聚甲氧基二甲醚研究进展

聚甲氧基二甲醚(PODME)是一种有潜力的柴油添加剂,其物化性质、合成方法和催化剂被总结和评述。

合成气一步法制二甲醚双功能催化剂的研究进展

概述了以合成气为原料一步法合成二甲醚双功能催化剂的研究现状及最新进展,分别介绍了双功能催化剂中的甲醇合成活性组分、甲醇脱水活性组分、两种活性组分的复合方法及配比等。锫和硼等是CuO-ZnO-Al2O3甲醇合成活性组分的良好助剂,硼、硅和钨可增强脱水组分γ-Al2O3的酸性,水蒸气处理和添加助剂可增加脱水组分HZSM-5的稳定性,共沉淀沉积法是制备双功能催化剂的较好方法。

镁改性HZSM-5对Cu-ZnO-Al2_O_3/HZSM-5催化合成气直接制二甲醚反应的影响

采用浸渍法制备了一系列MgO改性的HZSM 5分子筛,并以MgO/HZSM 5为甲醇脱水催化剂与Cu ZnO Al2 O3 甲醇合成催化剂组成双功能催化剂,在连续流动加压固定床反应器上考察了其对合成气直接制二甲醚反应的催化性能.结果表明,以适量MgO改性的HZSM 5分子筛组成的双功能催化剂上,二甲醚选择性可高达6 4 8% ,CO2 和烃类副产物的选择性分别为30 2 %和0 4 % ;由未改性的HZSM 5分子筛组成的双功能催化剂上,二甲醚选择性仅为4 9 1% ,CO2 和烃类副产物的选择性则分别高达37 1%和9 3% .当MgO含量过高时,则CO转化率和二甲醚选择性均降低.根据实验结果,提出了甲醇在MgO/HZSM

CO2对浆态床一步法合成二甲醚铜基催化剂稳定性的影响

研究了260℃,5.0MPa和原料气空速4000h-1条件下,不同浓度的CO2对甲醇合成Cu基催化剂稳定性的影响.结果表明,原料气中较高浓度的CO2可导致Cu基甲醇合成催化剂快速失活.原料气中CO2浓度的增大可促进逆水煤气变换反应,导致反应体系中H2O的量增加,不能被及时导出反应体系的H2O使Cu基催化剂的晶体结构和表面特性发生了变化.采用程序升温还原、N2吸附、元素分析、透射电镜和X射线光电子能谱分别对较低浓度和较高浓度CO2反应条件下的催化剂进行了表征.结果表明,原料气中较高浓度的CO2可导致催化剂颗粒变大,孔径减小,比表面积降低,催化剂中元素Zn和Al有明显的流失,Cu与ZnO之间的协同作用有所减弱,这些都是导致催化剂失活的重要原因.原料气中较高浓度的CO2在一定程度上抑制了催化剂上积炭的生成.

一步法合成二甲醚整体式催化剂的制备及反应性能研究

以蜂窝陶瓷为载体、γ-Al2O3为惰性涂层、C301/HZSM-5为活性组分制备出一种整体式合成二甲醚催化剂。BET、XRD和SEM分析结果表明,活性组分均匀负载在载体表面上,催化剂具有良好的结构和织构特点。在固定床反应器中考察了整体式催化剂上CO加氢一步法合成二甲醚的反应性能,并与C301/HZSM-5颗粒(粉末)催化剂进行了比较。在温度260℃、压力4.0MPa、合成气空速1 500mL/(g.h)的条件下,整体式催化剂上CO转化率达到79.62%,二甲醚选择性为70.58%,分别比C301/HZSM-5颗粒催化剂高出7.78%和9.44%。100h的稳定性实验结果表明,整体式催化剂可以保持较高的活性和选择性,而颗粒状催化剂的活性有明显的下降。

氯化锌催化甲醇和甲醛合成聚甲氧基二甲醚

聚甲氧基二甲醚（PODEn）是一种环保、友好、高效的柴油添加剂,具有非常广阔的应用前景。以甲醇与甲醛为原料,氯化锌为催化剂合成了PODEn,探讨了其合成机理,考察了反应温度、时间、催化剂用量和原料配比等条件对反应的影响,并将氯化锌、强酸性大孔树脂和氯化锌改性树脂进行比较。实验结果表明,氯化锌对甲醇和甲醛反应合成PODEn具有一定的催化活性,其较优的反应条件为：甲醇与甲醛质量比2：（3~4）、催化剂用量3.0%（质量分数）、反应温度105℃,反应时间300 min;氯化锌改性树脂具有更高的催化活性,产物含量较氯化锌提高10个百分点以上,同时降低了反应温度。

