基本信息
- 项目名称：
- 固体酸催化合成苄基甲苯的工艺研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本工艺为企业开发苄基甲苯合成新工艺，解决传统苄基甲苯合成工艺污染和设备腐蚀严重问题，通过催化剂筛选和反应条件条件优化，确定了最佳反应条件，催化剂可回收套用，制备方法简便，成本低廉，且催化剂可回收套用，具有较好的工业化应用前景。
- 详细介绍：
- 本工艺为企业开发苄基甲苯合成新工艺，解决传统苄基甲苯合成工艺污染和设备腐蚀严重问题。本课题在自制固体酸催化剂催化下，通过甲苯与氯化苄的苄基化反应合成了苄基甲苯。通过催化剂筛选和反应条件条件优化，确定了最佳反应条件。优化反应条件为：反应温度为120℃，氯化苄投料量为63.5g（0.5mol），n（甲苯）：n（氯化苄）为6，催化剂用量为3.0g，反应时间为11小时（氯化苄滴加10小时，然后再反应1小时），产物收率最高可达84.0%。放大验证实验表明该反应工艺具有较好的重复性。本工艺可从根本上解决传统苄基甲苯均相催化合成工艺污染和设备腐蚀严重的问题，降低了生产成本。催化剂成本低廉，合成工艺操作简便，适合于工业化生产，具有较好的工业化应用前景。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：固体酸催化合成苄基甲苯的工艺研究 基本思路： 1.前言:课题简介及目的意义。 2.实验部分:催化剂的制备、筛选、合成工艺优化方法。 3.结果与讨论：催化剂的筛选。合成工艺优化、催化剂套用等实验结果及讨论。 4.结论
科学性、先进性及独特之处
- 本工艺采用固体酸催化剂代替传统均相催化剂，代表了苄基甲苯合成的最新研究趋势。与其他催化方法相比，催化剂制备方法简便，成本低廉，反应收率和选择性高，且具有较好的套用可行性，具有较好的工业化应用价值。
应用价值和现实意义
- 本工艺为企业开发苄基甲苯合成新工艺，可从根本上解决传统苄基甲苯合成工艺污染和设备腐蚀严重问题，催化剂可制备方法简便，成本低廉，且催化剂可回收套用，具有较好的工业化应用价值。利用该工艺生产苄基甲苯，可较大提高企业经济效益。
学术论文摘要
- 本课题在自制固体酸催化剂催化下，通过甲苯与氯化苄的苄基化反应合成了苄基甲苯。通过催化剂筛选和反应条件条件优化，确定了最佳反应条件。优化反应条件为：反应温度为120℃，氯化苄投料量为63.5g（0.5mol），n（甲苯）：n（氯化苄）为6，催化剂用量为3.0g，反应时间为11小时（氯化苄滴加10小时，然后再反应1小时），产物收率最高可达84.0%。放大验证实验表明该反应工艺具有较好的重复性。本工艺可从根本上解决传统苄基甲苯均相催化合成工艺污染和设备腐蚀严重的问题，降低了生产成本。催化剂成本低廉，合成工艺操作简便，适合于工业化生产，具有较好的工业化应用前景。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1] 赵海明等. 无机法合成WHZSM-5及其催化合成苄基甲苯性能研究.化学工程师. 2009,23(6):65-67. [2] 王知彩等.固体超强酸催化剂催化甲苯与氯化苄的苄基化反应.石油化工. 2005,34(10):954-958. [3] 马涛等. 二氧化硅负载离子液体在合成苄基甲苯中的应用.工业催化. 2009,17(7):53-55.
同类课题研究水平概述
- 生产苄基甲苯采用的催化剂主要有：Lewis酸(三氯化铝，三氟化硼，四氯化钛，三氯化铁等)和质子酸(氢氟酸，硫酸，磷酸等)两类。 目前，三氯化铝等传统均相催化剂在苄基甲苯的合成中仍广泛使用。这种均相催化反应过程中消耗大量的三氯化铝，并且设备腐蚀严重，多苄基化副产物多，在后处理分馏洗涤过程中消耗大量的碱，对环境造成了巨大的污染。采用固体酸催化法合成苄基甲苯是近年来的研究热点。赵海明等人采用WHZSM-5催化剂，王知彩等人采用SO2-/ZrO2催化剂合成了苄基甲苯，但存在着催化剂价格昂贵、制备工艺复杂及选择性不高的确定。马涛等人采用负载离子液体催化剂合成了苄基甲苯，但产品选择性较低，仅为72.35%，且设备投资大，不适合工业化生产。 本工艺开发固体酸催化合成苄基甲苯的新工艺，催化剂在反应结束后可通过过滤除去，并可回收再用，可解决传统苄基甲苯均相催化合成工艺污染和设备腐蚀严重的问题，并降低生产成本。催化剂成本低廉，合成工艺操作简便，适合于工业化生产，具有较好的工业化应用前景。该工艺代表了苄基甲苯合成工艺研究的最新进展。
