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摘要：在固定床反应器中，以ZSM-5[1-5]分子筛为催化剂，对伞花烃为原料制备甲苯。利用GC-MS对裂解产物进行分析。实验结果表明，在预热温度为150 ℃，加热温度为290 ℃，电压为172V, ZSM-5分子筛Si/Al=50,原料流量为2.64 mL/min的条件下，甲苯的选择性最高，达60％以上。26192
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毕业论文关键词：对伞花烃；甲苯；催化裂解；ZSM-5
Study on catalytic cracking of cymene
Abstract: The toluene was produced using p-cymene as raw materials and ZSM-5 as catalyst via the fixed bed reactor. The pyrolysis products were analyzed by GC-MS. Experimental results show that the toluene can be obtain in 60% highest selective by the 150 oC of preheating temperature and 290 oC of heating temperature, 2.64 mL/min of material flow and using the ZSM-5 (Si/Al=50) as catalyst.
Keywords: P-cymene, Toluene, Catalytic cracking, ZSM-5
前言
甲苯[6-9]（分子式：C7H8），又称“甲基苯”、“苯基甲烷”，是一种无色，带特殊芳香的液体，易挥发。它是苯的同系物，因为苯具有相当大的毒性，所以其常被用作替代苯的有机溶剂。做溶剂时可用作油类、树脂、橡胶、煤焦油、沥青，也用于纤文素、油漆以及用于照像制版、墨水的溶剂。作为重要的化工原料，甲苯可用于合成氯化苯酰和苯基、糖精、三硝基甲苯和许多染料等。同时它也是汽油中的一种成分。
对伞花烃,又称为对异丙基甲苯(对甲基异丙苯)，是重要的天然单萜类衍生化合物，存在于多种精油中。在适当的条件下，由对伞花烃裂解脱去异丙基可以得到甲苯（Scheme 1）。深入研究和全面掌握对伞花烃的性质，对于合理有效地利用我国松节油资源具有重要意义。
Scheme 1
对伞花烃裂解反应目前的研究水平：SatO 等[10-11]采用经锂离子交换和氧化镁改性的ZSM型催化剂（Si/Al>12，约束指数为1~12），研究了二烷基取代苯的选择性脱烷基化反应。同样，朱昌朋等的研究发现[12]，以水热处理或ZSM-5作催化剂，可以由对伞花烃得到甲苯。
对伞花烃在催化裂解的同时，还存在一些副反应。因此本文研究了不同反应条件（温度、原料流量、催化剂种类等）对裂解反应的影响，并且对催化剂循环使用情况进行探究，寻找最佳裂解反应条件。优化裂解条件和重复使用催化剂，可改善制备工艺，节约资源。
1 实验部分
1.1 原料及试剂
对伞花烃（含量为97.981%，工业品，湖北双龙康成化学技术研究有限公司）、ZSM-5分子筛（Si/Al=25,SI/Al=50,南京（南开）大学）、N2、甲苯（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）
1.2 裂解反应方法
把ZSM-5分子筛催化剂装在裂解反应装置的反应器中，通载气（N2），调节预热器和反应器的温度达到指定温度（其中预热器温度在150-200 C，反应器温度在200-350 ℃），恒速连续进对伞花烃原料，在出料口连续收集反应产物，定时取样分析。改变反应条件，重复上述步骤。