CO_2加氢直接制二甲醚双功能催化剂的研究进展

综述了CO2加氢直接制二甲醚双功能催化剂的研究进展情况,重点介绍了双功能催化剂中甲醇合成活性组分、甲醇脱水活性组分和双功能催化剂的制备方法。CuO-ZnO基复合氧化物是最常用的甲醇合成活性组分,其铜锌比、制备方法和条件及助剂等显著影响双功能催化剂的性能。由于反应体系中含有较多的水,HZSM-5分子筛比γ-Al2O3更适合作为双功能催化剂的甲醇脱水活性组分。

生物质间接液化合成燃料二甲醚

在双功能催化剂JC207/HZSM-5上,对流化床内制备的生物质气脱碳后合成二甲醚进行了研究。结果表明,二甲醚时空产率在260℃达到最大;随反应压力升高而增大;随空速的增加,时空产率先增加后降低。同时发现,在合成二甲醚的生物质气中须把生物质气中二氧化碳降低到5%后才可以提高甲醇合成反应速率,进而提高二甲醚合成反应速率。

合成气直接制取二甲醚的双功能催化剂

采用反应评价并结合ＸＲＤ、ＴＰＲ、吡啶－ＴＰＤ、ＣＯ２－ＴＰＤ、ＸＰＳ等物化测试手段研究了不同制备方法对ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３催化剂结构和催化性能的影响，揭示了不同方法制备催化剂的特点，发现共沉淀沉积法制备的ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３催化剂对合成气直接制取二甲醚具有优良的催化性能，ＣＯ转化率达８２％，二甲醚在有机物中选择性为９６％。

氧化镁改性HZSM．5分子筛的酸性及在合成气直接制二甲醚反应中的应用--镁前驱体的影响

以乙酸镁为前驱体采用浸渍法制备了一系列不同氧化镁（MgO）含量（0％-20％）的镁改性HZSM-5分子筛，并采用X射线衍射（XRD）、N2吸附、X射线光电子能谱（XPS）、氨程序升温脱附（NH3-tPD）和吡啶吸附红外光谱（Py-IR）方法对其结构和酸性进行了表征。在连续流动加压固定床反应器中及温度260℃、压力4MPa和气体空速1500mL．（gcn·h）^-1条件下，考察了以上述HZSM-5分子筛为甲醇脱水活性组分与铜基甲醇合成活性组分（CuO-ZnO-Al2O3）所组成的双功能催化剂对合成气直接制二甲醚反应的催化性能。结果表明，HZSM-5分子筛经适量的MgO改性后，产物中二甲醚的选择性由49．1％提高到68％以上，而二氧化碳和烃类副产物的选择性则分别由37．1％和9．3％降低到27％和0．1％以下。烃类和二氧化碳副产物减少的原因是MgO改性降低了HZSM-5分子筛强酸中心的酸量，尤其是减少了强Broensted酸的酸量。另外，与以硝酸镁为前驱体制备的MgO／HZSM-5不同，MgO在较大的范围（2．5％-20％）内对其催化性能几乎无影响。

合成气一步法制二甲醚双功能催化剂中甲醇脱水组分对催化性能的影响

采用并流共沉淀法制备的甲醇合成CuO-ZnO-Al2O3催化剂与不同甲醇脱水组分混合制成合成气一步法制二甲醚双功能催化剂,并在高压固定床反应器评价其催化性能。发现以西南化工研究设计院自主研制的甲醇脱水制二甲醚催化剂(改性的γ-Al2O3)为脱水组分时表现出最佳的催化性能。NH3-TPD研究表明改性后的γ-Al2O3表面酸量和酸强度都有所增加,且在双功能催化剂表面同时存在着弱酸中心和中等强度的酸中心。

合成气一步法合成二甲醚的研究进展

介绍了二甲醚的用途和发展前景 ,综述了一步法合成二甲醚与传统两步法合成二甲醚的的区别是一步法用合成气直接合成二甲醚 ,没有中间过程 ,操作费用低 .对合成气一步法合成二甲醚工艺的发展近况、国内外几种典型的工艺流程以及操作参数和特点。

CO_2加氢合成二甲醚的适宜工艺条件

采用甲醇合成催化剂C207和分子筛HZSM-5混合制得CO2加氢合成二甲醚双功能催化剂,并在微型固定床反应装置上进行了活性评价。考察了反应温度、压力、氢碳摩尔比、空速等工艺条件对催化反应的影响。结果表明,温度对催化剂活性影响显著,适当提高温度有利于提高反应速率,适宜的温度操作范围260～270℃,增加压力,提高氢碳摩尔比有利于提高CO2转化率、二甲醚收率;适宜的空速范围1500～3000h-1。

