A STUDY OF THE ACID-CATALYZED SYNTHESIS OF MTBE ON INORGANIC SOLID ACIDS

Abstract

THE GAS-PHASE SYNTHESIS OF METHYL TERT-BUTYL ETHER (MTBE) WAS STUDIED ON VARIOUS INORGANIC SOLID ACID CATALYSTS. THE OBJECTIVES OF THIS STUDY WERE TO CORRELATE THE CATALYTIC BEHAVIOR OF THESE MATERIALS WITH THEIR ACIDIC AND SORPTIVEPROPERTIES, AND TO EVALUATE THEIR CATALYTIC PERFORMANCE AS COMPARED TO THAT OF THE CURRENTLY COMMERCIALLY-USED ION-EXCHANGE RESIN CATALYST. THE MAIN MOTIVATION FOR THIS STUDY WAS THE QUEST FOR ALTERNATIVE ETHER SYNTHESIS CATALYSTS THAT COULD OVERCOME THE DISADVANTAGES OF THE RESIN CATALYST (THERMAL INSTABILITY, POOR SELECTIVITY UNDER CERTAIN CONDITIONS, LACK OF REGENERATION). THE EXPERIMENTAL METHODOLOGY INVOLVED THE INVESTIGATION OF THE INFLUENCE OF ACIDITY AND REACTANT ADSORPTION ON ZEOLITE PERFORMANCE FOR MTBE FORMATION. THE REACTION/ADSORPTION EXPERIMENTS WERE PERFORMED IN A PLUG-FLOW MICROREACTOR AND ANALYZED WITH GC-FID ANALYSIS. THE ACIDITY OF THE ZEOLITE CATALYSTS WAS MODIFIED BY AHFSDELIMINATION AND MILD STEAM TREATMENT, AND WITH STRONG ELECTRON-WITHDRAWING COMPOUNDS LIKE TRIFLIC ACID AND AMMONIUM FLUORIDE. ALL THE ABOVE METHODS WERE FOUND TO SIGNIFICANTLY IMPROVE THE PERFORMANCE OF ZEOLITES FOR MTBE FORMATION UNDER CERTAIN LIMITATIONS. THE RESULTS OF THIS STUDY INDICATE THAT IT IS THE PRESENCE OF EXTRA-LATTICE AL FORMED AS A RESULT OF THE MODIFICATION PROCESS THATZEOLITES SHOW HIGHER AFFINITY TOWARDS METHANOL AS COMPARED TO THE RESIN CATALYST. (ABSTRACT TRUNCATED)

