文档介绍：武虞舞垮乎篓走哮硕士学位论文异丁烷一丁烯烷基化反应固体酸催化剂的研究姚瑞平指导教师姓名申请学位级别论文定稿日期学位授予单位学位授予日期张铭金教授武汉科技大学化工与资源环境学院答辩委员会主席:王光辉教授评阅人:邓风研究员分类号密级
武汉科技大学硕士学位论文摘要第对于固体酸催化异丁烷一丁烯烷基化反应这一研究课题,本论文在总结前人研究工作的基础上,根据烷基化反应的特点,采用模板法通过穆废吆铣闪私榭坠烫酸催化剂/和痁芯苛怂堑慕峁埂⑺嵝砸约岸砸於⊥橐欢∠┩基化反应的催化性能;并制备了另外一种固体酸催化剂芯苛怂慕峁和酸性及对异丁烷一丁烯烷基化反应的催化活性。本文的主要研究内容和得到的结论利用聚乙二醇作为模板剂通过共沉淀法合成了介孔固体酸催化剂/和,/,试样具有较大的比表面积和孔体积,径分布集中。和苑稚在表面,并可延缓在高温下的晶相转变和晶粒生长,保持了介孔稳定性。籘结果表明/和瑉谋砻娑即嬖谌植煌慷鹊乃嵛唬渲痁闹星克嵛凰崃恳6嘤贛痁崆慷纫采源笥贛痁8菸***的蠡灰频谋浠担饬街纸榭坠烫逅岬乃崆慷榷即笥诜肿由,但要弱于サ腍。研究了介讫固体酸/和痁呋於⊥橐欢∠┑耐榛从Γ察了时间、温度、进料的烷烯比等不同的因素对产物分布的影响。实验结果发现:当反应时间、反应温度℃时,产物中组分所占的比例最大。这是由于烷基化反应受到聚合反应、氢转移反应、裂解反应以及生成的产物从催化剂的孔道内向外扩散等多重因素的影响,使该反应存在一个最佳的反应时间和反应温度。提高烷烯比可降低聚合反应的速率,增加产物中组分的含量。由于介孔痁介孔/具有更强的酸位和更多的酸量,从而更有利于烷基化反应,所以用介孔痾鞔呋潦保∠┑淖;始安镏衏榉值暮扛咝煌ü齌瓺、仁侄窝芯苛耸Щ詈蟮拇呋辽系慕峤刮镏实奶卣鳎醪教岢隽斯烫逅岽呋上的异丁烷一丁烯烷基化反应机理及催化剂的失活途径,通过酸中和法制备出活性,并在其表面负载强酸性气体玫焦烫逅岽如下:
—狝纳珊颓攀紧腔峁沟第页化剂ǎ瓵,并考察对异丁烷一丁烯烷基化反应的催化活性。汀盇盨与瓵表面的羟基反应,形成酸性较强的酸位,包括桥式羟基—和由系亩唆腔籒一峁砻鱯,砻娲嬖诹种不同强度的酸位,强酸位的酸强度稍弱于传统的固体超强酸籄,但吸附***.盋后的”ü存在,并提出了砻娴乃嵛唤峁埂S捎赟灰唬瓵的酸强度较高,其作为催化剂时丁烯的累积转化率略高,但在其表面强酸位发生的裂解反应速率较高,烷基化产物中~组分的含量很高。关键词:异丁烷,丁烯,烷基化,固体酸,催化剂/
痁//,/.一琤,,一,..,.
//,.琤狝:珺珹琒,疧琣。瑃,琱,,,甌,甌—現.,..,瑆,#一瑆/”甋#一一瑃’·,
武汉科技大学硕士学位论文第一章绪论燃烧完全而清洁,不污染环境,是优质汽油的重要调和组分,其需求量与日俱增。~,异丁烷与丁烯在强酸性催化剂的作用下生成异构烷烃饕J侨谆焱,称为烷基化汽油。通过该反应可将石化工业中裂化反应的副产品组分转化为支链烷烃。这种烷基化汽油具有辛烷值高、蒸汽压低、燃烧热值高、不含芳烃、烯烃、硫和氮等优点,从而前,工业上主要采用浓虷龃呋晾瓷庵滞榛汀U饬街忠禾逅催化剂都存在腐蚀设备,严重污染环境等问题。另外是剧毒性的物质,而且容易挥发,一旦泄露将给生产环境和周围的生态环境造成严重的危害。在当今世界高度重视保护人类生存环境,走可持续发展道路的趋势下,环境保护已成为石化工业中生存和发展的基本要求。在这种环境下,开发对环境友好的固体酸催化剂来代替浓和已成为烷基化工艺中亟待解决的研究课题【=岷媳韭畚牡墓ぷ鳎菊轮饕=绍固体酸催化异丁烷一丁烯烷基化反应近年来的~些研究进展,包括分子筛、固体超强酸、杂多酸以及超临界烷基化反应等。异丁烷~丁烯烷基化反应世纪年代,美国环球石油公司腜和发现在强酸条件下,如浓硫酸、、疕/龋旃雇樘胂┨梢苑⑸榛从ΑU庖发现改变了传统上人们链烷烃为菲活性物质的看法,也引起了人们对烷基化反应的广泛研究并进入商业化阶段。年,世界上第一套以浓硫酸为催化剂的烷基化反应装置在亨伯石油炼制公司的贝敦炼油厂建成投产;年,第一套以氢***酸为催化剂的烷基化反应装置在飞利普石油公司的德克萨斯州博格炼油厂建成投产。自此,由于烷基化漓的各种优点,,烷基化反应已成为石油加工的主要过程之一。年,世界范围内烷基化汽油的生产能力为./渲信℉法和法分别为.
州鹛,型铷,:患~吼┬鯿蠬武汉科技大学硕士学位论文地区的分布,北美是主要分布地区,烷基化汽油在总汽油组成中所占的比例在美国为第/,另外,年生产能力在/耐榛爸每笤诮ㄉ柚小尽辏澜