二氧化碳加氫制備二甲醚的研究.pdf

1、二氧化碳是主要的溫室氣體之一，對(duì)溫室效應(yīng)有著重要的影響。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，化石燃料的消費(fèi)猛增，空氣中的二氧化碳含量日益增加，嚴(yán)重破壞了人類(lèi)的生存環(huán)境，二氧化碳的綜合利用已成為迫切需要進(jìn)行的研究。二甲醚是重要的有機(jī)化工品，既是許多化工產(chǎn)品的重要原料，也是化石燃料的理想替代品。不論從經(jīng)濟(jì)還是從環(huán)境的角度出發(fā)，通過(guò)二氧化碳加氫合成二甲醚都是對(duì)二氧化碳回收利用的有效途徑。目前制備二甲醚主要采用甲醇催化脫水法或混合氣直接合成法。二氧化碳加氫合成

2、二甲醚經(jīng)過(guò)近十多年的發(fā)展，雖在催化劑材料選擇和合成條件方面取得一定的成果，但未達(dá)到工業(yè)化程度，需進(jìn)行進(jìn)一步研究。
　　本論文按溴丙烷和三正丙胺摩爾比1∶1，采用冷凝回流法制備溴化四正丙基胺(TPAB)，考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間以及溶劑對(duì)產(chǎn)率和干燥溫度對(duì)TPAB變質(zhì)的影響。結(jié)果表明:以N，N-二甲基甲酰胺為溶劑，在80℃下回流冷凝10h，經(jīng)過(guò)濾，所得固體80℃干燥24h，TPAB產(chǎn)率達(dá)27.5％，且未發(fā)生變質(zhì)。以TPAB為模板劑，水

3、玻璃和硫酸鋁為原料制備硅鋁比為25的HZSM-5，考察了酸化、晶化、pH值、保溫時(shí)間以及保持溫度對(duì)HZSM-5性質(zhì)的影響。結(jié)果表明:合成HZSM-5的適宜pH值為8，保持溫度為140℃，保持時(shí)間為72h，所得分子篩粒徑均小于16μm，比表面積達(dá)93m2/g。酸化和晶化是制備HZSM-5的必要過(guò)程。
　　采用水熱法合成Cu-CuO-ZnO-Al2O3-Fe2O3催化劑(簡(jiǎn)稱(chēng)CZAF)，包括混合溶液的制備和老化、粉體的焙燒和還原，考察

4、了硝酸鹽溶液濃度、老化時(shí)間、老化溫度、Fe含量對(duì)CZAF的影響，對(duì)制備的催化劑進(jìn)行SEM、BET、FT-IR和XRD檢測(cè);以CZAF為甲醇合成催化劑和HZSM-5分子篩為甲醇脫水催化劑，按質(zhì)量比2∶1采用機(jī)械混合法制備雙功能催化劑;將原料氣CO2和H2通入高壓釜，4Mpa，260℃下，通過(guò)雙功能催化劑的作用合成二甲醚，合成氣通過(guò)氣相色譜檢測(cè)，考察Fe含量和反應(yīng)時(shí)間對(duì)催化性能的影響。結(jié)果表明:硝酸鹽濃度為10％，老化溫度為150℃，老化時(shí)