Изучение механизма конверсии метанола в углеводороды на цеолитах методом десорбционной масс-спектрометрии

Abstract

Методом десорбционной масс-спектрометрии изучена конверсия метанола в углеводороды на восьми цеолитах. На основе анализа полученных спектров термопрограммированных реакций продуктов конверсии – диметилового эфира, пропилена и ароматических соединений, а также с привлечением литературных данных и собственных квантово-химических расчетов предложено объяснение образования олефинов в области температур 150–550 °С. При 150–250 °С формирование первичных С–С-связей возможно по синхронному механизму с участием молекул метанола и кислотно-основных центров цеолита, при 300–400 °С определяющим является илидный механизм превращения диметилового эфира в олефины, при 500–550 °С термодеструкция привитых метоксильных групп с выделением карбениевых частиц приводит к образованию олефинов и ароматических соединений.

Методом десорбційної мас-спектрометрії вивчено конверсію метанолу у вуглеводні на восьми цеолітах. На основі аналізу одержаних спектрів термопрограмованих реакцій продуктів конверсії – диметилового ефіру, пропілену та ароматичних сполук, а також із залученням літературних даних і власних квантово-хімічних розрахунків запропоновано пояснення утворення олефінів в області температур 150–550 °С. При 150–250 °С формування первинних С–С-зв‘язків можливе за синхронним механізмом за участю молекул метанолу і кислотно-основних центрів цеоліту, при 300–400 °С визначальним є ілідний механізм перетворення диметилового ефіру в олефіни, при 500–550 °С термодеструкція прищеплених метоксильних груп з виділенням карбенієвих частинок призводить до утворення олефінів та ароматичних сполук.

A conversion of methanol to hydrocarbons over the zeolites has been studied by desorption mass-spectrometry method. Basing on the analysis of TPR spectra obtained for conversion products – dimethyl ether, propene, and aromatics, taking into account literature data and own quantum chemical calculations, an explanation has been proposed of olefine formation within the temperature region of 150–550 °С. At 150–250 °С a formation of primary С-С bonds is probable due to synchronic mechanism with participating of methanol molecules and zeolite acid-base sites, at 300–400 °С an ylide mechanism of dimethyl ether to olefines tranformation is governing one, at 500–550 °С a thermodestruction of grafted methoxy groups followed by elimination of carbenium particles results in formation of olefines and aromatic compounds.