FCC干气在ZSM-5分子筛中吸附的分子模拟及热力学分析

摘要：

应用巨正则蒙特卡罗(GCMC)模拟方法研究了干气中的氢气、氮气、甲烷、乙烷和乙烯5种主要组分在ZSM-5分子筛中的吸附行为,得到了0～1 000 kPa压力范围内,温度分别为298 K和823 K下的纯组分吸附时的吸附等温线和吸附质分布.结果表明:与其它组分相比,乙烯在ZSM-5中的吸附量最大,在298 K、10kPa下饱和吸附量达到3.05 mol/kg;各组分优先吸附在分子筛的直线型孔道中.由热力学计算结果可知,吸附过程中各组分的△Ge(标准吸附吉布斯自由能变)＜0,△He(标准吸附焓变)＜0,且△S°(标准吸附熵变)＜0,表明模拟条件下的吸附是一个自发、放热且有序度增加的过程,低温有利于吸附,并且乙烯在ZSM-5分子筛上最容易吸附.对混合气吸附性质计算的结果表明,组分之间存在竞争吸附,竞争能力受温度影响,并且乙烯吸附不再占优势.在总压500 kPa下,298 K和823 K时竞争吸附能力最强的组分分别是甲烷和乙烷,与乙烯的吸附量之比分别为1.5∶1和2.3∶1.

关键词：吸附、FCC干气、ZSM-5分子筛、热力学分析、分子模拟

所属期刊栏目：46

分类号：X70;X74

资助基金：国家自然科学基金资助项目41302101,21476263,U1462205

在线出版日期：2015-10-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：58-64