二甲醚催化氧化制下游产品(Ⅱ)V/Mn改性的SnO2/MgO催化氧化制碳氢化合物

考察了SnO2/MgO催化剂和添加助剂V、Mn对二甲醚（DME）催化氧化制取乙二醇二甲醚（DMET）和其他碳氢化合物的催化性能。结果表明，锡镁催化剂对DME在275～325 ℃有良好的催化活性；添加VOx能较大提高DME转化率和产物DMET的选择性，DME转化率可达23％，DMET选择性可达44％，在300℃收率达9％以上。     

活性形貌对CuO/ZnO/Al2O3催化加氢反应的影响

以硝酸铜、硝酸锌等为原料,采用沉淀-沉积法制备了载体是介孔Al_2O_3的CuO/ZnO/Al_2O_3催化剂,通过改变焙烧时间可得到不同活性组分形貌(团簇球状和棒状)的催化剂,并用于CO/CO_2加氢反应。通过XRD、BET、N_2吸附-脱附、TEM、H_2-TPR、CO_2-TPD、NH_3-TPD和FTIR对催化剂进行了表征与测试。结果表明,活性组分(CuO/ZnO)形貌的改变影响了催化剂的Cu O晶粒尺寸、比表面积、孔径及其还原性能,且对催化剂的酸性位点和碱性位点的相对数量影响较大。团簇球状催化剂中活性组分的分散度高、易还原、碱性位多、酸性位少,有利于甲醇的生成;而棒状催化剂中孔道不均匀、碱性位少、酸性位多,更有利于二甲醚(DME)的生成。活性测试结果表明,团簇球状催化剂表现出高甲醇选择性(95.05%)和低DME选择性(4.18%);棒状催化剂的产物选择性与团簇球状相反,表现出高DME选择性(75.41%)和低甲醇选择性(12.81%)。     

对甲氧基苯酚催化选择性加氢制对甲氧基环己酮

采用饱和浸渍法制备了Pd/Al_2O_3催化剂,借助N_2吸附、XRD、H_2-TPD和NH_3-TPD对催化剂进行表征分析,在固定床反应器上考察反应条件对催化剂催化加氢性能的影响以及在优选条件下催化剂的稳定性。结果表明,催化剂比表面积和孔径较大,活性金属Pd主要以微晶形式分散在催化剂表面,催化剂表面Pd含量较高,催化剂以中强酸为主。反应温度对催化剂活性影响较大,适当提高反应压力和空速有利于对甲氧基环己酮选择性的提高。乙二醇二甲醚(DME)为溶剂,反应温度140℃,反应压力0.5 MPa,对甲氧基环己酮质量空速0.4 h~(-1)条件下连续反应30天,对甲氧基苯酚转化率维持在99%以上,对甲氧基环己酮选择性维持在85%以上。     

串联催化剂在二甲醚与合成气制备乙醇反应中的性能研究

通过水热合成法和共沉淀法分别制备了分子筛催化剂和Cu/ZnO催化剂,将分子筛与Cu/ZnO调控成双层串联催化剂,并用于二甲醚与合成气通过两段反应制备乙醇。研究了反应温度和反应气组成等因素对反应的影响,比较了分子筛类型、助剂种类和含量等对催化剂活性的影响。结果表明,随反应温度增加,DME转化率和乙醇选择性呈现先增加后减小趋势,随着DME含量减少和CO含量增加,DME转化率和乙醇选择性增加。H-MOR分子筛与Cu/ZnO串联催化剂显示了最佳的催化活性;金属助剂能提高催化剂活性,尤其是含5%Cu的Cu/H-MOR与Cu/ZnO串联催化剂显示了最佳的催化反应活性,于最佳反应温度493 K下以Ar/DME/CO/H_2(1.6/1.0/47.4/50.0)为原料进行反应,DME转化率达到33.6%,乙醇选择性达到了44.5%。     

