【正文】 壓力對烷基化反應的影響 13四、苯烯摩爾比對烷基化反應的影響 13第五章 總結(jié)與展望 13一、結(jié)論 13二、展望 13三、存在的問題與不足 13參考文獻 13致謝 13第一章 緒論一、研究背景及依據(jù)（一）研究背景液化石油氣(LPG)是催化裂化裝置和蒸汽裂解裝置的副產(chǎn)品。結(jié)果表明，改性ZSM5催化劑催化苯與液化氣混合烯烴的烷基化反應，具有較好的烷基化選擇性和烯烴轉(zhuǎn)化率。未來幾年，我國要逐漸接近并達到國際燃料規(guī)格，所以降低汽油中的烯烴含量是一個必然的趨勢，烯烴化學性質(zhì)活潑，排放會造成光化學污染，但降烯烴的同時也伴隨著辛烷值的損失，所以這對我們的反應工藝和催化劑有著很高的要求。但早期生產(chǎn)的烷基苯長鏈上帶有支鏈，目前的研究結(jié)果已經(jīng)表明，支鏈烷基苯(BAB)生產(chǎn)的洗滌劑使用后排入江河湖海中會形成泡沫，不易被生物降解，必然造成嚴重的環(huán)境污染。目前，最為成熟的工藝路線是采用氫氟酸作為催化劑，苯與直鏈烯烴烷基化反應生成直鏈烷基苯。近年來隨著分子篩催化劑的開發(fā)，使液相法得到進一步的發(fā)展。分子篩催化劑雖然解決了環(huán)保問題，但喪失了原有無機酸反應溫度低、活性高的優(yōu)點，導致反應條件較為苛刻并影響了產(chǎn)品質(zhì)量，將其用于長直鏈烷基苯的生產(chǎn)更存在催化劑穩(wěn)定性較差，需頻繁切換再生等問題。烷基化催化反應是在分子篩孔道內(nèi)進行的，其反應性能與催化劑的孔道大小有關(guān)。但是由于其硅鋁比仍然不太高，并且脫除的鋁仍處于分子篩中并參與反應，影響了其選擇性的進一步提高，因而如能通過其它方法進一步改性高溫水熱法處理的HZSM5型分子篩，其性能將得到進一步改善。以表面積為基準的量分別稱為表面比反應速率和表面比速率常數(shù)；以質(zhì)量為基準的稱為比反應速率或催化劑的比活性。二、反應溫度對烷基化反應的影響考察了反應溫度對催化劑催化性能的影響，結(jié)果示于表41?！〈呋s塔內(nèi)催化劑裝填方式很多且各有特色, 尚沒有形成一定的規(guī)范。三、存在的問題與不足本文對苯與C4烯烴進行烷基化催化反應這一研究課題進行了試驗研究，著重對烷基化催化劑中的ZSM5分子篩催化劑進行了一系列研究，并取得了一定的成果。這篇畢業(yè)論文從開題、資料查找、修改到最后定稿，如果沒有她的心血，尚不知以何等糟糕的面目出現(xiàn)。在這篇論文的寫作過程中，李繼凱老師更是不辭辛勞，多次與我就論文中許多核心問題作深入細致地探討，給我提出切實可行的指導性建議，并細心全面地向我提出了修改意見。 可是悵然之后，總要說些什么。相對于通過反應塔后在蒸餾的傳統(tǒng)方式，催化精餾法有著節(jié)約資金，提高反應率和選擇率，提高熱能利用率等方面有著明顯的優(yōu)勢（見Malone and Doherty，2000）。%的同時具有高的液相收率, ~。反應管催化劑裝量為8g。由31(b)可以看出，210℃以前的失重峰消失，但在反應后的催化劑在618℃以前有一個失重峰，對應一個放熱峰，這是由于樣品產(chǎn)生積碳發(fā)生反應所致。（二）烷基化產(chǎn)物分析方法氣體產(chǎn)物由SP6890氣相色譜儀（山東魯南瑞虹化工儀器有限公司，氫焰離子檢測器）分析，液體產(chǎn)物由GC900/TVOC氣相色譜儀（毛細柱，氫焰離子檢測器）分析，采用內(nèi)標定量法。現(xiàn)階段許多研究者的工作集中在分子篩催化劑的改性上。1938年，世界上第一套以濃硫酸為催化劑的烷基化反應裝置在亨伯石油煉制公司的貝敦煉油廠建成投產(chǎn)；1942年，第一套以氫氟酸為催化劑的烷基化反應裝置在菲利普斯石油公司的德克薩斯州博格煉油廠建成投產(chǎn)。本文立足于在高溫、中壓的氣相條件將液化氣C4混合烯烴在ZMS5催化劑上與苯進行烷基化反應生成烷基苯，為解決液化氣過剩探索了一條新途徑。由于HF和AlCl3具有強腐蝕性，對生產(chǎn)裝置要求很高，工藝流程復雜，環(huán)境污染嚴重，在人類越來越注重自身可持續(xù)發(fā)展問題的今天，開發(fā)對環(huán)境友好的直鏈烷基苯綠色合成工藝已成為當務之急。未來10年內(nèi)，世界上異丙苯的年產(chǎn)量預計將以每年 318%的增長率遞增。因此，開發(fā)液化石油氣新的有效利用途徑有著極佳的工業(yè)前景和非常重要的意義。從生產(chǎn)工藝角度考慮，烷基化工藝較之烯烴疊合工藝，可以更充分利用煉油廠氣體資源的優(yōu)勢。其中要求烯烴含量小于等于35%，芳烴含量小于等于40%；在此基礎(chǔ)上，已于2005年更新標準，進一步使汽油中烯烴含量降至20%以下。為了解決日益嚴重的環(huán)境問題，綠色化學從化學學科中脫穎而出，成為當前化學學科研究的熱點和前沿，其中表面活性劑化學是綠色化學的重要內(nèi)容之一。