畢濤 鐘兆鵬(陜西華電榆橫煤化工有限公司,陜西 榆林 719000)

甲苯與甲醇烷基化制對二甲苯高穩(wěn)定性催化劑的研究

畢濤 鐘兆鵬(陜西華電榆橫煤化工有限公司,陜西 榆林 719000)

對二甲苯是一種具有芳香氣味的無色透明的液體，可以與不同的有機(jī)溶劑進(jìn)行相應(yīng)的混合，歸類于有機(jī)化工原料。對二甲苯在工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)了非常重要的位置，主要用來進(jìn)行對苯二甲酸和對苯二甲酸乙二醇酯的生產(chǎn)，市場非常廣闊。近年來，石油產(chǎn)業(yè)受到嚴(yán)重的沖擊，石油資源面臨著枯竭的危險，所以，改善對二甲苯的生產(chǎn)方法是非常必要的，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法已經(jīng)不能滿足對二甲苯的生產(chǎn)要求，而甲苯與甲醇烷基化制能在很大程度上滿足對二甲苯生產(chǎn)的需求。甲苯與甲醇烷基化制主要是通過調(diào)變催化劑的孔結(jié)構(gòu)和酸性制備高選擇性催化劑。本文闡述了對二甲苯的相關(guān)內(nèi)容，以及甲苯與甲醇催化劑的研究情況，分析了甲苯與甲醇烷基化的反應(yīng)機(jī)理。

甲苯；甲醇；烷基化；對二甲苯；高穩(wěn)定性催化劑

對二甲苯的應(yīng)用范圍非常廣，在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用，普遍應(yīng)用于醫(yī)藥、化纖等的生產(chǎn)中。對二甲苯的生產(chǎn)方法也是非常多樣的，而甲苯與甲醇的催化合成是對二甲苯生產(chǎn)的新的工藝途徑。這種對二甲苯的生產(chǎn)方法有著鮮明的優(yōu)勢，在一定程度上提高了甲苯的利用率，同時，將甲醇作為對二甲苯生產(chǎn)的原材料也是非常有利的，甲醇具有來源豐富的優(yōu)勢，經(jīng)過一系列的反應(yīng)之后，得到的對二甲苯產(chǎn)物是高選擇性的，將對二甲苯產(chǎn)物進(jìn)行提純，這個過程做出了相應(yīng)的簡化，經(jīng)濟(jì)收益有了非常大的提高。當(dāng)下，我們國家在環(huán)保上投入的力度越來越大，環(huán)保的觀念在人民群眾中慢慢普及開來，甲苯與甲醇烷基化制生產(chǎn)對二甲苯的這種工藝方法很好地與當(dāng)下的環(huán)保觀念相適應(yīng)，與此同時這種工藝方法的優(yōu)勢是十分鮮明的，所以，甲苯與甲醇生產(chǎn)對二甲苯的方法是可以成為主要的生產(chǎn)方法的。

1 對二甲苯的內(nèi)涵

（1）對二甲苯無色、透明、液體，是一種具有芳香味道的有毒物質(zhì)。在水中不可溶，但是在酒精、苯等有機(jī)溶劑中呈現(xiàn)可溶的狀態(tài)。對二甲苯的蒸汽和液體都是容易燃燒的。如果將對二甲苯進(jìn)行攪動是會產(chǎn)生靜電的。因為對二甲苯是一種有毒的物質(zhì)，所以，如果將對二甲苯呼入人體，那么將產(chǎn)生非常大的危害，甚至造成窒息的狀況。

（2）對二甲苯的使用范圍是非常廣的，有著非常重要的作用，對二甲苯可以進(jìn)行對苯二甲酸和對苯二甲酸二甲酯的生產(chǎn)，這兩種物質(zhì)再同乙二醇進(jìn)行反應(yīng)可以生成對苯二甲酸乙二醇酯。對苯二甲酸乙二醇酯的應(yīng)用范圍也是非常廣的，它同樣具有鮮明的優(yōu)勢，比如：物理機(jī)械性能和電絕緣性都非常好、抗摩擦、抗腐蝕等等，在化纖、電子等行業(yè)都有普遍的應(yīng)用。

（3）經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展的速度越來越快，在經(jīng)濟(jì)和科技快速發(fā)展的當(dāng)下，聚酯工業(yè)和對苯二甲酸工業(yè)也呈現(xiàn)出不斷上升的趨勢，在這個過程中，PX產(chǎn)業(yè)有了非常迅速的發(fā)展。

