丁烯催化裂解反应中的C-H键型副反应和化学平衡问题

用小型固定床反应器以及氨气程序升温脱附（NH3-TPD）和吡啶吸附红外光谱（Py-IR）研究了醚后碳四液化气中的丁烯在改性纳米ZSM-5沸石催化剂上的催化裂解反应。结果表明，丁烯催化裂解反应的丙烯选择性主要受氢转移和脱氢反应制约。这些C-H键型反应生成烷烃和芳烃副产物，并导致催化剂积炭。低温有利于氢转移（尤其异丁烯的氢转移反应），高温有利于脱氢。脱氢反应需要强酸中心，但氢转移反应在弱酸中心上也能进行。因此，通过改性降低催化剂的酸度虽然可以有效抑制C-H键型副反应，甚至消除脱氢副反应，却不能完全阻止氢转移副反应。在450 ℃以上的高温下，产物丙烯生成丁烯和乙烯的歧化反应，以及正丁烯向异丁烯的异构化反应导致了丁烯转化率的降低。