MCM-22分子筛的合成及催化苯与丙烯烷基化性能研究

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以六亚甲基亚胺为模板剂,采用动态晶化水热法合成出MCM-22分子筛,研究了老化温度、晶化温度和时间、硅铝比对MCM.22分子筛晶体结构和酸性的影响.结果表明,晶化时间太长(≥7天)容易生成杂晶ZSM-35;提高老化温度能提高结晶度;晶化温度低时,晶体的生长缓慢,达到较高结晶度需要的晶化时间延长;硅铝比较低时MCM-22易转晶生成丝光沸石;随着硅铝摩尔比的增加,MCM-22的总酸量逐渐增加;随着硅铝摩尔比的增加,MCM-22样品的B酸和L酸都相应增加,只是B酸变化不大而L酸增加较多. 采用半连续和连续反应研究了分子筛的硅铝比和反应温度、苯烯摩尔比、丙烯空速等反应条件对苯与丙烯烷基化反应产物分布的影响.结果表明,MCM-22分子筛在苯和丙烯烷基化反应中的催化活性与L酸的关系不大,而与B酸的酸量有明显关系.随着硅铝摩尔比的增加,分子筛的B酸量逐渐增加,其在苯与丙烯烷基化反应中的催化活性也随之增强.SiO<,2>/Al<,2>O<,3>为40时,目标产物异丙苯的选择性达最高值,副产物二异丙苯和三异丙苯的摩尔分数最低,但正丙苯的摩尔分数却最高,这是该分子筛中B酸所占比例最大的缘故.温度升高,异丙苯的选择性上升,正丙苯含量增加,丙烯齐聚物含量明显减少;提高苯烯比对目的产物有利;空速对产物分布影响不大;反应时间延长,异丙苯和丙烯齐聚物选择性增加,二异丙苯和三异丙苯选择性降低. 利用TG、FTIR、N<,2>吸附和反应表征等手段对β和MCM-22沸石的酸性和孔结构及催化性能做了比较研究.结果表明,催化剂酸性和孔结构与其催化性能有密切关系.β沸石的总酸、B酸中心比MCM-22多,但L酸中心少.β沸石的B酸中心位于十二元环孔道内;MCM-22沸石的B酸中心位于不同的空间. MCM-22中微孔面积与体积比B沸石多.MCM-22沸石上苯烷基化反应的初活性比β沸石低,但稳定性优于β沸石,相同反应条件下MCM-22沸石上,以丙烯计的异丙苯选择性比β沸石低2-3﹪,二异丙苯选择性比β沸石高0.1-2﹪,三异丙苯的量比β沸石多10余倍,低温下丙烯齐聚物的生成量比β沸石多,正丙苯的生成量比β沸石低.
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