3.3  催化剂颗粒大小对反应的影响 19

3.4  温度对异构化反应体系的影响 20

3.5  进料流量对异构化反应体系的影响 21

3.6  催化剂pH值的影响 21

结  论 22

致  谢 23

参考文献 24 

1  引言

环氧丙烷分子式中含有动力学不稳定的三元环，当在热或酸碱性催化剂条件下均易发生异构化反应，生成烯丙醇、丙醛、丙酮等多种产物，关于机理和动力学方面的热异构的研究是如今主导，关于高效催化剂制备方面是催化异构化方面的主要工作，研究表面酸性、晶相、结合能等与催化活性的关系，关于机理和动力学方面的研究工作不太多，这些研究中催化剂的择形性不高[1]。

1.1  异构化简介

1.1.1  定义

异构化（isomerization）是一种同分异构体与另一种同分异构体之间的相互转化，只改变化合物的结构而不改变它的组成和分子量的过程。一般指有机化合物分子中原子或基团的位置的改变[2]。一般在催化剂条件下进行，主要有气相法和液相法两种[3]。

1.1.2  过程条件

异构化反应是一种可逆反应，反应一般可进行到接近平衡转化率。由于反应热效应很小，所以温度对平衡组成影响不甚著，但低温操作有利于减少副反应。液相异构化反应温度一般为90～150℃。气相异构化反应温度一般为300～500℃。气相临氢异构化可在低压（约0.3MPa）下进行，气相临氢异构化则需较高压力(2.0～2.5MPa)下进行。氢烃摩尔比为5:1～20:1,过量氢气可循环使用。气相异构化可采用固定床反应器，液相均相异构化可用塔式反应器，非均相异构化则可用涓流床反应器[4]。

1.1.3  异构化催化剂

主要有以下四种[5]：

1) 弗瑞德－克来福特型催化剂，常用的有三氯化铝-氯化氢、氟化硼-氟化氢等。这类催化剂活性高，所需反应温度低，用于液相异构化，如正丁烷异构化为异丁烷，二甲苯的异构化等。

2) 以固体酸为载体的贵金属催化剂，如铂-氧化铝、铂-分子筛、钯-氧化铝等。这类催化剂属于双功能催化剂,其中金属组分起加氢和脱氢作用，固体酸起异构化作用。采用这类催化剂时，反应需在氢存在下进行，故也称临氢异构化催化剂，用于气相异构化。烷烃、烯烃、芳烃、环烷烃的异构化也可采用。尤其是乙苯异构化为二甲苯和环烷烃的异构化只有这类催化剂有效。其优点是结焦少，使用寿命长。

3) 以固体酸为载体的非贵金属催化剂，如镍-分子筛等，一般也需有氢存在，用于气相异构化,但不能使乙苯异构化成二甲苯。      

4) ZSM-5分子筛催化剂,主要用于二甲苯的气相或液相异构化。

1.1.4  工业应用

在石油炼制工业中正丁烷异构化得到的异丁烷，可作为生产高辛烷值航空汽油掺合剂异辛烷的主要原料。因此，正丁烷异构化装置常与异丁烷烷基化装置联合使用。C5、C6烷烃的异构化生成的支链化合物，如异戊烷、异己烷等，可直接作为高辛烷值汽油的掺合剂，异构化过程也可应用于增产所需的目的产物。如C8芳烃的异构混合物在分离出对二甲苯以后，可以通过异构化反应得到具有平衡组成的C8芳烃异构混合物，然后再将对二甲苯分离出。这样就可最大限度地得到所需的目的产物对二甲苯。又如甲苯丙烯基化生成的甲基异丙苯、氧化后得到的主要是邻甲基苯酚，可通过异构化而转化成用途较大（生产合成树脂）的间甲酚[12]。此外，在碳四馏分分离时也可采用异构化的方法。