以正己烷为模型化合物,通过产物分布分析,探讨HZSM-5分子筛上烷烃酸催化裂解反应路径及机理.研究结果表明,反应温度为300℃,不存在热裂解过程的条件下,只有基于碳正离子机理的酸催化反应.催化剂裂化活性与B酸(Br?nsted acid)量成正相关.由裂解产物的分布特点,其中,丙烯的选择性与催化剂硅铝比和剂油比正相关,而乙烷、乙烯和丙烷的选择性呈负相关性,证实了低酸密度有利于单分子裂解路径的进行.值得注意的是,正己烷直接裂解所得C4产物的总选择性明显高于C 2产物,结合量化计算,证实正己烷裂解生成的C2H+5碳正离子难以通过氢转移反应生成乙烯和乙烷,而是更倾向于与正己烷分子形成新的碳鎓离子(C8H+19),继续发生裂解反应生成更多C4产物,揭示了轻烃催化裂解产物中乙烯选择性低的理论本质.综上可知,通过改变催化剂酸密度和剂油比,可实现反应路径的控制,从而调控轻烃酸催化裂解产物的选择性.本研究可为石脑油催化裂解催化剂和工艺开发提供重要的理论支撑.
HZSM-5 催化裂解 Br?nsted酸中心 选择性 碳正离子