一步法制备二甲醚的催化剂研究.pdf

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1、第45卷第4期当代化工Vo1．45．NO．42016年4月ContemporaryChemicalIndustryApirl，2016一步法制备二甲醚的催化剂研究娄贺(克劳斯塔尔52业大学(德国)化学与电化学211程学院)摘要：综述了一步法制备二甲醚的反应机理，并介绍了制备过程。在cu-Zn—zr甲醇催化剂体系中，探究了zr的最佳催化剂组分质量比进行探究，CuO：ZnO：ZrO=5：4．5：0．5时，CO的转化率、二甲醚选择性和回收率分别达到89．5％，70．0％和62．5％。在cu—zn—Al甲醇催化剂体系中，探究了Al的最佳催化剂组分质量比进行探究，CuO：ZnO：A

2、hO3=6：3：1时，CO的转化率、二甲醚选择性和回收率分别达到90．2％，62．3％和56．7％。关键词：关二甲醚；一步法；反应机理；共沉淀法；催化剂中图分类号：TQ426文献标识码：A文章编号：1671—0,460(2016)04—0847—03ResearchontheCatalystforOne—StepPreparationofDimethylEtherLOUHe(InstituteofChemicalundElectrochemicalProcessEngineering，ClausthalUniversityofTechnology,Germany)Abst

3、ract：Thereactionmechanismofone—steppreparationofdimethyletherwassummarized，andonesteppreparationprocessofdimethyletherwasintroduced．InCu—Zn．Zr-methanolcatalystsystem．thebestmassratioofdifferentcomponentsinthecatalystwasdiscussed．The~

4、ateandtherecoveryrateofdimethylethercanreach89．5％．70．0％and62．5％respectivelywhentheratioofZr,CUOandZnOiS5：4．5：0．5．InCu—Zn．Alcatalystsystem．thebestmassratioofdiferentcomponentsinthecatalystwasdiscussed．TheresultsshowthattheconversionrateOfC0．theselectivityrateandtherecoveryrateofdimethyleth

5、erCanreach90．2％，62．3％and56．7％respectivelywhentheratioOfCuO：ZnO：Al，0is6：3：1．Keywords：‘Dimethylether；One-stepmethod；Reactionmechanism；Coprecipitation；Catalyst1引言作费用相对较低，从而使二甲醚的经济效益提高。合成气一步法制备二甲醚在化学热力学上优于二甲醚的物理性质与液化石油气相近，在化工传统的两步法。其主要原理包括以下三个过程：实验及生产中可以作为萃取剂、冷冻剂和推进剂等；(1)甲醇合成反应在生物制药、民用燃料等方面有广

6、阔的市场和前景，CO(g)+2H2CH3OH+90．4kJ／mol二甲醚潜在市场的广泛需求使得其合成研究成为新(2)甲醇脱水反应的热点川。2CH3OHCH3OCH3+H20+23．4kJ／mol二甲醚得制备主要有两种方法：一步法及两步(3)水气转换反应法。其中两步法工艺相对传统，其主要原理是先CO+H20—}C02+H2+41．9kJ／mol合成甲醇，．之后甲醇通过催化剂的作用脱水形成高反应(1)中包含连续的多步基元反应，该反应纯度的二甲醚(最高可以达到99．99％)。两步法工也成为“加氢反应”，反应的中间产物存在加氢活艺较为成熟，操作上较简便，但缺点在于工艺流程性位点，

7、促进该步反应进行的催化剂成为活性组分。长、投资大、能耗和成本高，二甲醚的价格严重受反应(2)主要实现了脱水过程，在多步基元反应中到甲醇市场价格和供应量的影响。一步法工艺是指会形成催化剂的酸位，从而实现了脱水过程。催化通过气体直接通过催化剂床层合成，其实质是氢与剂主要在反应(1)和(2)中发挥作用。一氧化碳通过催化反应产生二甲醚。一步法工艺包在整个过程中，反应(2)产生二甲醚和H20，括固态床和浆态床两类。一步法制备工艺的技术核反应(3)的进行产生H，为反应(1)提供原料，心在于工艺开发、反应器和催化剂。使得反应物配比超过平衡状