串联催化剂在二甲醚与合成气制备乙醇反应中的性能研究

通过水热合成法和共沉淀法分别制备了分子筛催化剂和Cu/ZnO催化剂,将分子筛与Cu/ZnO调控成双层串联催化剂,并用于二甲醚与合成气通过两段反应制备乙醇。研究了反应温度和反应气组成等因素对反应的影响,比较了分子筛类型、助剂种类和含量等对催化剂活性的影响。结果表明,随反应温度增加,DME转化率和乙醇选择性呈现先增加后减小趋势,随着DME含量减少和CO含量增加,DME转化率和乙醇选择性增加。H-MOR分子筛与Cu/ZnO串联催化剂显示了最佳的催化活性;金属助剂能提高催化剂活性,尤其是含5%Cu的Cu/H-MOR与Cu/ZnO串联催化剂显示了最佳的催化反应活性,于最佳反应温度493 K下以Ar/DME/CO/H_2(1.6/1.0/47.4/50.0)为原料进行反应,DME转化率达到33.6%,乙醇选择性达到了44.5%。     

稀土氧化物修饰的Cu-ZnO-Al2O3/HZSM-5催化剂二氧化碳加氢一步制备二甲醚的研究

本文采用高压固定床反应装置考察了添加2%稀土氧化物(La2O3和CeO2)的Cu-ZnO-Al2O3/HZSM-5催化剂CO2加氢一步合成二甲醚的催化性能。XRD和H2-TPR结果分析发现,添加稀土氧化物后阻止了部分Cu2+还原为非晶态Cu。在513K,反应压力为3.0MPa,反应空速为1000h-1的条件下,考察了CO2加氢一步合成二甲醚的催化性能。结果表明,添加La2O3和CeO2后,催化剂的催化活性以及二甲醚的选择性均大幅提高,反应20h,CO2转化率以及二甲醚选择性变化较小,说明该催化剂稳定性较好。     

二氧化碳加氢合成二甲醚CuO-ZnO-Al2O3/HZSM-5型催化剂的研究

以乙醇为溶剂，草酸作沉淀剂，采用共沉淀浸渍法制备了性能优良的二氧化碳加氢合成二甲醚催化剂(CuO-ZnO-Al₂O₃/HZSM-5)，在245℃、2.0MPa、2400h-1、H₂/CO₂=2.79的条件下，CO2转化率达22.61%，二甲醚选择性为45.90%，甲醇选择性为14.81%，含氧化合物收率为13.73%。对CuO-ZnO-Al₂O₃/HZSM-5催化剂进行了反应条件及活性稳定性的初步考察。     

均匀凝胶法制备CuO-ZnO-Al2O3-Cr2O3/HZSM-5催化二氧化碳加氢合成二甲醚

采用均匀凝胶法制备了CuO-ZnO-Al2O3-Cr2O3/HzSM-5催化剂,采用X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FT-IR)和热重-差热分析(TG-DTA)进行了表征,并在固定床微型反应器中考察了反应温度、反应压力,CuO与ZnO质量比、Al2O3和Cr2O3的质量分数对CuO-ZnO-Al23-Cr2O3/HzSM-5催化剂在CO2加氢制备二甲醚反应中催化性能的影响.结果表明,在533 K,3MPa,H2与CO2体积比为3和反应混合气体积空速为1600 h-1的条件下,在CuO与ZnO质量比2,Al2O3和Cr2O3分别占催化剂质量的10.0%和1.5%的CuO-ZnO-Al2O3-Cr2 O3/HZSM-5催化剂作用下,CO2的单程转化率达到28.94%,二甲醚的选择性和收率分别为31.76%和8.76%,甲醇和二甲醚的总收率达到13.98%.     

低负载贵金属催化剂对二甲醚催化燃烧的催化活性

采用浸渍法以g-Al2O3为载体制备了多种低负载量的Pd和Pt催化剂,在微型固定床反应器装置上进行了二甲醚(DME)催化燃烧实验. 考察了不同贵金属负载量的Pd/g-Al2O3和Pt/g-Al2O3催化剂的活性,及浸渍顺序对Pd-Pt/g-Al2O3双金属负载催化剂活性的影响,并测试了贵金属负载摩尔比不同的双金属负载催化剂的活性. Pt负载量0.025%(w)的催化剂在190℃将DME完全燃烧;Pd和Pt共同负载的催化剂[Pd:Pt=2:1(mol), Pt 0.025%(w), Pd 0.027%(w), Pt先负载]性能更好,在175℃将DME完全燃烧;200 h实验后2种催化剂活性降低均小于5%.     

