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异丁烯是一种重要的有机化工原料,用于生产甲基叔丁基醚(MTBE)、丁基橡胶、抗氧剂及多种精细化学品,其用量随石油化工产品精细化的深入而增长。 增产异丁烯方法较多,其中正丁烯骨架异构工艺可将用途较少的正丁烯转化为异丁烯。这一工艺的研究引人注目,技术开发进展迅速。在众多研究工作中,对沸石催化剂上的反应机制认识不一,一些基本的反应规律还不甚清楚。为了进一步发展这一工艺,有必要继续深入探讨这些问题。本课题选择夕沸石和镁碱(Fer)沸石,对其酸特点和孔结构对丁烯转化反应影响的若干规律进行了研究。 结果表明,H-β沸石与H-Fer沸石比较,后者酸量多,酸强度高,B酸/L酸比值大。丁烯在所研究沸石上的转化,以骨架异构与齐聚一裂解竞争反应的形式进行。B酸是丁烯骨架异构和烯烃裂解积炭活性中心,L酸是烯烃齐聚活性中心,L酸与B酸的协同作用所引致烯烃齐聚—裂解反应也是产生异丁烯的一种方式。 β沸石由于通畅的十二元环三维通道结构和富含L酸的酸分布特点,使得丁烯在400℃高温下反应时亦主要以齐聚方式转化,由于异丁烯大部分来自齐聚—裂解过程,收率较低,稳定性差。因此夕沸石不是丁烯异构生产异丁烯的理想催化材料。 镁碱沸石具有一维十元环主通道系统及富含B酸中心的酸分布特点,使齐聚反应受到抑制,骨架异构成为主反应,因而异丁烯收率高且稳定性好。通过改变沸石骨架硅铝比和金属离子交换与水蒸汽脱铝改性镁碱沸石,能够调节B酸几酸比值,从而改善异丁烯收率及稳定性,因此镁碱沸石是丁烯异构生产异丁烯的合适催化剂。