试析分子筛催化剂上苯与丙烯液相烷基化工艺条件及其宏观动力学研究

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1、北京化工大学硕士学位论文分子筛催化剂上苯与丙烯液相烷基化工艺条件及其宏观动力学研究姓名：孙火艳申请学位级别：硕士专业：化学工程与技术指导教师：李建伟20100601摘要分子筛催化剂上苯与丙烯液相烷基化工艺条件及其宏观动力学研究在固定床等温积分反应器上，以单因素实验法考察了温度、液相空速和苯与丙烯的物质的量比对苯与丙烯液相烷基化合成异丙苯反应的影响，并基于正交实验设计，综合考察了温度、液相空速和苯与丙烯的物质的量比对烷基化产物的选择性及产物分布影响的综合效应。结果表明，实验所用YSBH一4分子筛对苯与丙烯液相烷基化合成异丙苯具有良好的催化活性和选择性；相对适宜的烷基化条

2、件为温度175℃、苯与丙烯的物质的量比为7：1，液相空速为30h～。该条件下的丙烯转化率为100％、产物中异丙苯、正丙苯、二异丙苯和三异丙苯的选择性分别为82．36％、0．043％、16．52％和1．10％。在165℃～190℃、3．0MPa、苯与丙烯物质的量比5～8和消除外扩散影响的条件下，对YSBH．4分子筛催化剂上苯与丙烯的液相烷基化宏观动力学特性进行了实验研究，建立了YSBH．4分子筛催化剂的幂函数型宏观动力学模型，以Simplex优化法对实验数据进行搜索、寻优，确定了相应的动力学模型参数。统计检验和残差分布分析结果表明，所建立的宏观动力学模型良好吻合了实验结

3、果，是适宜和可信的。关键词：异丙苯，工艺条件，分子筛，烷基化，宏观动力学ABSTRACToPERATINGCONDITIoNSANDKINETICSINVESTGATIONOFLIQUID—PHASEALKYLATIONOFBENZENEWITHPROPYLENEOVERZEOLITECATALYSTTheeffectsoftemperature，liquidspacevelocityandmolarratioofbenzenetopropyleneontheliquidphasealkylationofbenzenewithpropyleneoverYSBH一4ze

4、olitecatalystwereinvestigatedbythesinglefactortestmethodinanisothermalreactor，andtheglobalinfluenceofthemontheliquidphasealkylationandproductdistributionwasalsostudiedbymeansoforthogonaltest(Ll6(45))．TheresultsshowedthatYSBH．4zeolitecatalystexhibitedgoodcatalyticactivityandhighselectivi

5、tyfortheliquidphaseaikylationofbenzenewithpropylene．Theappropriatealkylationconditionsfortheisopropylbenzenesynthesiswere175℃，molarratioofbenzenetopropylene7：1andliquidspacevelocity30h～．Underaboveconditions，theconversionofpropylenereaches99．99％，theselectivityofisopropylbenzene，n—propylb

6、enzene，di-isopropyl—benzeneandtri—isopropylbenzeneare82．36％，0．043％，16．52％and1．10％，respectively．Theglobalkineticexperimentsoftheliquid—phasealkylationof11I北京化工大学硕_：学位论义benzenewithpropyleneoverYSBH一4catalystwerecarriedoutundertheconditions：165℃-190℃，3．0MPa，themolarratioofbenzenetopropylen

7、e5—8andnoexternaldiffusion．Thepowerlawtyperateequationswerechosenastheglobalkineticmodelofthissystem，andthemodelparameterswereestimatedbymeansofSimplexoptimalmethod．Theresultsofthestatisticalanalysisandtheresidualdistributiontestshowedthatthepowerlawtyperateequationswasconsiste