Study of the Effect of H-zsm-5 Zeolite Acidity on the Process of Catalytic Transformation of N-butanol Into Hydrocarbons
Year: 2022
Type: article
Abstract: Представленная статья посвящена изучению влияния кислотности цеолита H-ZSM-5 на процесс каталитической трансформации н-бутанола в углеводороды.В ходе исследований проведен синтез четырех образцов цеолита H-ZSM-5 гидротермальным методом с использованием гелей различного состава.Синтезированные образцы характеризовались сходными значениями удельной площади поверхности микропор 300-318 м 2 /г и мезопор 59-82 м 2 /г.При этом соотношение Si/Al в образцах варьировалось в диапазоне от 24 до 270, что способствовало изменению кислотности от 0,1 до 1,6 ммоль/г.Полученные цеолиты с различными кислотными свойствами были исследованы в процессе превращения н-бутанола в углеводороды при 400 °C и массовой объемной скорости подачи бутанола, равной 0,3 кг(BuOH)/((кг(Кат)•ч).Научная новизна статьи заключается в определении корреляции кислотных свойств цеолита H-ZSM-5 и его активности в процессе каталитической трансформации бутанола.Впервые установлено, что повышение кислотности поверхности цеолита H-ZSM-5 способствует увеличению скорости трансформации бутанола с 0,16 кг(BuOH)/((кг(Кат)•ч) до 0,27 кг(BuOH)/((кг(Кат)•ч).Образцы цеолита с концентрацией кислотных центров 0,1 ммоль(NH3)/г и 0,6 ммоль(NH3)/г характеризовались отсутствием дезактивации в течение 24 ч, образцы цеолита с кислотностью 1,2 ммоль/г и 1,6 ммоль/г характеризовались падением активности на 15% и 52% вследствие увеличения скорости образования полиароматических углеводородов.Повышение кислотности цеолита с 0,1 до 1,6 ммоль(NH3)/г приводит к увеличению концентрации ароматических углеводородов с 12 мас.%до 55 мас.%.При этом также наблюдается увеличение концентрации алканов с 14 мас.%до 32 мас.%, тогда как концентрация непредельных углеводородов снижается с 74 мас.% до 11 мас.%.На основании полученных данных определена корреляция начальной активности цеолита в реакции трансформации нбутанола в углеводороды от количества активных центров.
Institution: Tver State Technical University
Language: English
Subfield: Inorganic Chemistry
Field: Chemistry
Domain: Physical Sciences
Open Access status: diamond
Award: G1748199599
OpenAlex ID: W4226431032