乙醇脱水制乙烯中亚微米ZSM-5分子筛催化剂积碳研究.pdf

、 石 油 化 工 · 12 · PETROCHEMICALTECHN0L0GY 2011年第40卷第 1期 一一～～～发与究研开一一一一一 0 》 乙醇脱水制乙烯中亚微米 ZSM 一5分子筛 催化剂的积碳研究 王 飞 ，罗 漫。，肖文德 ，程晓维 ，龙英才 (1．华东理工大学 化学工程联合国家重点实验室，上海 200237；2．上海交通大学 化学化工学院，上海 200240； 3．复 大学 化学系 海市分子催化与新材料重点实验室，上海 200433) [摘要]在固定床反应器中研究了乙醇脱水反应中亚微米 ZSM 一5分子筛催化剂上乙醇、乙醚和乙烯的反应及积碳行为，采用 TG、低温氮气吸附一脱附、吡啶吸附红外光谱和”CNMR等方法对催化剂进行了表征，以考察分子筛催化剂的积碳行为及乙醇脱 水反应机理。实验结果表明，乙醚是乙醇脱水生成 乙烯的巾问体，而 乙烯低聚是积碳的主要来源；积碳的主要组成可能是烷基芳 烃，而积碳速率与反应混合物中的烯烃含量及水含量有关，ZSM 一5分子筛催化剂上各物质积碳速率 由快到慢的顺序 ：乙烯 乙 烯 +水 乙醚 乙醇；在线反应 100h后，积碳堵塞 了70％以上的催化剂孔道 ，并且消耗了80％以上的催化剂酸 中心，因而导致催 化剂活性有所降低。 [关键词]ZSM一5分子筛催化剂；亚微米 ；乙醇脱水；积碳行为 [文章编号]1000—8144(2011)O1—0012—06 [中图分类号]TQ221．21 [文献标识码]A CokingBehaviorofSubmicronZSM 一5ZeoliteCatalystin DehydrationofEthanoltoEthylene WangFei，LuoMan ，Xiao Wende。 ChengXiaowei，LongYingcai。 ， (1．StateKeyLaboratoryofChemic~Engineering，EastChinaUniversityofScienceandTechnology，Shanghai200237，China； 2 SchoolofChemistryandChemicalEngineering，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China；3．ShanghaiKey LaboratoryofMolecularCatalysisandInnovativeMaterials，DepartmentofChemistry，FudanUniversity，Shanghai200433，China) lAbstractJ Reactionsandcokingbehaviorsofethanol，diethyletherorethyleneonasubmicron ZSM -5 zeolitecatalyst，whichwasusedindehydrationofethanoltoethylene，werestudiedin afix— bedreactor．Thecokingbehaviorandthedehydrationmechanism wereanalyzedbymeansofTG ，N2 adsorption-desorption techniques，pyridine adsoprtion FTIR and ”C NMR． Experimentalresults showedthatdiethyletherwasanintermediateoftheethanoldehydrationtoethyleneandthatethylene oligomerization wasre