Изучение дезактивации цеолита H-ZSM-5 в процессе трансформации диметилового эфира в углеводороды в условиях in situ

На сегодняшний день каталитические процессы получения компонентов синтетических топлив вызывают значительный интерес как научных, так и промышленных кругов. Трансформация диметилового эфира в углеводороды является одним из возможных решений для построения замкнутого углеводородного цикла, в связи с чем широкое изучение данного процесса является важной задачей современного катализа. Превращение диметилового эфира в углеводороды происходит с образованием тяжелых полиароматических углеводородов, осаждающихся на поверхности активных центров, что в свою очередь препятствует дальнейшему протеканию химических процессов на их поверхности. В настоящей статье представлено исследование дезактивации цеолита H-ZSM-5 термогравиметрическим методом in situ . Приведены результаты экспериментов, проведенных в диапазоне температур от 300 до 400 °C. Накопление углеродных отложений в первый час работы показывает наличие индукционного периода из-за образования первого слоя углеродных отложений. Линейная дезактивация наблюдается при накоплении первых пяти весовых процентов углеродных отложений. Дальнейшее накопление углеродных отложений до восьми весовых процентов приводит к резкому снижению скорости превращения диметилового эфира в углеводороды до 0,08 кг (ДМЭ) / (кг (Кат) ч). В первый час работы в реакционной среде преобладают ароматические углеводороды, с увеличением времени концентрация ароматических углеводородов уменьшается, а концентрация легких олефинов и алканов увеличивается за счет карбонизации поверхности катализатора. Концентрация тяжелых ароматических углеводородов с числом атомов углерода, равным или больше одиннадцати, имеет максимум через 240 минут реакции. Уменьшение содержания тяжелых ароматических углеводородов после 240 минут реакции можно объяснить резкой потерей кислотности поверхности из-за карбонизации.