02年之前，我們國家對對苯二甲酸的投資做出了相應(yīng)的限制，所以PX處于一種平穩(wěn)的狀態(tài)。不過，近年來，我們國家的國名經(jīng)濟(jì)一直不斷地發(fā)展，實現(xiàn)了很大的突破，這使得對二甲苯酸得到了更大的發(fā)展空間，需求量的不斷增多，使對二甲苯酸普遍應(yīng)用于各個領(lǐng)域中。對二甲苯酸從限制類的產(chǎn)品變成了鼓勵類的產(chǎn)品，這項改變的實行，使得對二甲苯酸的需求量猛增，市場不斷擴(kuò)容，對二甲苯酸的使用范圍不斷擴(kuò)大，這樣的改變帶動了PX的需求。同時，對二甲苯酸在很大程度上的增加使得PX不能及時的供應(yīng)。

近年來，PX的產(chǎn)量不斷增多，出進(jìn)口的數(shù)量也在不斷增長的過程中，隨著社會經(jīng)濟(jì)和對二甲苯酸的迅速發(fā)展，在未來的一段時間內(nèi)，PX各方面的數(shù)量都將得以更快的增長。

2 甲苯與甲醇烷基化制的優(yōu)點

甲苯與甲醇烷基化這種生產(chǎn)方法具有鮮明的優(yōu)點，通過這種方法來進(jìn)行對二甲苯的生產(chǎn)是非常有利的，而且這個過程是非常簡便的，經(jīng)過一次反應(yīng)就可以制得高選擇性的對二甲苯，可以不必通過異構(gòu)化和分離精制這兩個階段，同時，在生產(chǎn)的過程中，所需要用到的生產(chǎn)設(shè)備是非常少的，工藝流程非常簡短，那么，這就使得成本的投入和支出得以銳減。在甲苯的利用和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上都做出了很大程度的改善，經(jīng)濟(jì)收益不斷提高。近年來，石油資源的短缺使得對二甲苯的生產(chǎn)面臨著重大的危機(jī)，所以要跳脫出是有這一限制，開發(fā)新的生產(chǎn)工藝，而甲苯與甲醇烷基化制對二甲苯是這種狀況之下非常有利的生產(chǎn)方法。

3 甲苯與甲醇烷基化和擇形催化的原理

（1）F－C原理是甲苯與甲醇烷基化反應(yīng)的基礎(chǔ)，是一種親電取代反應(yīng)。B酸是甲苯與甲醇烷基化反應(yīng)的主要活性中心，在催化劑的B酸中心上甲醇被活化，形成了甲氧基正離子進(jìn)攻弱吸附的甲苯，把甲基轉(zhuǎn)移到苯環(huán)上，而且進(jìn)行了質(zhì)子的傳遞。

（2）在沸石分子篩晶體內(nèi)部存在著相應(yīng)的孔道，甲苯和甲醇反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)可以通過這些孔道進(jìn)入晶體的內(nèi)部，進(jìn)行一定程度的接觸。沸石分子篩被用作催化劑，在晶體內(nèi)部實現(xiàn)催化。

4 結(jié)語

傳統(tǒng)的對二甲苯的生產(chǎn)需要從石油中進(jìn)行獲取，但是石油資源一直處在不斷的枯竭過程中，所以，要從非石油的方向出發(fā)進(jìn)行對二甲苯生產(chǎn)方法的探究，而且這是目前非常重要的一個研究課題。甲苯與甲醇合成對二甲苯是一種有著明顯優(yōu)勢的生產(chǎn)方法，市場需求越來越大，應(yīng)用范圍也越來越廣。

[1]梅相銀.近年國內(nèi)外對二甲苯供需分析及發(fā)展建議[J].當(dāng)代石油石化.2012,20(7):31-36.

[2]曹勁松，張軍民，許磊，等.甲苯甲醇烷基化制PX技術(shù)的開發(fā)優(yōu)勢[J].石油化工技術(shù)與經(jīng)濟(jì).2010,26(1)8-10.

[3]張志萍，趙巖，吳宏宇，等.改性納米HZSM－5催化劑上甲苯與甲醇的烷基化反應(yīng)[J].催化學(xué)報.2011,32(7):1280-1286.