生物质气一步法合成二甲醚中试实验

在列管式连续固定床中试系统上,采用自制二甲醚(DME)合成催化剂,以玉米芯经两段式固定床富氧气化合成气为气源,进行一步法合成DME实验研究.考察了催化剂反应温度(210-295℃)、空速(650-3 000 h-1)对合成过程的影响.并对合成DME催化剂反应前后进行XRD表征.实验结果表明:反应空速为1 200 h-1时,最佳反应温度为270℃时.此时CO转化率最高为73.55%;空速在650-3 000 h-1时,CO转化率为82.00%～67.74%,时空产率为124.28～281.24 kg/(m3·h).     

添加氧化锆对二氧化碳加氢合成二甲醚催化剂Cu-ZnO-Al_2O_3/HZSM-5性能的影响

本文采用共沉淀沉积法及化学还原法制备了一系列的非晶态铜基催化剂,在常规固定床高压流动反应装置上对其CO2加氢合成二甲醚催化性能进行了研究。结果表明:添加ZrO2提高CO2转化率;经NH3-TPD表征可知,氧化锆能增强催化剂表面酸性。另外,催化剂中HZSM-5分子筛含量增大,能显著提高二甲醚的选择性。XRD分析表明,催化剂中各个组分分散均匀。     

乙二醇为原料制备乙二醇乙醚用催化剂及其失活

以硫酸铵浸渍改性的HZSM-5为催化剂催化乙二醇和乙醇合成乙二醇乙醚和乙二醇二乙醚时催化剂效率很高,乙二醇转化率能达到69.1%,乙二醇乙醚选择性达到72.9%,乙二醇二乙醚的选择性为25.3%。但催化剂在重复使用时催化活性降低较快,因此分别采用X射线衍射仪（XRD）,NH3-TPD,扫描电子显微镜（SEM）,电子能谱（EDS）,比表面积及孔径测定仪和热重/差热分析仪（TG）对催化剂改性及使用前后晶型结构,表面酸强和酸量,表面吸附物,催化剂形貌,表面元素变化,比表面积,孔径大小等对催化剂失活原因及再生条件进行研究。结果表明,在使用后未对催化剂处理情况下,催化剂失活主要是由于表面积碳导致催化剂孔道堵塞造成的。经多次使用后催化剂缓慢失活主要是由于催化剂表面负载的S流失造成的,在整个过程中催化剂晶型结构未发生变化。     

A1C13／（NH4）2HPO4催化直接法合成乙二醇单甲醚

开发了非石油路线法合成乙二醇单甲醚的新工艺,即以煤制乙二醇为原料和甲醇直接法合成乙二醇单甲醚。以A1Cl3／（NH4）2HPO4做复合催化剂,考察了A1C13／（NH4）2HPO2复合催化剂不同比例、催化剂的用量、反应温度、压力、时间等因素对反应的影响。确定适宜条件为AICl3／（NH4）2HPO4复合催化剂的质量比为1：2．5,催化剂的质量占乙二醇质量的4％,乙二醇／甲醇物质的量比为1：4,反应温度260℃,反应时间4h,反应压力7MPa,此时乙二醇转化率为39％,乙二醇单甲醚选择性84％,乙二醇单甲醚收率32％。并对反应机理进行了初步探讨。     

甲醇制二甲醚用全氟磺酸树脂催化剂的研究

采用溶胶-凝胶法制备了用于甲醇气相脱水制二甲醚的新型催化剂全氟磺酸树脂/二氧化硅,应用X射线衍射、红外光谱、热重-差示扫描量热、低温氮物理吸附和氨程序升温脱附法对所得催化剂进行了表征。考察了反应温度、甲醇液空速、全氟磺酸树脂含量对甲醇气相催化脱水制二甲醚反应性能和催化剂稳定性的影响。结果表明,催化剂比表面积达820m2/g,在全氟磺酸树脂负载量10.0%、甲醇液空速1h?1、反应温度184℃时,甲醇转化率92.0%,二甲醚选择性99.9%,经350h实验测试,活性和稳定性没有明显变化。     

