正丁烷异构化催化剂的制备及其研究进展.doc

正丁烷异构化催化剂的制备及其研究进展.doc正丁烷异构化催化剂的制备及其研究进展
陈晓霞
（钦州学院 化学工程与工艺081班 0811401114 ）
摘要：介绍正丁烷异构化反应机理、影响其反应因素、催化剂的制备，影响 化剂催化性能的因素，及催化剂的研究进展。
关键词：氧化铝氧化错氧化钩正丁烷异构化反应机理
化剂进展
・/ ・ 一
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随着我国炼油工业用石油法制乙烯产量的提高，产牛大量的副产物G副产 物c」经过萃取精饰抽提丁二烯后的混合a,包含正丁烯、异丁烯、正丁烷和异 丁烷。正丁烷苯法制顺肝，因需求有限一直难以扩大牛产。现-•般作为工业燃料 或冷冻剂，利用率低，提高正丁烷的利用率迫在眉睫⑴。正丁烷异构化产物界丁 烷是烷基化反应的主要原料和合成甲基叔丁基瞇（MTBE）等汽油添加剂的重要前 驱体。广泛用于染料、化学合成致冷剂、合成橡胶、航空汽油、照明等。其重要 性有：（1）脱氢制成异丁烯，是合成MTBE和乙基叔丁基醸（ETBE）等无铅汽 油添加剂的主要原料。（2）牛产丁基橡胶、聚异丁烯、甲基内烯酸甲酯和异戊 二烯等精细化工产品的原料。（3）界丁烷与界丁烯经桂化而制得异辛烷，作为汽 油辛烷值的改进剂。FI前，畐I］产物G屮的烯坯可有效地利用，而正丁烷的利用 率比较低，转化为异丁烷后可大大提高其附加值。
1烷桂异构化反应机理
烷绘异构化反应机理一般包扌舌以下儿步：（1）正构烷桂吸附于金属屮心，在 金属中心上脱氢生成烯冷（2）生成的烯坯从金属中心转移到酸性中心；（3）烯 坯在酸性屮心上获得一个质子形成正碳离子，正碳离子骨架异构或裂化为-•个新 的正碳离子和一个小分子烯坯；（4）烯炷迁移到金属屮心；（5）烯坯在金属屮 心上加氢并脱附⑵。
烷性界构化反应机理因所使用的催化剂的不同而不同,其催化剂大致可分为 酸性催化剂和金属/酸性载体双功能催化剂两大类,其机理也相应地分为酸性催 化机理和双功能催化机理。
1. 1 酸性催化剂异构化反应机理131
采用酸性催化剂吋,异构化反应通过正碳离子链传递的方式来完成。正构烷 性吸附于催化剂的酸小心丄形成正碳离子，正碳离子B位的C -C键易于断裂, 并使断裂的基团接在正碳离了位上，通过正碳离子的链式传递的方式，界构化反 应就可不断进行下去。
按照反应过渡态参与反应分子的数量，又分为单分子机理和双分子机理［31o 单分子机理最早是由Brouwer和Hogeveen在研究液体酸介质屮的正丁烷杲构 化吋提出的。正丁烷首先形成丁基碳正离子，然后牛成甲基环内烷碳正离子屮间 体，这种屮间体有两种开环途径：
（1）开环后，形成仲碳正离子，重新牛成正 丁烷。如反应物是13C标记的正丁烷，则同时发牛1- 2迁移；（2）开环 后，形成伯碳正离子，发牛杲构化反应，牛成异丁烷。Yang等对单分子机理进 行了修正：即在酸性足够强的超强酸上，正丁烷首先形成们碳正离子而非仲碳正 离子，然后牛成甲基环内烷碳正离子屮间体，再开环形成异丁烷。双分子机理也 称为双分子二聚一裂解机理。双分子机理主要涉及到CJ"间体，CJU间体由丁基 碳正离子和烯坯通过烷基化反应得到，然后经异构化、0-断裂和氢转移等一 系列复杂过程，最后牛成杲丁烷、内烷、戊烷和界戊烷等
1. 2双功能催化剂异构化反应机理⑴
当采用金属/酸性载体的双功能催化剂吋，界构化将通过双功能机理进行。 这时，金属屮心