甲醇甲苯烷基化合成对二甲苯课件.ppt
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1、甲醇甲苯烷基化合成对二甲苯 目录概述新工艺介绍ZSM5催化剂催化剂性质及改进目录概述新工艺介绍ZSM5催化剂催化剂性质及改进概述用途与常用工艺对二甲苯: 无色透明液体,具有芳香气味。比重0.861,熔点13.2,沸点138.5,闪点25,能与乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂混溶。可燃,低毒化合物,毒性略高于乙醇,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,爆炸极限1.1%7.0%(体积分数)。用途常用工艺DMT纤维PTA塑料催化裂化催化重整芳烃转化煤化工制取目录概述新工艺介绍ZSM5催化剂催化剂性质及改进甲苯甲醇烷基化制备PX新兴工艺123采用熔融结晶法,得到摩尔纯度99.5%以上的对二甲苯和以混合二甲苯为主的
2、母液。反应部分预分离部分 PX提纯 主反应甲醇甲苯烷 基化反应甲苯甲醇烷基化制备PX-反应部分新兴工艺甲醇转化为二甲醚甲苯歧化反应 甲醇转化为烃类有机物 二甲苯异构化反应二甲苯进一步发生烷基化反应二甲苯脱烷基反应二甲苯脱烷基反应二甲苯进一步发生烷基化反应二甲苯异构化反应甲苯歧化反应 甲醇转化为烃类有机物 甲醇转化为二甲醚 主反应甲醇甲苯烷 基化反应甲苯甲醇烷基化制备PX-反应部分新兴工艺甲苯甲醇烷基化制备PX-主反应机理新兴工艺烷基化反应,就是在催化剂的作用下,芳环或侧链上引入烷基化试剂的过程反应机理 空间效应影响: 与邻位和间位相比,对位碳上的空间位阻较小甲苯甲醇烷基化制备PX-PX生成的优
3、势新兴工艺 优势一 优势二 主反应甲醇甲苯烷 基化反应甲苯甲醇烷基化制备PX-反应部分新兴工艺甲醇转化为二甲醚甲苯歧化反应 甲醇转化为烃类有机物 二甲苯异构化反应二甲苯进一步发生烷基化反应二甲苯脱烷基反应甲苯甲醇烷基化制备PX-反应部分新兴工艺 主反应甲醇甲苯烷 基化反应甲醇转化为二甲醚甲苯歧化反应 甲醇转化为烃类有机物 二甲苯异构化反应二甲苯进一步发生烷基化反应二甲苯脱烷基反应甲醇在L酸中心上脱水反应生成二甲醚,再在B酸中心上形成烃类有机物。因此,B酸和L酸中心共存有利于甲醇自身的转化,特别是强酸中心可以使焦前体反应发生缩合,易使催化剂积炭失活。甲苯甲醇烷基化制备PX-反应部分新兴工艺 主反
4、应甲醇甲苯烷 基化反应甲醇转化为二甲醚甲苯歧化反应 甲醇转化为烃类有机物 二甲苯异构化反应二甲苯进一步发生烷基化反应二甲苯脱烷基反应甲苯歧化反应需要较强的B酸催化中心,可通过改性降低催化剂孔道内外的B酸强度来抑制甲苯歧化反应。甲苯甲醇烷基化制备PX-反应部分新兴工艺 主反应甲醇甲苯烷 基化反应甲醇转化为二甲醚甲苯歧化反应 甲醇转化为烃类有机物 二甲苯异构化反应二甲苯进一步发生烷基化反应二甲苯脱烷基反应二甲苯异构化反应对酸强度的要求虽高于甲苯甲醇烷基化,但与甲苯甲醇烷基化基本相近,所以异构化反应很难消除。甲苯甲醇烷基化主、副 反应的热力学特征新兴工艺热力学特征 甲苯甲醇烷基化反应及甲醇的脱水反应
5、为一放热反应,其余的为吸热反应,总的来说甲苯甲醇烷基化反应体系是一个反应热效应较小的反应。甲苯甲醇烷基化主、副 反应的动力学特征新兴工艺动力学特征 二甲苯脱烷基化反应与二甲苯异构化反应的活化能低于主反应活化能。 甲苯甲醇烷基化工艺-催化剂的重要性主反应副反应催化剂的重要性: 促进主反应的发生,抑制副反应的发生。新兴工艺催化剂原料甲醇甲苯新兴工艺1、择形生成二甲苯和水,大大提高了甲苯利用率。2、同时填补了 C1化合物利用领域的又一空白。3、甲醇产能快速增长,很长一段时间内甲醇将处于低价位工艺新兴工艺1、可以采用新型流化床反应工艺,克服传统固定床反应工艺催化剂容易积炭而失活的缺点,可以实现稳定的连
6、续化运行2、PX收率要比传统的甲苯择形歧化工艺高一倍。3、操作费用较省。4、能耗降低。二PX收率要比传统的甲苯择形歧化工艺高一倍一可以采用新型流化床反应工艺,克服传统固定床反应工艺催化剂容易积炭而失活的缺点,可以实现稳定的连续化运行四能耗降低三操作费用 较省工艺部分新兴工艺工艺优势工艺应用情况新兴工艺英国BP大连物化所大连化物所采用改性的沸石分子筛作为催化剂,利用沸石分子筛的择形催化作用,高选择性地制取PX,反应产物中PX在二甲苯异构体中的选择性可以达到93%98%,同时原料中的甲醇可以联产乙烯和丙烯。美国杜邦and Properties埃克森美孚二甲苯的热力学平衡浓度 研究关键温度为温度为5
7、00物质对二甲苯间二甲苯邻二甲苯乙苯平衡组成/%18.947.12311提高对二甲苯选择性副反应主反应研究关键择形催化研究关键4231分子择形催化Weisz等人于1960年首次提出了分子择形催化概念,认为活性中心在沸石分子筛晶体的孔道内部择形催化原理充分利用分子筛催化剂的活性中心,并结合其独特的孔道结构来选择性合成预期产物影响因素沸石分子筛的结构特征,如孔道尺寸、孔口、晶粒大小等催化剂的酸性,如酸量、酸强度、酸类型分布等各种择形催化剂国内外的研究团队围绕固体酸性分子筛开展了大量的研究工作并取得了显著成果,尤其是在制备高对位选择性催化剂方面。目录概述新工艺介绍ZSM5催化剂催化剂性质及改进催化剂
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