硼改性HZSM-5催化甲苯甲醇烷基化反應研究

張立東，王 蕾 ，周 博 ，高俊華 ，胡津仙 ，李文懷

（1.天津渤海職業技術學院 能源化工系,天津 300402；2.中國科學院 山西煤炭化學研究所 煤轉化國家重點實驗室，山西 太原 030001）

對二甲苯是一種重要的化工原料,在工業上主要用于制備對苯二甲酸,進而合成聚酯纖維。由于聚酯纖維性能優良,發展迅速，從而帶動了對二甲苯的生產。工業上對二甲苯的合成主要是以甲苯、C9芳烴及混合二甲苯為原料，通過歧化、異構化、吸附分離或深冷分離而制得。上世紀70年代美國Mobil公司開發了ZSM-5沸石以來，由于其規整的孔道結構，良好的熱穩定性和水熱穩定性,使得其在石油化工行業中得到了廣泛的應用，國內外相繼開展了甲苯、甲醇烷基化制對二甲苯的研究，雖然HZSM-5分子篩有很好的形狀選擇性，但其并未達到工業要求。為得到較高的對位選擇性，必須對HZSM-5進行改性。主要的改性方法有化學氣相沉積[1，2]，水熱處理[3]，元素負載改性[4]等，其中元素負載改性法以其操作簡單易行和易于重復等優點而最為常用。本實驗中，以硅鋁比 n（SiO2）/n（Al2O3）為 70 的 HZSM-5 沸石為基質，采用硼元素負載改性法對催化劑進行改性處理，并利用氨和喹啉程序升溫脫附和吡啶吸附紅外光譜等方法研究了其酸性，BET方法研究了分子篩孔容及孔徑分布，XRD方法研究了改性前后分子篩結構的變化，以甲苯甲醇烷基化反應為探針反應，討論了影響HZSM-5沸石對位選擇性的各種因素。

1 實驗部分

1.1 催化劑的制備

選用 HZSM-5 分子篩，硅鋁比 n（SiO2）/n（Al2O3）為70，使用前在馬弗爐內540℃焙燒3h。……