《表3 不同晶粒尺寸ZSM-5的C4低碳烃芳构化反应活性》

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《成型ZSM-5分子筛粒径对C_4烃芳构化性能的影响》

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ZSM-5催化剂的形貌、结构和性质对C4低碳烃芳构化反应产生显著影响。在绝热固定床反应装置上对不同晶粒尺寸的ZSM-5催化剂进行C4低碳烃芳构化反应催化活性测试，反应条件为：温度370℃，压力0.0MPa，C4进料量500mL/h。如表3所示，不同晶粒尺寸催化剂的活性和寿命有明显的区别。M-HZSM-5的催化活性最低，C4转化率为61.4%，芳烃选择性为16.9%，经过96h后催化剂失活。尽管NH3-TPD表征结果（图4）表明，M-HZSM-5的强酸量比其他催化剂更多，但是其外表面积很低（表2），大量强酸位落位在该催化剂晶粒内部，受扩散限制的影响可充分利用的强酸量很少。同时，M-HZSM-5晶粒尺寸较大，扩散路径长，大分子的烃类产物难以从微孔中快速扩散，导致大分子积炭前驱物被限制在微孔孔道中，并发生二次反应生成积炭，进而堵塞微孔，隔断反应物和酸性位之间的接触，降低酸性位可利用程度；而M-HZSM-5微孔内部高密度的强酸位也会加快生成积炭前驱物（0.91mg·g-1·h-1）。酸性位的可利用程度低和生成大量积炭最终共同导致M-HZSM-5的催化活性和催化寿命较差。