Effect of cation exchange on yzeolite activity in toluene alkylation with methanol

Abstract

The effect of exchanging Na in NaYzeolite by H K Mg2 and Ca2 on the alkylation of toluene with methanol at 250 300 and 350 C was studied using a small fixedbed reactor It was found that the highlyexchanged HNaY catalyst gave the highest toluene conversion However the best selectivity for pxylene of 468 wt % was obtained with the lessexchanged HNaY catalyst Results obtained for a highlyexchanged CaNaY catalyst are comparable in alkylation activity and pxylene selectivity to a lessexchanged HNaY catalyst indicating comparable acidities MgNaY zeolite (60 % exchange level) has shown similar alkylation activity to CaNaY zeolite (72 % exchange level) but slightly lower selectivity to pxylene Impregnation of HNaY zeolite with phosphoric acid resulted mainly in polyalkylation Impregnating the same catalyst with less acidic NH4H2PO4 slightly increased toluene conversion to 195 % but selectivity to pxylene was about 4 % lower than the unimpregnated catalyst

تم دراسة تأثير التبادل الأيوني لمادة زيوليت الصوديوم مع كل من أيونات الهيدروجينالماغنسيوم والكالسيوم على ألكلة التولوين بالميثانول عند درجات 250، 300، 350 م باستخدام مفاعل ثابت صغير لقد أعطى العامل الحفاز الذي تبادل مع أيون الهيدروجين بدرجة عالية نسبة تحول أكبر للتولوين من العوامل الحفازة الأخرى وأعلى درجة انتقاء كانت لمركب البارازيلين وهي 468 % وقد نتجت عن استخدام العامل الحفاز الذي يحتوي على نسبة هيدروجين منخفضة وعندما استعمل الزيوليت الذي يحتوي على نسبة عالية من الكالسيوم وجد أن النتائج تقارب تلك التي استخدم فيها العامل الحفاز الذي يحتوي على نسبة هيدروجين منخفضة مما يعطي دلالة على تقارب الحامضية لهذين العاملين الحفازين كذلك وجد أنه عند استخدام زيوليت الماغنسيوم (درجة تبادل 60 %) فإن نتائج التفاعل تقارب تلك التي استخدم فيها زيوليت الكالسيوم (درجة تبادل 72 %) ولكن درجة انتقاء البارازيلين أقل لقد أدت معالجة زيوليت الهيدروجين بحامض الفوسفوريك إلى تعدد الألكلة، ولكن عند استخدام فوسفات النشادر الحامضية والتي تقل حامضيتها عن حامض الفسفوريك فقد وصلت نسبة ألكلة التولوين إلى 195 % مع انخفاض درجة انتقاء البارازيلين بنسبة 4 % عن العامل الحفاز غير المعالج