论文部分内容阅读
本文主要是探索以甲苯与戊二烯为原料，在催化剂存在下合成2，6-二甲基萘(2，6-DMN)的工艺路线，并对其第一步反应——甲苯与戊二烯经烷基化生成戊烯基甲苯的反应进行了研究。
首先，概述了聚2，6-萘二甲酸二乙醇酯(PEN)的特性及应用前景，综述了合成PEN原料的制备方法，提出了以甲苯与戊二烯经烷基化、环化、脱氢及异构化反应合成2，6-DMN的工艺路线，指出了烷基化反应将是该工艺的关键。并对该工艺的烷基化及总包反应过程进行了热力学计算。计算结果表明，烷基化反应在常压、298～500K温度下可以进行，并且是放热反应，平衡常数高于106。
接着，通过实验重点研究了甲苯与戊二烯的烷基化反应。从大量的催化剂筛选实验中，发现无水AlC13、无水AlCl3与HCl络合物、多种Y型分子筛对甲苯与戊二烯烷基化具有一定的催化作用。其中，多种Y型分子筛及硅胶可以作为无水AlCl3催化剂的载体。
采用筛选出来的催化剂，对气气相催化合成工艺、液液相(直接法、溶剂法、反应精馏法、高压法)催化合成工艺进行了实验研究。从不同合成工艺的结果来看，液液相合成工艺中的直接法及催化反应精馏工艺比较合适。
直接法催化合成工艺中，考察了反应时间、催化剂配比、反应温度对催化合成反应的影响。通过实验发现，合适的反应时间2～5小时，反应温度0～90℃，催化剂配比4～15％，此时戊二烯转化率5～25％，戊烯基甲苯收率2～12％。
催化反应精馏工艺中，考察了原料配比、催化剂配比、反应时间对反应的影响。实验发现，合适的反应时间2～6小时，反应温度70～90℃，催化剂配比2～15％，原料配比2～6，此时戊二烯转化率5～30％，戊烯基甲苯收率2～20％。
随后，探讨了甲苯与戊二烯烷基化反应机理。具体反应历程是：首先，亲电试剂进攻戊二烯的双键，生成碳正离子；接着，碳正离子作为亲电试剂再进攻甲苯的苯环，发生亲电取代反应。
最后，以人工神经网络对甲苯与戊二烯的烷基化反应过程建模，以烷基化产物戊烯基甲苯的收率为指标，对该反应模型进行优化。通过优化发现，合成反应比较合适的工艺条件是：原料配比4～5，催化剂配比4.0～8.0mol％，反应温度70～90℃，反应时间2～4hr，此时戊烯基甲苯收率26.67～33.93％。最佳工艺条件是：原料配比4.39，催化剂配比4.43mol％，反应温度82℃，反应时间2.6hr，此时戊烯基甲苯收率33.93％。