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Catalytic cracking of n-hexane over MFI-type zeolite catalysts was examined at a reaction temperature of 823 K under atmospheric pressure. Conversion of n-hexane depended on the Si/Al ratio of the MFI-type zeolite catalyst, so the relationships between the product yields and n-hexane conversion could be fitted as single, smooth curves. To investigate the effect of crystal size of MFI-type zeolite on the catalytic activity, light olefin yield and product composition, nano- and macro-sized MFI-type zeolites with crystal sizes of approximately 150-200 nm and 1.5 μm, respectively, were prepared. The nano-sized zeolite exhibited a high n-hexane conversion with stable activity for 18 h compared with the macro-sized zeolite. The high activity of the nano-sized MFI-type zeolite is considered to be due to rapid diffusion of the produced light olefins out of the intracrystalline pores of the nano-zeolite due to the low diffusion resistance. Accordingly, the nano-sized zeolite achieved high yield of light olefins (approximately 35 %) and long catalyst lifetime.MFI型ゼオライト触媒によるn-ヘキサンの接触分解について検討した。ゼオライト触媒の酸点密度や結晶サイズについて詳細に検討するため熱分解の影響がほとんどない反応温度823Kで行った。MFI型ゼオライトによるn-ヘキサン接触分解では触媒活性が安定しており酸点密度の異なるMFI型ゼオライトを用いた場合生成物収率とn-ヘキサン転化率の関係は一本の曲線で表せることが明らかになった。さらに結晶サイズの異なるマクロクリスタル1.5 μmとナノクリスタル150-200 nmを合成しゼオライト触媒の結晶サイズが触媒活性や低級オレフィン収率に与える影響について検討した。ナノクリスタルを用いた場合マクロクリスタルと比較して低級オレフィン選択率が高く高活性を維持する結果となった。これはマクロクリスタルに析出したコーク量よりもナノクリスタルに析出したコーク量が少なかったことから結晶サイズの微小化によって原料生成物の細孔内拡散抵抗が低減したためであると考えられる。このようにMFI型ゼオライトナノクリスタルによるn-ヘキサンの接触分解は長時間安定的に低級オレフィンを得られることが示唆された

Effects of Crystal Size and Si/Al Ratio of MFI-type Zeolite Catalyst on <i>n</i>-Hexane Cracking for Light Olefin Synthesis