苯与丙烯烷基化mcm-22分子筛催化剂的成型研究

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1、北京化工大学硕士学位论文苯与丙烯烷基化MCM-22分子筛催化剂的成型研究姓名：余海清申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：陈标华20080603摘要苯与丙烯烷基化MCM．22分子筛催化剂的成型研究以MCM．22分子筛为对象、苯与丙烯液相烷基化合成异丙苯为模型反应，系统研究了挤条成型条件对分子筛催化剂物理化学特性和催化性能的影响，以期为该类催化剂宏观性能的进一步提高提供可实施的科学基础参考。采用颗粒强度测定、NH3．TPD酸性表征和氮吸附脱附一压汞联合多孔介质孔结构分布测试等表征技术，对不同条件下成型的MCM．22分子筛进行物化特性分析，系统考察了成型条件对

2、催化剂颗粒强度、总酸量和孔道结构等的影响。结果表明：(1)无机酸作胶溶剂和采用酒石酸助挤剂时，催化剂强度较大；并随水粉比和硝酸胶溶剂用量的增加呈现先增后减的趋势，随粘合剂和助挤剂用量的增加而增大，随扩孔剂用量和原粉颗粒度的增加而减小；以MCM．22分子筛催化剂强度为目标函数，通过正交实验确定的适宜成型条件为：SB粉用量为30％，水粉比为O．8，硝酸用量为10％，不加扩孔剂，田菁粉用量为3％。(2)胶溶剂、助挤剂和扩孔剂对MCM一22分子筛催化剂孔结构分布影响较大。有机酸作胶溶剂和田菁粉作助挤剂时，催化剂孔容较大；随硝酸用量的增加，催化剂比表面积逐渐增大，而孔容

3、则呈现先增后减的趋势；PEG20000扩孔剂用量为lO％时，扩孔效果最佳。(3)MCM一22分子筛催化剂总酸量随着胶溶剂用量增加而增加，随着扩孔剂PEG20000用量的增加呈现先增加后减小的趋势；无机北京化工大学硕士学位论文酸作胶溶剂的催化剂总酸量高于有机酸；以催化剂总酸量为目标函数，通过正交实验确定的适宜成型条件为：硝酸用量为10％，PEG20000用量为10％，田菁粉用量为3％。以苯和丙烯烷基化合成异丙苯为模型反应，分别采用气．液半连续和液．液连续两种操作方式对所制备分子筛催化性能的评价结果表明：水粉比和粘合剂对分子筛的催化性能影响很小；无机酸作胶溶剂制备

4、的催化剂有着比有机酸更好的活性和更高的目的产物选择性，当硝酸用量为10％时，目的产物异丙苯的选择性达最大值；当采用酒石酸做助挤剂时，可以适当提高异丙苯选择性；扩孔剂对异丙苯选择性影响很大，选用PEG20000且用量为10％时，异丙苯选择性最大；胶溶剂、助挤剂和扩孔剂可能会影响MCM．22分子筛催化剂的稳定性。关键词：MCM．22分子筛，成型，苯，丙烯，异丙苯IlABSTRACTTHEINVESTIGATIoNoNMoLDINGCONDITIoNoFMCM．22ZEOLITECATALYSTFoRALKYLATIoNoFBENZENE、ⅣITHPROPYLENE

5、TheeffectofeXtmsionm01dingconditionont11ephysicalandchemicalpropertiesaswellascatalyticperfomancesofze01itecatalystshasbeensystematicallyinVestigatedwithMCM一22zeoliteasobjectiveandthealkylationofbeI屹enewithpropylenetoproducecumeneasmodelreaction，whichwase)【pectedtOproVideenforceable

6、andscientificbasicreferenceforthe如rtherdevelopmentofthemacro—propertiesofcatalysts．Thephysicalandchemicalpropertiesofthezeolitespr印aredhereunderdifferentmoldingconditionswereanalysedbymeansofsometestingtecllnologyandcharacterizationmethods，suchaspaIticlestren垂hmeasurement，NH3一TPDaci

7、ditycharactenzation，N2adso印tion—deso印tiontogetherwithmercu叫penetrationporesizedistributiontestforporousmaterials．Thee仔Iectsofmoldingconditionsonthemechanicalstrength，porestlllctllre，thetotalacidcontentandtheotherphysicalpropertiesofMCM一22zeolitecatalystwereinVestigated．Theresultssho

8、wed：(1)themechanica