论文部分内容阅读
叔丁胺是一种重要的有机化工原料和医药中间体,可通过叔丁脲水解、叔丁基酰胺水解、卤代烷氨解、叔丁醇氨解、甲基叔丁基醚氨解以及异丁烯胺化等方法制备。其中异丁烯直接胺化法具有原子利用率100%,生产过程清洁无污染等优点,因此此合成路线引起人们的广泛关注。沸石分子筛是具有酸性和规则孔道结构的多孔材料,被广泛应用于各类催化反应中。美国空气与化学品公司和德国巴斯夫公司将HZSM-5和BEA沸石作为异丁烯直接胺化制备叔丁胺反应的催化剂,取得较好的研究结果。本文在HZSM-5沸石上进行了异丁烯直接胺化制备叔丁胺反应的研究,通过考察HZSM-5沸石的酸性、金属改性以及反应工艺条件等因素对胺化反应的影响,并结合XRD、NH3-TPD和氮气物理吸附等表征手段,取得了以下研究结果：1.在异丁烯直接胺化反应中,高硅HZSM-5沸石分子筛比低硅HZSM-5沸石分子筛表现出更好的催化活性,表明胺化反应中需要HZSM-5沸石分子筛具有适宜的酸量和酸强度。2.具有高比表面积和多级孔道结构的沸石分子筛催化剂在胺化反应中未展现出异丁烯转化率的明显提升,表明分子扩散不是胺化反应的控制步骤,另一方面,再次表明胺化反应中需要HZSM-5沸石分子筛具有适宜的酸量和酸强度。3.在本论文中,采用浸渍法负载Li、Zn、La、Ce的HZSM-5沸石分子筛催化剂上的异丁烯直接胺化反应研究中,未见改性对胺化反应有明显的影响,然而,对催化剂的制备方法以及胺化反应机理等还需要进一步深入研究。4.在异丁烯直接催化胺化制备叔丁胺的热力学研究中,低温、高压、较高的进料氨烯比对提高异丁烯的转化率有促进作用,这样的结论在实验中也得到了印证。在反应温度为260℃、氨烯摩尔比为1-3、异丁烯空速为7h-1时,反应压力愈高愈好。5.本文在反应温度260℃、反应压力7.5MPa、氨烯摩尔比1.5、异丁烯空速2.8h-1的实验条件下,异丁烯保持5%的转化率,无副产物,连续运转14天,催化剂未见失活。