合成气低温合成二甲醚催化剂的研究

采用共沉淀法制备了Cu Zn Al甲醇合成催化剂,在此基础上采用机械混合法和共沉淀沉积法制备了Cu Zn Al/HZSM 5+Al2O3二甲醚合成催化剂。以BET、XRD、TPR和XRF对催化剂进行了表征并采用高压微反对催化剂活性进行了评价。结果表明,所制备的Cu Zn Al甲醇合成催化剂同Topse公司的MK 101商业甲醇合成催化剂相比,前者具有更高的低温催化活性和稳定性。采用共沉淀沉积法制备的催化剂对于二甲醚合成的活性明显高于机械混合法制备的催化剂。以HZSM 5与酸性Al2O3(质量比4/1)作为复合脱水组分,当w(Cu Zn Al)/w(HZSM 5+Al2O3)=3 6时,以共沉淀沉积法制备的催化剂对于二甲醚合成具有高活性,特别是低温活性明显高于机械混合法制备的催化剂。

甲醇制备二甲醚催化剂的研究进展

综述了甲醇制备二甲醚的研究新进展,也对甲醇气相脱水制备二甲醚可能的反应机理作了简介。

焙烧温度对CO2加氢合成二甲醚催化剂的影响

考察了焙烧温度对二氧化碳加氢合成二甲醚催化剂CuO-ZnO-A l2O3/HZSM-5的影响,研究结果表明,焙烧温度为673 K时,催化剂中CuO和ZnO的相互分散程度较好,催化剂中氧化铜物种比较容易还原,复合催化剂表面具有较强的酸性中心,对于二氧化碳加氢直接合成二甲醚的催化活性最为理想。焙烧温度过高,会导致催化剂中CuO和ZnO粒子发生聚集、长大甚至烧结,催化剂的比表面积急剧下降,催化剂的还原变得困难,催化剂对氢的吸附量减小,催化剂的表面酸量减少,较强的表面酸中心消失,催化活性显著降低。

三相床中含氮合成气直接合成二甲醚

在惰性介质机械搅拌三相床反应器中,研究含氮合成气直接合成二甲醚的工艺,使用混合型双功能催化剂,粒径为0.15-0.18 mm。实验结果表明,较佳的实验条件为:温度240-260℃、压力7.0 MPa、空速1.0-1.5 L/(g·h)。以获得的三相床宏观动力学方程为基础,依据不同氮含量时的宏观动力学反应速率常数的计算结果,证实以各组分逸度表示的三相床宏观动力学模型适用于含氮合成气合成二甲醚的动力学计算。

固定床合成气一步合成二甲醚复合催化剂失活现象的研究

在5MPa,255℃～285℃和空速1500h-1的反应条件下考察了合成气一步合成二甲醚Cu-Zn-Al/HZSM-5复合催化剂的稳定性及失活现象,并采用X射线衍射、热重分析、比表面积分析等方法对新鲜催化剂和使用1250h后的催化剂进行了表征。结果表明,在实验条件下,随着反应时间的延长,催化剂铜晶粒长大,比表面积减小是导致催化剂失活的主要原因。

合成气一步法制二甲醚催化剂的有效导热系数

使用稳态热流法测量了220℃～260℃范围内XNC-98型甲醇合成催化剂及CNM-3型甲醇脱水催化剂的导热系数,实验结果显示,在上述温度范围内两种催化剂的导热系数与温度成线性关系。提出由两种催化剂均匀混合而成混合催化剂的并联传热简化模型和导热系数的计算式,测量了甲醇合成催化剂和甲醇脱水催化剂的质量比分别为1∶1和2∶1时合成气一步法制二甲醚的双功能催化剂的导热系数,计算值与实验值的最大误差不超过2%。实验结果表明该模型可以用于计算混合催化剂的导热系数。

一步法合成二甲醚催化剂失活的研究进展

综述了一步法合成二甲醚催化剂的失活原因及解决方法。复合催化剂中任一组分的失活都会造成整个催化剂的失活。Cu基合成甲醇催化剂的毒物主要为S,C l,Fe,N i等,净化原料气,控制原料气中S和C l的含量,采用不锈钢设备可延缓催化剂中毒;活性组分烧结是复合催化剂失活的重要原因,通过控制反应温度、导出反应生成的水及改进催化剂制备方法可提高催化剂的稳定性;活性组分的迁移、流失、积碳等也是催化剂失活的原因。甲醇脱水催化剂的失活主要由积碳及结构破坏造成,通过改性提高催化剂的抗积碳和抗水性能可以延长催化剂的使用寿命。