分子筛催化裂解正戊烷的反应机理

摘要

分子筛催化剂可促进航空燃料裂解转,提升轻质烯烃的选择性生,进而提升燃料的吸热能力.本文选取正戊烷作为模型化合物,分析了正戊烷催化裂解的反应路径,包括单分子质子化裂解、氢转移反应、β-裂解,以及相关的副反应.根据反应路径所涉及物质的稳定性和浓度,确定了基元反应路径在正戊烷催化裂解反应网络中的相对重要性.在正戊烷裂解过程中,初始断键一般发生在C-H或C2-C3键,而且,存在于分子筛酸性位上的活性中间体主要是C3+离子.反应条件和分子筛类型对初始断键位置以及C3+离子相关路径(即氢转移、低聚-再裂解、去质子化等)影响显著.促进烯烃生成的理想反应路径:(1)正戊烷分子的C-H断键,生成氢气和C5+离子;(2)C5+离子通过β-裂解生成C2=和C3+离子;(3)C3+离子去质子化生成C3=.与HZSM-35和H-Beta分子筛相比,HZSM-5沸石表现出更好的烯烃选择性.