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环己醇是一种重要的原料和化工中间体,用于生产己二酸、己内酰胺和染料等。采用ZSM-5分子筛催化环己烯水合反应合成环己醇是一种环境友好的工艺。本文对制备的ZSM-5分子筛催化剂进行了改性。一方面采用三甲基氯硅烷(TMCS)对ZSM-5分子筛疏水化改性制得TMCS-ZSM-5催化剂,适宜负载量为4wt%。另一方面用铌酸对ZSM-5分子筛进行酸化改性,修饰其表面的酸量,制得Nb2O5-ZSM-5催化剂,适宜负载量为0.5wt%。此外,同时采用铌酸和三甲基氯硅烷对ZSM-5分子筛改性,制得TMCS-Nb-ZSM-5催化剂,既增加了催化剂的表面酸性又提高了其疏水性。二次改性的催化剂对环己烯水合反应的的催化效果明显提高。在排除扩散等因素影响的前提下,采用TMCS-Nb-ZSM-5(硅铝比为25)分子筛作为催化剂,优化了其催化环己烯水合反应的工艺条件,包括反应温度、反应时间、反应原料质量比、催化剂含量等条件对水合工艺的影响,得到适宜的反应条件为:在不加搅拌静置条件下,反应温度130℃,反应时间5h,反应压力为常压,催化剂含量20wt%,原料油水质量比为0.4(w/w)。环己烯转化率可以达到7.30%,选择性高达99.90%。在搅拌加压情况下,反应温度130℃,反应时间2h,反应压力0.6Mpa,催化剂含量30wt%,原料油水质量比为0.5(w/w)。环己烯转化率可达12.94%,选择性为99.91%。最后,本文对环己烯水合反应动力学进行了研究。对TMCS-Nb-ZSM-5分子筛催化环己烯水合反应建立了动力学模型,此模型计算结果与实验数据拟合较好。判断得出在TMCS-Nb-ZSM-5分子筛催化下,环己烯水合反应遵从ER反应机理,水分子首先吸附在催化剂表面形成水合氢离子,然后和体相中的环己烯分子反应生成环己醇。根据动力学模型计算得出该反应的活化能为70.39kJ/mol。