Page 172 - 《精细化工》2023年第11期

·2484· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

图 5 DFZ-1-10%和 DFZ-2-10%的 N 2 吸附-脱附等温线
（a）和孔径分布（b） 图 6 CZ 和 DFZ-2-10%单独裂解和共裂解原料的液体产

Fig. 5 N 2 adsorption-desorption isotherms (a) and pore
size distribution (b) of DFZ-1-10% and DFZ-2-10% 物（a）和气体产物（b）分布
Fig. 6 Liquid product (a) and gas product (b) distribution
研究表明，具有介孔结构的 ZSM-5 分子筛扩散 from cracking alone and co-cracking of feedstocks
by CZ and DFZ-2-10%
阻力更小，抗积炭能力更强，使用寿命更长，有利
于催化剂的重复使用 [12,14] 。 一方面是由于 DFZ-2-10%的介孔结构可减少焦
2.2 催化裂解性能研究 炭的生成率，提高反应物的转化率，而在 CZ 中外
首先以 CZ 和 DFZ-2-10%为催化剂进行 LDPE 表面发生反应生成的焦炭会覆盖催化剂的空隙，从
和 AL 的单独催化裂解实验，所得产物的产率和选 而降低反应物转化率；二是由于介孔结构能够为 AL
择性如图 6 所示。 初步裂解的大分子物质（如酚类）提供运输通道，
由图 6 可以看出，CZ 和 DFZ-2-10%单独裂解 提高催化剂内部酸性位点的可及性，增强了脱支链
LDPE 得到的液体产率相近，分别为 20.00%和 和开环反应，从而产生更多碳氢化合物中间体，进
19.35%，而 DFZ-2-10%的 BTEX 选择性（90.70%） 而提高 BTEX 选择性，而 CZ 的孔径较小阻止了大
显著高于 CZ（84.17%）；DFZ-2-10%所得液体产物 分子物质进入酸性位点，因此，BTEX 选择性低于
中，BTEX 选择性分别为间对二甲苯 49.20%、甲苯 DFZ-2-10% [16] 。
29.90%、苯 4.80%、邻二甲苯 3.50%和乙苯 3.30%， 由图 6 也可看出，DFZ-2-10%单独裂解 AL 的
而 CZ 的液体产物中以甲苯（41.30%）为主。两种 气体产率为 68.60%，也远高于 CZ（61.40%），这意
催化剂单独裂解 LDPE 得到的气体产物分布相差不 味 DFZ-2-10%能更好地促进 AL 裂解气化，为生产
大，气体产率均约为 77%，但 DFZ-2-10%的低碳烯 BTEX 创造有利条件。NISHU 等 [17] 使用碱处理的
=
=
烃（C 2 ～C 4 ）选择性略高于 CZ，这些低碳烯烃可通 ZSM-5 在 550 ℃对稻草中分离的木质素进行催化裂
过 Diels-Alder 反应形成更多的芳香烃 [15] 。 解，获得的 BTEX 选择性仅为 25%，远低于本研究
如图 6 所示，CZ 和 DFZ-2-10%单独裂解 AL 得 的 53.78%。结果表明，本研究制备的介孔 ZSM-5
到的液体产率分别为 21.30%和 20.20%，液体产物 在催化裂解木质素生产 BTEX 方面具有较高的催化
主要为萘、间对二甲苯、甲苯、茚、邻二甲苯和 2- 活性。此外，DFZ-2-10%的积炭率为 8.60%，远低
甲基苯呋喃；两种催化剂相比，DFZ-2-10%的液体 于 CZ 的积炭率（13.20%），表明 DFZ-2-10%具有较
产物中苯、甲苯和二甲苯的选择性（53.78%）比 CZ 强的抗积炭能力，这与其较大的孔径和较弱的酸性
（31.86%）提高 21.92%，而茚、2-甲基苯呋喃和萘 有关。这种优异的抗积炭能力对于易结焦的木质素
类选择性大幅降低。 的催化裂解来说极其重要。