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甲苯甲醇烷基化以石油化工相对过剩的甲苯和煤化工廉价的甲醇为原料,通过择形催化制备高选择性的对二甲苯。ZSM-5分子筛是最常用的催化剂。但在低硅ZSM-5分子筛上,甲苯甲醇烷基化反应得到的是邻、间、对二甲苯的平衡组成。通过多步复合改性可以提高对二甲苯的选择性和稳定性,但催化剂制备周期长,重复性差。为了实现对二甲苯的选择性和催化剂稳定性的统一,并简化制备流程,本文从ZSM-5分子筛母体入手,合成不同硅铝比的ZSM-5团聚体,具体研究内容如下:在廉价体系下,合成了不同硅铝比的团聚体ZSM-5,并探讨了分子筛的硅铝比、成型方式及挤条成型中粘结剂用量对催化反应的影响。研究结果表明,相对于压片成型,挤条成型的ZSM-5分子筛由于粘结剂的加入,覆盖了ZSM-5表面的酸性位点,提高了PX的选择性;相比于5%和20%的氧化铝用量,挤条成型中氧化铝的用量为催化剂总质量的13%时,得到的分子筛的对二甲苯选择性最高,催化性能最好;对于13%氧化铝挤条成型的团聚体ZSM-5,当分子筛的硅铝比为75时,ZSM-5的酸性与酸量有利于高对二甲苯选择性的实现,PX选择性可达到55%以上。为了提高对二甲苯的选择性,对催化剂进行了单步改性。实验结果表明,单组份的La2O3、P2O5、SiO2改性都可以提高对二甲苯的选择性,且随着改性剂的负载量增加,PX选择性不断提高。特别是当负载10%P2O5时,PX的选择性可达到80%以上,反应100h未出现明显失活,ZSM-5催化剂表现出较高的活性和稳定性。为了提高催化剂的稳定性,对ZSM-5分子筛进行后处理,包括SiO2挤条后干胶转化包覆S-1、苛刻条件下的碱处理及五氧化二磷和铂的复合改性。实验结果表明,SiO2挤条提高了PX的选择性,但过多的SiO2用量,造成了孔道部分堵塞,加速了催化剂失活;而经干胶转化为S-1后,催化剂孔道疏通,同时提高了甲苯转化率和催化剂稳定性;相对于低浓度的NaOH溶液处理分子筛,高浓度NaOH溶液处理分子筛产生了较少的介孔,经10%P2O5改性后对二甲苯的选择性较高。最后,通过对分子筛进行碱处理、P2O5及Pt复合改性,实现了催化剂高活性、高选择性和高稳定性的统一,即1mol/L氢氧化钠碱处理,提高甲苯转化率,10%P2O5改性,将PX选择性提高到91.5%,在此基础上,微量的Pt改性在保证甲苯转化率的同时,将PX选择性提高到96%,反应505h不失活。