Η ΣΥΝΘΕΣΗ ΤΟΥ ΜΕΘΥΛ-ΤΡΙΤΟΤΑΓΟΥΣ ΒΟΥΤΥΛΕΘΕΡΑ (MTBE) ΑΠΟ ΜΕΘΑΝΟΛΗ ΚΑΙ ΙΣΟΒΟΥΤΥΛΕΝΙΟ ΠΑΝΩ ΣΕ ΔΙΑΦΟΡΟΥΣ ΣΤΕΡΕΟΥΣ ΟΞΙΚΟΥΣ ΚΑΤΑΛΥΤΕΣ ΜΕΛΕΤΗΘΗΚΕ ΣΤΗΝ ΑΕΡΙΑ ΦΑΣΗ. ΤΟΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΑΥΤΗΣ ΤΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΗΤΑΝ Ο ΣΥΣΧΕΤΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΚΑΤΑΛΥΤΙΚΗΣ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣΑΥΤΩΝ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΜΕ ΤΙΣ ΟΞΙΚΕΣ ΚΑΙ ΡΟΦΗΤΙΚΕΣ ΤΟΥΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΚΑΙ Η ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΚΑΤΑΛΥΤΙΚΗΣ ΤΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΣΕ ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕ ΑΥΤΗ ΤΟΥ ΕΠΙ ΤΟΥ ΠΑΡΟΝΤΟΣ ΕΜΠΟΡΙΚΑ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΥΜΕΝΟΥ ΚΑΤΑΛΥΤΗ (ΡΗΤΙΝΗ ΙΟΝΤΟΑΝΤΑΛΛΑΓΗΣ). ΤΟ ΚΥΡΙΟ ΚΙΝΗΤΡΟ ΑΥΤΗΣ ΤΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΗΤΑΝ Η ΑΝΑΖΗΤΗΣΗ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΩΝ ΚΑΤΑΛΥΤΩΝ ΣΥΝΘΕΣΗΣ ΑΙΘΕΡΩΝ ΠΟΥ ΘΑ ΜΠΟΡΟΥΣΑΝ ΝΑ ΞΕΠΕΡΑΣΟΥΝ ΤΑ ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΟΥ ΡΗΤΙΝΙΚΟΥ ΚΑΤΑΛΥΤΗ (ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΣΤΑΘΕΙΑ, ΧΑΜΗΛΗ ΕΚΛΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑ ΥΠΟ ΔΕΔΟΜΕΝΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ, ΕΛΛΕΙΨΗ ΕΠΑΝΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗΣ). Η ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΠΕΡΙΛΑΜΒΑΝΕ ΤΗ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΗΣ ΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΤΗΣ ΟΞΥΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΠΡΟΣΡΟΦΗΣΗΣ ΑΝΤΙΔΡΩΝΤΩΝ ΣΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΩΝ ΖΕΟΛΙΘΩΝ ΓΙΑ ΤΟ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟ ΤΟΥ MTBE. ΤΑ ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ (ΡΟΦΗΣΗΣ ΕΓΙΝΑΝ ΣΕ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΑ ΕΠΙΠΕΔΗΣ ΡΟΗΣ ΚΑΙ ΑΝΑΛΥΘΗΚΑΝ ΜΕ ΑΕΡΙΟ ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΟ ΚΑΙ ΑΝΙΧΝΕΥΤΗ ΦΛΟΓΑΣ ΙΟΝΙΣΜΟΥ (GC-FID). Η ΟΞΥΤΗΤΑ ΤΩΝ ΖΕΟΛΙΘΩΝ ΜΕΤΑΒΛΗΘΗΚΕ ΜΕ ΑΦΑΛΟΥΜΙΝΩΣΗ ΑΠΟ ΕΞΑΦΘΟΡΟΠΥΡΙΤΙΚΟ ΑΜΜΩΝΙΟ (AHFS) ΚΑΙ ΗΠΙΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΜΕ ΑΤΜΟ ΚΑΙ ΜΕ ΙΣΧΥΡΑ ΗΛΕΚΤΡΟΕΛΚΤΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ ΟΠΩΣ ΤΡΙΦΛΙΚΟ ΟΞΥ ΚΑΙ ΦΘΟΡΙΟΥΧΟ ΑΜΜΩΝΙΟ. ΟΛΕΣ ΟΙ ΠΙΟ ΠΑΝΩ ΜΕΘΟΔΟΙ ΒΡΕΘΗΚΕ ΟΤΙ ΒΕΛΤΙΩΝΟΥΝ ΣΗΜΑΝΤΙΚΑ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΩΝ ΖΕΟΛΙΘΩΝ ΓΙΑ ΤΟ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟ ΤΟΥ MTBE ΥΠΟ ΔΕΔΟΜΕΝΟΥΣ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΥΣ. ΤΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΥΤΗΣ ΤΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΥΠΟΔΕΙΚΝΥΟΥΝ ΟΤΙ Η ΠΑΡΟΥΣΙΑ ΕΞΩΠΛΕΓΜΑΤΙΚΟΥ ΑΛΟΥΜΙΝΙΟΥ ΠΟΥ ΣΧΗΜΑΤΙΖΕΤΑΙ ΩΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ ΤΗΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑΣ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗΣ ΕΙΝΑΙ ΥΠΕΥΘΥΝΗ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΑΡΑΤΗΡΟΥΜΕΝΗ ΑΥΞΗΣΗ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΟΤΗΤΑΣ. (ΠΕΡΙΚΟΠΗ ΠΕΡΙΛΗΨΗΣ)