无粘结剂ZSM-5 催化剂改性及其甲苯与乙烯择形烷基化反应的催化性能
2020-07-13沈震浩翀玮孙洪敏杨为民
化学反应工程与工艺 2020年6期
沈震浩,马 翀玮,孙洪敏,杨为民
中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院,绿色化工与工业催化国家重点实验室,上海 201208
对甲乙苯(p-ET)是一种高附加值的芳香族有机化工中间体,主要用于脱氢生产对甲基苯乙烯(p-MS),而对甲基苯乙烯是生产聚对甲基苯乙烯、不饱和聚酯及热塑性弹性聚合物的重要单体,也可以替代苯乙烯(SM)用于丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS 工程塑料)和其他二元、三元共聚物的生产。这些下游聚合物具有耐热、高拉伸率和高透明度等独特的物理化学性质,常被用于核工业和高端涂料等高要求的应用领域[1-2]。
对甲乙苯(ET)主要的生产方法是C9芳烃的吸附分离-异构化法。其生产规模较小,导致产品价格较高,制约了下游应用的拓展[3]。以廉价的大宗化工原料—甲苯作为原料,经与乙烯烷基化反应制备对甲乙苯,是一条具有经济性的合成路线。改路线的关键在于选择性的控制,尤其是对位择形选择性[4]。Kaeding 等[2]报道了以三氯化铝为催化剂的烷基化方法,反应产物中对位、间位和邻位甲乙苯产物的比例为34:54:12,该比例接近热力学平衡值,对甲乙苯选择性较低[2]。Kaeding 等[5]开发了镁、磷和硅等元素改性ZSM-5 分子筛催化剂,使反应生成的甲乙苯中对位产物择形选择性达到97%以上,然而该催化剂稳定性较差,再生周期很短。大量报道认为[6-15],通过预积炭、SiO2气相(CVD)或液相沉积(CLD)以及浸渍法负载氧化物等手段对ZSM-5 分子筛进行改性可以实现外表面酸性的钝化,是提高对位择形选择性的关键,但是这些方法对催化剂的活性和稳定性存在一定的负面影响。……
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