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基本信息

項(xiàng)目名稱：
固體酸催化合成芐基甲苯的工藝研究
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
本工藝為企業(yè)開發(fā)芐基甲苯合成新工藝，解決傳統(tǒng)芐基甲苯合成工藝污染和設(shè)備腐蝕嚴(yán)重問題，通過催化劑篩選和反應(yīng)條件條件優(yōu)化，確定了最佳反應(yīng)條件，催化劑可回收套用，制備方法簡(jiǎn)便，成本低廉，且催化劑可回收套用，具有較好的工業(yè)化應(yīng)用前景。
詳細(xì)介紹：
本工藝為企業(yè)開發(fā)芐基甲苯合成新工藝，解決傳統(tǒng)芐基甲苯合成工藝污染和設(shè)備腐蝕嚴(yán)重問題。本課題在自制固體酸催化劑催化下，通過甲苯與氯化芐的芐基化反應(yīng)合成了芐基甲苯。通過催化劑篩選和反應(yīng)條件條件優(yōu)化，確定了最佳反應(yīng)條件。優(yōu)化反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度為120℃，氯化芐投料量為63.5g（0.5mol），n（甲苯）：n（氯化芐）為6，催化劑用量為3.0g，反應(yīng)時(shí)間為11小時(shí)（氯化芐滴加10小時(shí)，然后再反應(yīng)1小時(shí)），產(chǎn)物收率最高可達(dá)84.0%。放大驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)表明該反應(yīng)工藝具有較好的重復(fù)性。本工藝可從根本上解決傳統(tǒng)芐基甲苯均相催化合成工藝污染和設(shè)備腐蝕嚴(yán)重的問題，降低了生產(chǎn)成本。催化劑成本低廉，合成工藝操作簡(jiǎn)便，適合于工業(yè)化生產(chǎn)，具有較好的工業(yè)化應(yīng)用前景。

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  • 固體酸催化合成芐基甲苯的工藝研究

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

目的：固體酸催化合成芐基甲苯的工藝研究 基本思路： 1.前言:課題簡(jiǎn)介及目的意義。 2.實(shí)驗(yàn)部分:催化劑的制備、篩選、合成工藝優(yōu)化方法。 3.結(jié)果與討論：催化劑的篩選。合成工藝優(yōu)化、催化劑套用等實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論。 4.結(jié)論

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

本工藝采用固體酸催化劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)均相催化劑，代表了芐基甲苯合成的最新研究趨勢(shì)。與其他催化方法相比，催化劑制備方法簡(jiǎn)便，成本低廉，反應(yīng)收率和選擇性高，且具有較好的套用可行性，具有較好的工業(yè)化應(yīng)用價(jià)值。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

本工藝為企業(yè)開發(fā)芐基甲苯合成新工藝，可從根本上解決傳統(tǒng)芐基甲苯合成工藝污染和設(shè)備腐蝕嚴(yán)重問題，催化劑可制備方法簡(jiǎn)便，成本低廉，且催化劑可回收套用，具有較好的工業(yè)化應(yīng)用價(jià)值。利用該工藝生產(chǎn)芐基甲苯，可較大提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

學(xué)術(shù)論文摘要

本課題在自制固體酸催化劑催化下，通過甲苯與氯化芐的芐基化反應(yīng)合成了芐基甲苯。通過催化劑篩選和反應(yīng)條件條件優(yōu)化，確定了最佳反應(yīng)條件。優(yōu)化反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度為120℃，氯化芐投料量為63.5g（0.5mol），n（甲苯）：n（氯化芐）為6，催化劑用量為3.0g，反應(yīng)時(shí)間為11小時(shí)（氯化芐滴加10小時(shí)，然后再反應(yīng)1小時(shí)），產(chǎn)物收率最高可達(dá)84.0%。放大驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)表明該反應(yīng)工藝具有較好的重復(fù)性。本工藝可從根本上解決傳統(tǒng)芐基甲苯均相催化合成工藝污染和設(shè)備腐蝕嚴(yán)重的問題，降低了生產(chǎn)成本。催化劑成本低廉，合成工藝操作簡(jiǎn)便，適合于工業(yè)化生產(chǎn)，具有較好的工業(yè)化應(yīng)用前景。

獲獎(jiǎng)情況

無

鑒定結(jié)果

無

參考文獻(xiàn)

[1] 趙海明等. 無機(jī)法合成WHZSM-5及其催化合成芐基甲苯性能研究.化學(xué)工程師. 2009,23(6):65-67. [2] 王知彩等.固體超強(qiáng)酸催化劑催化甲苯與氯化芐的芐基化反應(yīng).石油化工. 2005,34(10):954-958. [3] 馬濤等. 二氧化硅負(fù)載離子液體在合成芐基甲苯中的應(yīng)用.工業(yè)催化. 2009,17(7):53-55.

同類課題研究水平概述

生產(chǎn)芐基甲苯采用的催化劑主要有：Lewis酸(三氯化鋁，三氟化硼，四氯化鈦，三氯化鐵等)和質(zhì)子酸(氫氟酸，硫酸，磷酸等)兩類。 目前，三氯化鋁等傳統(tǒng)均相催化劑在芐基甲苯的合成中仍廣泛使用。這種均相催化反應(yīng)過程中消耗大量的三氯化鋁，并且設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，多芐基化副產(chǎn)物多，在后處理分餾洗滌過程中消耗大量的堿，對(duì)環(huán)境造成了巨大的污染。采用固體酸催化法合成芐基甲苯是近年來的研究熱點(diǎn)。趙海明等人采用WHZSM-5催化劑，王知彩等人采用SO2-/ZrO2催化劑合成了芐基甲苯，但存在著催化劑價(jià)格昂貴、制備工藝復(fù)雜及選擇性不高的確定。馬濤等人采用負(fù)載離子液體催化劑合成了芐基甲苯，但產(chǎn)品選擇性較低，僅為72.35%，且設(shè)備投資大，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。 本工藝開發(fā)固體酸催化合成芐基甲苯的新工藝，催化劑在反應(yīng)結(jié)束后可通過過濾除去，并可回收再用，可解決傳統(tǒng)芐基甲苯均相催化合成工藝污染和設(shè)備腐蝕嚴(yán)重的問題，并降低生產(chǎn)成本。催化劑成本低廉，合成工藝操作簡(jiǎn)便，適合于工業(yè)化生產(chǎn)，具有較好的工業(yè)化應(yīng)用前景。該工藝代表了芐基甲苯合成工藝研究的最新進(jìn)展。
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