另一種是直鏈烷基苯(LAB)，是工業(yè)上生產(chǎn)合成洗滌劑直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)的重要中間體，在世界洗滌劑生產(chǎn)領(lǐng)域中占有重要地位。異構(gòu)體分布隨催化劑的不同及工藝條件的變化而變化，反應式如下:單烷基苯的苯基可以結(jié)合在烷基的任何一個碳原子上（2）路易斯酸為催化劑時的烷基化反應機理(以AIC13為例):路易斯酸為催化劑時，首先是路易斯酸中的少量共引發(fā)劑氯化氫被極化，形成碳正離子:然后活潑碳正離子與苯環(huán)形成σ絡合物，最后脫去質(zhì)子生成烷基苯：2．生產(chǎn)工藝介紹現(xiàn)階段有以下三種烷基苯生產(chǎn)方法：（1）氣相烷基化法用固體酸催化的氣相烷基化，以 ZSM 系列沸石為催化劑，從根本上消除了設備腐蝕及污染問題，在高溫、中壓的氣相條件下進行反應，副產(chǎn)物較多，催化劑易積炭失活。近年來開發(fā)成功的分子篩催化劑有脫鋁的絲光沸石，ZSM ，Y，B，MCM系列等。另外，他們還開發(fā)出了一種新型的液固循環(huán)反應再生流化床反應系統(tǒng)。由此表明，水蒸氣具有擴孔功能，并且隨著水蒸氣處理溫度的升高，分子篩樣品的二次孔孔徑逐步增大，但結(jié)晶度卻明顯降低。這類數(shù)值與反應裝置和條件有關(guān)，而且在給定條件下，若催化劑層存在著物理因素（傳熱、傳質(zhì)等）的影響，則其活性數(shù)值并不代表催化劑本身的本征活性。第四章 結(jié)果與討論一、烷基化反應液相產(chǎn)物分析圖41為反應后液相產(chǎn)物的液相色譜圖。最后, 由于中孔分子篩的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性較差, 使它的工業(yè)化應用得到很大的限制, 微孔沸石分子篩熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性相對較好, 將微孔分子篩結(jié)構(gòu)引入到中孔分子篩中, 使得中孔分子篩的孔壁具有微孔分子篩的結(jié)構(gòu), 這更有利于中孔分子篩實現(xiàn)工業(yè)化應用. 近年來復合分子篩的研究成為熱點, 是今后研究的主導方向. 解決了這些問題, 那么分子篩在苯與烯烴烷基化中將會具有廣闊的應用前景, 同時催化技術(shù)也將會有一個新的突破和飛躍.2．烷基化反應技術(shù)的發(fā)展方向　烷基化反應技術(shù)經(jīng)歷了一個由高溫(氣相法) 到溫度較高(液相法) 再到溫度較低(催化精餾法) , 由反應和分離分別進行到反應和分離耦合的發(fā)展過程。為的是為液化氣的利用尋求一條新的出路。四年，這是我人生中非常重要的五年，我有幸能夠接觸到這些不僅傳授我知識、學問，而且從更高層次指導我的人生與價值追求的良師。在此，請允許我向王奕師兄表示真摯的謝意！ 感謝和我共度四年美好大學生活的2006級的全體同學以及陪伴我念完最后一年大學的2007級所有同學。這篇畢業(yè)論文也稱不上什么精彩的臺詞，只不過是這種循環(huán)演出即將告一段落時的謝幕詞。在催化過程中，優(yōu)良的催化劑顆粒懸浮在板式反應塔內(nèi)的液體中。但過高的苯烯比需要在操作過程中消耗大量的苯，導致成本增加，~。烯烴轉(zhuǎn)化率=S反應前烯烴S反應后烯烴S反應前烯烴%（六）選擇性指催化劑對反應類型、復雜反應（平行或串聯(lián)反應）的各個反應方向和產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的選擇催化作用。圖33(a) 反應前催化劑(1)圖33(b) 反應前催化劑(2)圖34(a) 反應后催化劑(1)圖34(b) 反應后催化劑(2)（四）負載相（金屬）的分散度分析多晶X射線衍射（XRD），從分散相的物相性質(zhì)角度提供信息圖35（a）、35（b）分別為催化劑反應前后的XRD分析譜圖。其具體過程為: 高溫水蒸汽和分子篩接觸，進入分子篩孔道內(nèi)部，與骨架鋁反應生成Al(OH)x，完成脫鋁。而對于苯與長直鏈烯烴的烷基化反應，一般的分子篩催化劑容易失活，不易再生，催化劑的使用周期比苯與小分子烯烴烷基化反應的要短。l 第1個階段是以AlClHF 為代表的催化劑，這些催化劑在生產(chǎn)過程中嚴重腐蝕反應器并造成環(huán)境污染，且產(chǎn)品不易分離，但是它們的優(yōu)點是反應條件溫和，反應器簡單，苯烯比低。（1）質(zhì)子酸為催化劑時烷基化反應機理(以氫氟酸為例):a．在酸中心作用下產(chǎn)生正碳離子氫氟酸具有高的導電性，能自動離子化: 或 在H+或H2F 用下，烯烴發(fā)生如下反應生成正碳離子:正碳離子是強親電試劑，它只有在酸性催化劑或質(zhì)子的作用下才產(chǎn)生。其催化的烷基化過程由于具有催化效率高，可循環(huán)再生，工藝過程簡便，環(huán)境友好的特點，正在逐漸取代傳統(tǒng)的烷基苯合成路線。但是我國的LA