容
• 1.5.1 本论文的研究意义
• 1.5.2 本论文的研究内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验原料与实验设备
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 装置及设备
• 2.2 分子筛的改性
• 3改性USY分子筛的制备'>2.2.1 NH₃改性USY分子筛的制备
• 2+改性USY分子筛的制备'>2.2.2 Mg²⁺改性USY分子筛的制备
• 3和Mg²⁺共同改性USY分子筛的制备'>2.2.3 NH₃和Mg²⁺共同改性USY分子筛的制备
• 2.3 分子筛的表征
• 2.4 分子筛的催化性能评价
• 2.4.1 催化剂性能评价方法
• 2.4.2 分析测试方法
• 2.5 预备试验
• 2.5.1 校正因子的测定
• 2.5.2 热电偶的校正
• 2.5.3 泵的校正
• 2.5.4 系统密闭性检测和空白实验
• 第三章 二异丙苯与苯烷基转移反应的热力学分析
• 3.1 反应体系独立反应数的确定
• 3.2 反应物质的热力学数据的计算
• 3.2.1 可查到的热力学数据
• m^?（l）和S_m^?（l）的估算'>3.2.2 DIPB和TIPB的△H_m^?（l）和S_m^?（l）的估算
• 3.2.3 TIPB的Cpl常数的估算
• 3.2.4 所有物质的热力学数据
• 3.3 各反应的焓变、熵变和吉布斯自由能变的计算
• 3.3.1 标准状态下的反应焓变、熵变和吉布斯自由能变的计算
• 3.3.2 反应焓、反应吉布斯自由能变、反应平衡常数和温度的关系
• 3.4 各反应的热力学分析
• 3.4.1 主反应的热力学分析
• 3.4.2 副反应的热力学分析
• 3.5 小结
• 第四章 USY分子筛的改性及其烷基转移催化性能
• 3改性USY分子筛'>4.1 NH₃改性USY分子筛
• 3改性USY分子筛物化性能表征'>4.1.1 NH₃改性USY分子筛物化性能表征
• 3处理对USY分子筛酸性的影响'>4.1.2 NH₃处理对USY分子筛酸性的影响
• 3改性分子筛对烷基转移反应的催化活性'>4.1.3 NH₃改性分子筛对烷基转移反应的催化活性
• 4.2 USY分子筛的镁改性
• 2+改性USY分子筛物化性能表征'>4.2.1 Mg²⁺改性USY分子筛物化性能表征
• 2+改性对USY分子筛的催化性能的影响'>4.2.2 Mg²⁺改性对USY分子筛的催化性能的影响
• 3和Mg²⁺共同改性USY分子筛'>4.3 NH₃和Mg²⁺共同改性USY分子筛
• 4.4 小结
• 第五章 烷基转移反应工艺条件的研究
• 5.1 反应条件的影响
• 5.1.1 原料摩尔比对二异丙苯转化率和异丙苯选择性的影响
• 5.1.2 反应温度对二异丙苯转化率和异丙苯选择性的影响
• 5.1.3 三异丙苯的加入对二异丙苯转化率的影响
• 5.2 温度对正丙苯生成的影响
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者及导师简介
• 北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书