乙烯是化学工业最重要的基础原料，是消耗石油资源最多的石化产品。随着石油资源的日益枯竭，通过可再生生物质资源生产的生物乙醇脱水制备乙烯的生物乙烯路线成为当前的研究热点。生物乙烯产业化的关键技术之一是乙醇脱水催化剂的开发。工业上大多用氧化铝等金属氧化物作为催化剂，但由于其反应温度高、进料空速低、综合能耗高等缺点，不适宜低浓度乙醇脱水制备乙烯。而分子筛催化剂如HZSM-5可弥补金属氧化物催化剂的缺点，有望大规模工业化应用。如何在较低温度下保证高选择性和高转化率的同时延长催化剂的使用寿命，成为HZSM-5催化乙醇脱水制备生物乙烯工艺的关键。　　本文研究了在HZSM-5分子筛催化乙醇脱水反应中观察到的停料效应:即当停止乙醇-水进料一定时间，恢复进料后乙烯选择性迅速提高的现象。采用BET和NH3-TPD对停料前后的催化剂进行了表征，发现停料操作对催化剂孔结构和酸性的影响较小。说明催化剂的表面酸量和孔结构不是影响停料效应产生的主要因素。通过考察不同反应条件下的停料效应，找到了显著产生停料效应的条件。实验表明，当乙醇浓度控制在55wt％附近、停料时间大于1h、反应温度高于483K、乙醇进料空速低于4.0h-1时停料效应较明显，可较长时间维持高乙烯选择性。　　停料效应的出现不仅能提高目标产物乙烯的选择性，并能维持较长时间，从而有效延长了催化剂的使用寿命。在分析总结前人研究成果基础上结合我们的实验结果，提出了HZSM-5催化含水乙醇脱水的反应机理，建立了微观动力学模型。利用Matlab7.0软件对动力学数据进行非线性最小二乘拟合，确定了不同反应温度下各个基元反应步骤的速率常数值或平衡常数值。利用所提出的动力学模型，得到了不同乙醇分压下HZSM-5表面各吸附物种的覆盖度的变化趋势。发现乙醇分压PA＜10kPa时，增大乙醇分压同时有利于乙氧基和乙醇二聚体的生成;乙醇分压PA＞10kPa时，增大乙醇分压有利于乙醇二聚体的生成而不利于乙氧基的生成。借助微观动力学模型还考察了反应温度和水含量等因素对乙氧基和乙醇二聚体覆盖度的影响,发现升高反应温度会使得乙氧基和乙醇二聚体的覆盖度降低，增大水含量有利于乙氧基的生成而不利于乙醇二聚体的生成。　　根据提出的含水乙醇脱水反应机理和实验结果，建立了非稳态动力学模型。得到了非稳态乙氧基和乙醇二聚体的覆盖度随反应时间的变化趋势，并较好地拟合了停料效应的实验曲线。利用非稳态模型对不同停料时间下乙烯的生成速率进行拟合，发现当乙醇浓度与进料空速一定时，反应温度对停料效应有较大影响。当反应温度超过483K时，停料效应才较为明显。此外，我们通过对比氢型和钠交换的HZSM-5催化剂考察了表面酸碱性对停料效应的影响。通过非稳态动力学模型和实验数据证明了HZSM-5上乙醇脱水的停料效应的产生与催化剂的酸性中心有关，而碱性中心的作用是停料期间暂时提高乙烯的生成速率。　　通过微观动力学和一系列实验数据分析，我们初步认为停料期间乙氧基中间体的积累和催化活性空位的再生是HZSM-5催化乙醇脱水停料效应产生的主要原因。