合成气一步法合成二甲醚催化剂的研究

采用共沉淀与浸渍相结合的方法制备出合成气直接合成二甲醚的双功能催化剂,其中活性组分主要有Cu、Zn、Mn、Al和Zr等,脱水剂主要有γ-Al2O3和HZSM-5分子筛。考察了不同脱水组分以及不同的引入方式和不同活性组分对催化剂性能的影响,经过对催化剂综合性能的评价,得到最佳催化剂活性组分质量比为CuO∶ZnO∶ZrO2=5∶4∶1,CO转化率为89.96%,二甲醚选择性为69.92%,收率为62.90%。     

固体酸对二氧化碳加氢合成二甲醚催化剂性能的影响

以Cu-ZnO-Al2O3催化剂作为甲醇合成组分,以不同固体酸作为脱水组分,制备了一系列CO2加氢合成二甲醚的复合催化剂。研究表明CO2的转化率与固体酸的酸性无关,而取决于Cu-ZnO-Al2O3催化剂上甲醇的合成速率;二甲醚的选择性取决于固体酸的酸量和酸强度,脱水速率与固体酸的中/强酸有关。HZSM-5分子筛作为复合催化剂脱水组分时,二甲醚的收率最高;硅铝比对CO2转化率无影响,但可显著地影响二甲醚选择性;低硅铝比的HZSM-5更适合作为CO2加氢合成二甲醚复合催化剂的脱水组分。     

草酸二甲酯加氢合成乙二醇Cu/SiO_2催化剂的稳定性试验研究

合成气经草酸二甲酯加氢制乙二醇技术在工业应用过程中存在一些技术难题,其中草酸二甲酯加氢制乙二醇催化剂的稳定性是制约该技术发展的瓶颈。以Cu/SiO_2草酸二甲酯加氢催化剂A为研究对象,通过2 600 h的稳定性实验研究,考察反应温度对草酸二甲酯转化率、乙二醇选择性以及产物中乙醇酸甲酯含量的影响,为合成气经草酸二甲酯制乙二醇技术的工业应用优化提供重要的技术支持。结果表明,当反应压力2.8 MPa、空速(0.3~0.5)h-1、氢酯物质的量比120~140和反应温度216℃时,草酸二甲酯转化率近100%,乙二醇选择性大于95.0%,产物中乙醇酸甲酯质量分数小于0.5%,Cu/SiO_2催化剂A稳定性较好。     

二甲醚水蒸气重整制氢CuO-ZnO-Al2O3-ZrO2/固体酸复合催化剂

Steam reforming(SR) of dimethyl ether(DME) was investigated for the production of hydrogen for fuel cells.The activity of a series of solid acids for DME hydrolysis was investigated.The solid acid catalysts were ZSM-5 [Si/Al=25,38 and 50:denoted Z(Si/Al)] and acidic alumina(γ-Al₂O₃) with an acid strength order that was Z(25)>Z(38)>Z(50)>γ-Al₂O₃.Stronger acidity gave higher DME hydrolysis conversion.Physical mixtures containing a CuO-ZnO-Al₂O₃-ZrO₂ catalyst and solid acid catalyst to couple DME hydrolysis and methanol SR were used to examine the acidity effects on DME SR.DME SR activity strongly depended on the activity for DME hydrolysis.Z(25) was the best solid acid catalyst for DME SR and gave a DME conversion>90% [T=24℃,n(H₂O)/n(DME)=3.5,space velocity=1179 ml·(g cat)^-1·h^-1,and P=0.1MPa].The influences of the reaction temperature,space velocity and feed molar ratio were studied.Hydrogen production significantly depended on temperature and space velocity.A bifunctional catalyst of CuO-ZnO-Al₂O₃-ZrO₂ catalyst and ZSM-5 gave a high H₂ production rate and CO₂ selectivity.