改性β沸石催化剂上混合C4的气相烷基化反应研究.pdfVIP

维普资讯 2001年 2月 河 北 工 业 大 学 学 报 February2001 30卷 第 1期 JOURNALOFHEBEIUNIVERSITY OFTECHNOLOGY Vo1．30 No．1 文章编号：1007—2373(2001)叭 0·023—05 改性p沸石催化剂上混合C 的气相烷基化反应研究 王延吉，张 勇，赵新强，张秉常 t河北工业大学 化工学院，天律 300130) 摘要：对烷／烯比较小 (4．5：1)的混合 c为原料的气相烷基化反应进行了研究．考察了 邯沸石及改性后制得催化剂上反应条件及改性方法对反应性能的影响．结果表明随着反应 温度的升高三甲基戊烷 甲基 己烷值增大，这说明催化剂上的烷基化反应选择性和氢转移 能力增加：进料空速增大c产物选择性增大，但丁烯转化率降低；经超强酸改性后制得的 soj—Fe：0 ／Hp—AhO催化荆具有较高的活性，烯烃转化率平均为 13．88％；加八 Lao后催 化剞的烷基化反应稳定性增加． 关 键 词：c混合原料：烷基化反应；p沸石；改性；清洁烷基汽油 中图分类号：06231；TQ221．18 文献标识码：A 0 引言 异构烷烃与烯烃的烷基化反应是石油化工工业中一个重要的工艺过程，是获取高辛烷值汽油的一 个重要途径 ．它主要是指异丁烷与丁烯在强酸催化作用下生成异构 cs烷烃 (三 甲基戊烷)，即烷基 化汽油．这种烷基化汽油具有高辛烷值 (RON：96--98，MON：96--94)和低 Reid蒸气压，且 由饱和 烷烃组成．因此，它是新配方汽油 (reformulatedgasoline)的理想组分，也有人称之为清洁烷基汽油 (clean-burningparaffinicgasoline)．采用新配方汽油作为燃料，将会大大缓和由于汽车尾气排放造成的 大气污染．就此意义而言，烷基化汽油是一种环境友好的石油化工产品．以往传统的烷基化工艺是以 硫酸和氢氟酸等液体酸为催化剂，存在着设备腐蚀严重、耗酸量大、废酸排放污染环境等缺点，于是 开发新型固体酸烷基化工艺已成为催化研究工作者急待解决的问题． 1 实验部分 1．1原料与试剂 原料为天津石化二厂的工业丁烷 (异丁烷：87．50％，丁烯：12．38％，丁烯中包括异丁烯、1一丁烯、 2一丁烯，其余成分为丙烯 占0．1】％)：所用试剂分别为 La(NO；)-6 O (北京新华化学试剂厂，分析 纯)；(NI-h)：SO (西安化学试剂厂，分析纯)；HBOj(北京化学试剂厂，ⅡI级纯)；NI-I~e(SO -12 O (天津市化学试剂三厂，分析纯)；ZrOC11_8 O (北京化工厂，分析纯)；Fe(NO；-9HO (北京南尚乐 化工厂 ，分析纯)． 1．2催化剂制备 催化剂母体为购于南开大学化工厂的HI3一AI：O 沸石，在使用前催化剂先在马沸炉中经高温焙烧 4h， 然后经粉碎、过筛取一定粒度颗粒作为实验用催化剂．改性催化剂是将制得的 HI3一Ako，催化剂等体积 浸渍在一定浓度的相应试剂中，后经干燥、高温焙烧制得． 收稿 日期 ：2000-12一I5 基金项 目：河北省 自然科学基金资助项 目 (297002) 作者简介 ：王延吉 (1962一)，男 (汉族) 教授 维普资讯 河 北 工 业 大 学 学 报 2001年 第 1期 1．3烷基化友应 催化剂的活性评价在 CDS-810微型反应装置上进行．原料气及产物组成采用 SQ．206气相色谱仪 (北京分析仪器厂)在线分析，氢火焰检测器 (FID)，35111(0．251-11Ii1OV一101毛细管色谱柱：CDP．3S 色谱数据处理机 上‘海伍丰科学仪器有限公司)．催化剂的活性及选择性分别用丁烯转化率和反应产物 中Cs组分的含量表示．烷基化反应流程见图1． 背压调节阀