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异丁烯齐聚反应产物二聚体和三聚体加氢后作为汽油调合组分,可提高汽油的辛烷值并减少含铅量。同时异丁烯二聚体是合成异壬醇、对叔辛基酚、农药乳化剂、聚合度调节剂的原料,异丁烯三聚体是环氧树脂固化剂、润滑油添加剂和防锈剂的合成原料。因此异丁烯的齐聚反应受到越来越多的重视。异丁烯进行阳离子聚合时,碳正离子活性中心容易发生甲基迁移、氢迁移和尾尾结合等异构化反应,产生多种性能近似的同分异构体。为此,本文首先根据异丁烯聚合机理推断出可能的产物结构,采用量子化学方法对不同产物生成的可能性大小进行比较,并以阳离子树脂Amberlyst-35为催化剂在固定床反应器中对异丁烯齐聚反应进行了研究。实验结果表明异丁烯齐聚反应产物主要是异丁烯二聚体、三聚体和四聚体的同分异构体,采用气质联用方法对齐聚反应产物进行分析,发现异丁烯二聚体主要由五种异构体、三聚体主要由七种异构体、四聚体主要由三种异构体组成,为深入研究异丁烯齐聚反应奠定了基础。其次,本文以阳离子树脂Amberlyst-35为催化剂在高压釜中对异丁烯齐聚反应动力学进行研究,通过理论分析及实验探索,建立了异丁烯齐聚反应动力学模型,并根据模型推导出异丁烯齐聚反应动力学方程,为提高异丁烯齐聚反应产物选择性、收率及其工业化生产奠定基础。再次,本文以Amberlyst-35阳离子树脂为催化剂,在固定床反应器中重点考察了反应压力和反应温度对异丁烯三聚产物收率的影响。实验结果表明,在催化剂装填量为1g、进料流量为1.2mL/min时,最优异丁烯三聚体收率出现在1.3MPa、80℃,异丁烯三聚体收率达到了68.07%。最后,本文在相同实验条件下对1-丁烯与异丁烯的齐聚反应进行比较,着重考察了催化剂对1-丁烯与异丁烯转化率、齐聚产物收率及其结构的影响,结合理论知识,对实验结果进行了合理解释。该部分的研究是对烯烃齐聚反应机理的进一步补充及验证。