Zr/ZSM5 ZEOLİT KATALİZÖRLERİ VARLIĞINDA 2-METİL NAFTALİNİN DİSPROPORSİYON KİNETİĞİ

HZSM5 ve Zr/ZSM5 zeolit katalizörleri üzerinde 2-metil naftalinin disproporsiyonu ile 2,6-dimetil naftalin sentezi ve reaksiyon kinetiği araştırılmıştır. Zr/ZSM5 zeolit katalizörleri ıslak emdirme yöntemiyle hazırlanmıştır. Disproporsiyon deneyleri, diferansiyel gaz-katı katalitik sabit yatak reaktörde, 2 ml katalizör varlığında, iki farklı sıcaklık ve beş farklı boşluk hızında gerçekleştirilmiştir. Mol oranı 1:1 olan 2-metil naftalin ve benzen karışımı besleme olarak kullanılmıştır. Reaktör çıkışındaki gaz ürünler, ceket kısmından etilen glikol sirküle edilen bir soğutucuda yoğunlaştırılmıştır. Sıvı ürünler GC-MS cihazı kullanılarak tanımlanmıştır. Sonuçlar, 2,6-dimetil naftalinin yanında diğer dimetil naftalin ve trimetil naftalin izomerlerinin de oluştuğunu göstermiştir. 2-Metil naftalin dönüşümü sıcaklık artışıyla artmış, boşluk hızı artışı ile azalmıştır. 2-Metil naftalinin en yüksek dönüşümü HZSM5 katalizörü üzerinde %30.4 ve Zr/ZSM katalizörü üzerinde %22.1dir. 2,6-DMN/2,7-DMN oranı her iki katalizör içinde 1.0 değerinin üzerinde çıkmıştır. ZSM5 yapısına Zr metalinin emdirilmesiyle hem 2,6-dimetil naftalin seçimliliği hem de 2,6-dimetil naftalin verimi, düşük sıcaklıkta azalmasına rağmen yüksek sıcaklıkta artmıştır. HZSM5 katalizörü kullanılarak ulaşılan en yüksek 2,6-DMN seçimliliği %38.2, en yüksek 2,6-DMN verimi %2.4 iken Zr/ZSM5 katalizörü kullanılarak ulaşılan en yüksek 2,6-DMN seçimliliği %42.4, en yüksek 2,6-DMN verimi ise %4.1 dir. 2-Metil naftalinin disproporsiyon kinetik denklemi HZSM5 ve Zr/ZSM5 katalizörleri varlığında 2. mertebe bulunmuştur.

Anahtar Kelimeler:

PEN, Zeolit, Disproporsiyon, 2, 6-Dimetil Naftalin, ZSM5.

PDF

___

Jin, L., Fang, Y., Hu. H., “Selective synthesis of 2,6-dimethylnaphthalene by methylation of 2-methylnaphthalene with methanol on Zr/(Al)ZSM5”, Catalysis Communications, 7, 255-259, 2006.
Zhang, C., Guo, X., Song, C., Zhao, S.,Wang, X., “Effects of steam and TEOS modification on HZSM5 zeolite for 2,6-dimethylnaphthalene synthesis by methylation of 2-methylnaphthalene with methanol”, Cat. Today, 149, 196-201, 2010.
Park, N.J., Wang, J., Hong S.I., Lee, C.W.,”Effect of dealumination of zeolite catalysts on methylation of 2-methylnaphthalene in a high pressure fixed bed flow reactor”, Applied Catalysis A:General 292, 68-75, 2005.
Lucas, N., Bordoloi, A., Amrute, A.P., Kasinathan, P., Vinu, A., Bohringer, W., Fletcher, J.C.Q., Halligudi, S.B. ”A comparative study on liquid phase alkylation of 2-methylnaphthalene with long chain olefins using different solid acid catalysts”, Applied Catalysis A:General 325, 74-80, 2009.
Pu, S., Inui, T., “Synthesis of 2,6-dimethylnaphthalene by methylation of methylnaphthalene on varios medium and large pore zeolite catalysts” Applied Catalysis A:General 146, 305-316, 1996.
Li, C., Li, L., Wu, W., Wang, D., Toktarev, A.V., Kikhtyanin, O.V., Echevskii, G.V., “Highly selective synthesis of 2,6-dimethylnaphthalene ove alkaline treated ZSM12 zeolite” Procedia Engineering, 18, 200-2005, 2011.
Anunziata, O.A., Beltramone, A.R., Cussa, J.,”Studies of vitamin K3 synthesis ove Ti containing mesoporous material”, Applied Catalysis A:General, 270, 77-85, 2004.
C.S. Song, J.P. Shen, K.M. Reddy, L. Sun, L.D. Lillwitz, “Shape-selective Fe-MFI Catalyst for Synthesis of 2,6-dimethylnaphthalene by Methylation with Methanol” The 40th Anniversary of International Zeolite Conference,1275-1282, 2007.
Zhao, L., Guo, X., Liu, M., Wang, X., Song, C.,”Methylation of 2-methylnaphthalene with methanol over NH4F and Pt modified HZSM5 catalysts” Chinese Journal of Chem. Eng. 18, 742-749, 2010.
Zhao, L., Wang, H., Liu, M., Guo, X., Wang, X., Song, C., Liu, H., “Shape selective methylation of 2-methylnaphthline with methanol over hydrothermal treated HZSM5 zeolite catalysts ”,Chem. Eng. Sci., 63, 5298-5303, 2008.