芳烃、环烷烃分子在MFI和FAU分子筛中扩散行为的分子模拟

摘要

应用分子模拟技术计算了不同芳烃和环烷烃分子最低能量构象的分子尺寸(a×b×c),并计算了其在MFI、FAU分子筛中的扩散能垒。计算结果表明,分子的最小截面尺寸(a×b)与扩散能垒相关。苯、萘、环戊烷、环己烷分子可以在MFI分子筛中扩散,其它多环芳烃、多环环烷烃分子均很难扩散。分子在MFI直孔道中扩散比在正弦孔道中容易。FAU分子筛由于孔径尺寸较大,分子在其孔道内扩散比在MFI孔道中容易,而两超笼间的十二元环会限制芘、全氢芘及比之更大的分子在FAU孔道中扩散。从计算结果可以推断,催化裂化原料中的重油大分子只有先在分子筛或其他活性材料表面一次裂化成一定尺寸的小分子,才能扩散进入MFI、FAU分子筛晶内发生进一步反应。