雙功能催化劑上碳酸二甲酯的合成.pdf

1、甲醇?xì)庀嘌趸驶且环N極具發(fā)展前景的碳酸二甲酯合成方法,然而,反應(yīng)生成的水易引起催化劑的快速失活,同時(shí)造成設(shè)備的腐蝕。將二甲醚引入反應(yīng)體系,利用雙功能催化劑上甲醇氧化羰基化反應(yīng)和二甲醚水解反應(yīng)的耦合,不僅可以消耗掉羰基化反應(yīng)中生成的水,緩解水引起的負(fù)面效應(yīng),同時(shí)可以提高DMC的收率。
　　本論文對(duì)甲醇、DME共進(jìn)料氣相氧化羰基化合成DMC進(jìn)行了熱力學(xué)的可行性分析;考察了二甲醚的低溫水解性能,開發(fā)出低溫高活性的DME水解催化劑Cu

2、-Pd/ZSM-5;并將其與羰基化催化劑Cu-Pd-TBAB/ZSM-5進(jìn)行復(fù)合,構(gòu)成雙功能催化劑,研究該催化劑在共進(jìn)料體系中的催化性能。結(jié)果如下:
　　1.熱力學(xué)分析結(jié)果表明,在一定溫度范圍內(nèi),二甲醚水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),甲醇氧化羰基化反應(yīng)為放熱反應(yīng),兩個(gè)反應(yīng)可以滿足能量上耦合的要求;甲醇、二甲醚共進(jìn)料氣相氧化羰基化反應(yīng)的自由能變小于零,表明該合成路線在熱力學(xué)上是有利的。
　　2.合成了ZSM-5分子篩,考察了ZSM-5分子

3、篩的硅鋁比及不同改性方法對(duì)分子篩催化劑上二甲醚低溫水解活性的影響,利用NH3-TPD和吡啶吸附FT-IR對(duì)催化劑的酸性進(jìn)行表征。結(jié)果表明,催化劑的性能主要依賴于分子篩的酸性質(zhì)。在超強(qiáng)酸催化劑SO42-/ZrO2-ZSM-5上,DME的轉(zhuǎn)化率有較大提高,但甲醇的選擇性有所降低。經(jīng)MgO摻雜的ZSM-5催化劑上,DME的轉(zhuǎn)化率降低,甲醇的選擇性有所提高。Cu、Pd改性后的ZSM-5催化劑展示出最好的催化性能,150℃時(shí),DME的轉(zhuǎn)化率、甲醇

4、的選擇性和收率分別為13.0％、99.1%、312.6mg·(g-cat·h)-1,比改性前分別提高了5.9%、3.8%和148.8mg·(g-cat·h)-1,這有效地解決了水解與羰基化反應(yīng)的溫度匹配問題。
　　3.將Cu-Pd-TBAB/AC與Cu-Pd/MCM-22進(jìn)行復(fù)合構(gòu)成雙功能催化劑,并將二甲醚引入反應(yīng)體系中,可以有效提高DMC的時(shí)空收率。150℃時(shí),當(dāng)催化劑Cu-Pd-TBAB/AC與Cu-Pd/ZSM-5的比值為5