论文部分内容阅读
本文分别对苯酚、3,5-二甲酚与甲醇气相邻位单甲基化反应进行了研究。采用共沉淀方法制备铁系催化剂,考察了催化剂制备工艺的影响,添加助催化剂碱金属、碱土金属、过渡金属的影响,对催化机理、催化剂失活和再生进行了探讨；通过多种表征方法以及催化剂评价结果,对催化剂进行了筛选,并进行了工艺条件优化。采用浸渍法制备了负载型氧化铁催化剂,进行了催化剂制备考察。对苯酚、3,5-二甲酚与甲醇气相邻位单甲基化反应进行了热力学分析,并采用ASPEN软件对该反应体系进行模拟,提供了热力学基本数据。共沉淀方法制备铁系催化剂中,催化剂制备工艺对催化剂性能影响较大,其中焙烧温度、中和温度的影响尤为显著。助催化剂Sn表现出较高的催化活性,引入K助催化剂可有效改善催化剂的选择性,最终得到添加比例为Fe2O3:SnO2:K2O=1:0.05:0:001(原子比)的复合氧化物催化剂。该催化剂用于苯酚邻位单甲基化反应,反应温度360-380℃,液时空速为0.12hr-1,n(苯酚：甲醇：水)=1：1.2：2时,邻甲酚的收率最高55.0%。该催化剂用于3,5-二甲酚邻位单甲基化反应,温度范围为340-360℃,液时空速不小于0.54hr-1,n(3,5-二甲基苯酚：甲醇：环己烷)=1：0.5：1时,3,5-二甲基苯酚转化率为12.8%,2,3,5-三甲酚的选择性可达到100%。采用浸渍法制备的负载型氧化铁催化剂,在焙烧温度550℃、Al2O3为载体时,Fe2O3/Al2O3=10/100的催化剂,用于苯酚与甲醇气相烷基化反应,苯酚的转化率为16.1%,邻甲酚收率为15.3％。Fe2O3/Al2O3=15/100的催化剂,用于3,5-二甲苯酚与甲醇气相烷基化反应,3,5-二甲酚的转化率可到85.8%,2,3,5-三甲酚的收率为56.6%。热力学计算和ASPEN软件模拟分别表明,苯酚、3,5-二甲酚的邻位单甲基化反应为不可逆反应,物料配比对甲基化反应的影响显著,反应温度对甲基化反应的影响较小。