CO2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.     

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。     

合成气制二甲醚催化剂制备方法的对比研究

在同一个铜锌合成甲醇催化剂前体的基础上,采用4种方法制备了合成气制二甲醚催化剂,并对制备方法对催化剂活性的影响进行了研究.实验结果表明,制备方法不仅影响合成气制二甲醚催化剂的甲醇合成组分和甲醇脱水组分各自的活性,而且对两者的活性中心的匹配影响更大.水热处理的方法是一种有效的老化方法,能够明显提高催化剂的甲醇合成活性,并使脱水组分的活性得到保持.组分之间的高分散对于合成气制二甲醚催化剂的高活性非常重要.     

二甲醚合成中的固体酸催化剂

双功能催化剂是一步法合成二甲醚的关键。双功能催化剂两种活性组分之间处于最佳匹配关系时,可获得较高的二甲醚收率。二甲醚合成过程中,不仅要求分子筛表面分布较多的酸活性位,而且还要有合适的酸强度。合成二甲醚过程中,优化脱水催化剂使其与甲醇合成催化剂产生"协同效应"是研究重点。为获得较高的二甲醚收率,甲醇脱水催化剂具有合适的酸性是双功能催化剂改性的一个方向。     

合成气直接制取二甲醚的双功能催化剂Ⅱ．脱水组分对催化剂性能影响的研究

采用反应评价并结合ＸＲＤ、ＴＰＲ、吡啶－ＴＰＤ等物理化学手段研究了不同脱水组分对合成气直接制取二甲醚双功能催化剂结构和催化性能的影响，发现采用共沉淀沉积法制备的以ＣｕＯ－ＺｎＯ－Ａｌ２Ｏ３为甲醇合成活性组分、ＨＳＹ或ＨＺＳＭ－５Ａ分子筛为脱水组分的双功能催化剂表现出优良的催化性能：ＣＯ转化率达８９％，ＤＭＥ在有机物中的选择性接近９９％；此处还发现，双功能催化剂的两活性组分发生“协同效应”，该反应中的脱水步骤在催化剂的弱酸位上进行     

CO_2加氢一步合成二甲醚催化剂的研究进展

针对CO2加氢一步合成二甲醚催化剂的活性载体、助剂、沉淀剂及沉淀次序、焙烧温度和制备方法等对中间产物甲醇合成的影响进行了综述,介绍了甲醇脱水催化剂组分的研究现状,并对催化剂的失活原因进行了分析,同时阐述了甲醇合成与甲醇脱水复合结构催化剂的研究趋势,最后提出了高效催化剂的研究开发思路。     

磷改性双功能催化剂合成二甲醚性能研究

采用磷酸水溶液浸渍-焙烧法对甲醇脱水催化剂γ-Al2O3改性,得到磷改性甲醇脱水催化剂P-γ-Al2O3与C301甲醇合成催化剂以1:4的质量比混合制备成C301/p-γ-Al2O3双功能催化剂用于一步法合成二甲醚,该改性双功能催化剂比未改性催化剂具有更高的催化活性。将该催化剂用于浆态床反应器,在p=3.7MPa,T=250℃,进料合成气n(H2)/n(CO)=2的条件下,CO转化率从93.11%提高到95.90%,DME选择性从34.61%提高到42.27%。改性催化剂经FT-IR、BET、XRD手段进行表征,发现在P-γ-Al2O3中增加了O=P-O键,使得脱水催化剂的表面总酸量和L酸中心数量同时增加,从而提高了双功能催化剂的活性。     

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。     

合成气直接制取二甲醚的双功能催化剂的TPR研究

利用浸渍法和共沉淀法合成Cu/Co/TiO2甲醇合成催化剂,选取γ-Al2O3、磷酸改性γ-Al2O3,二氧化钛改性γ-Al2O3,以及Hβ型分子筛作为甲醇脱水催化剂,两者按照一定的比例混合制得合成二甲醚的双功能催化剂,通过TPR、XRD等表征手段对其进行了研究,结果表明共沉淀法制备的Cu/Co/TiO2催化剂比浸渍法制备的易于还原;添加甲醇脱水催化剂后Cu/Co/TiO2催化剂还原温度普遍降低.     

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。     

Effect of Different Ratios of Si-Al of Zeolite HZSM-5 on the Activity of Bifunctional Catalysts Upon Dimethyl Ether Synthesis

Abstract

Four bifunctional catalysts were prepared by physical mixing of a commercial methanol synthesis catalyst (JC207 catalyst, a catalyst for methanol synthesis, which has been industrialized in China) with zeolite HZSM-5 (Si-Al ratios of 25, 38, 50, 150) as a methanol dehydration catalyst. The bifunctional catalyst (JC207/HZSM-5 [Si/Al = 38]) showed better performance, which can be attributed to more acidic sites with moderate strength of zeolite, and which can control methanol dehydration rate, which is a rate determining step.     

甲醇制二甲醚固体酸催化剂的研究进展

综述了甲醇脱水合成二甲醚过程固体酸催化剂的研究现状,分析了固体酸催化剂改性的研究成果。目前应用的固体酸催化剂以活性氧化铝和分子筛为主,通过优化制备方法或添加助剂方式可以提高固体酸催化剂催化性能。指出了甲醇脱水固体酸催化剂的研究方向和应用前景。     

一步法制备二甲醚的催化剂研究

文中综述了一步法制备二甲醚的反应机理,介绍了通过合成气一步法制备二甲醚的过程。采用共沉淀法进行催化剂的制备,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,CO的转化率达到89%,二甲醚选择性达到70%以上,回收率为62%。     

浆态床合成二甲醚复合催化剂失活的初步研究

在温度240-280℃、压力5.0 MPa的反应条件下,考察了浆态床反应器中甲醇脱水催化剂和甲醇合成催化剂的稳定性。研究发现,甲醇合成催化剂稳定性对二甲醚复合催化剂有较大的影响。实验结果表明,在200 h的稳定性实验中,甲醇脱水催化剂改性γ-Al2O3稳定性较好,而甲醇合成催化剂CuZnAl(O)失活较快。复合催化剂的失活主要是由于甲醇合成催化剂的失活造成的。     

浆态床合成二甲醚的研究

考察了合成甲醇催化剂和甲醇脱水催化剂对于浆态床合成二甲醚反应的影响。结果表明 ,甲醇合成催化剂对于CO转化率和二甲醚的选择性都有一定的影响。甲醇催化剂对于合成二甲醚反应的活性顺序为 :HY >γ Al2 O3 >Hβ >HZSM 5 ,反应结果结合NH3 TPD表征 ,认为甲醇脱水生成二甲醚的反应是以弱酸中心为活性中心 ,在强弱酸中心的协同作用下进行的     

A SINGLE-STAGE, LIQUID-PHASE DIMETHYL ETHER SYNTHESIS PROCESS FROM SYNGAS III. DUAL CATALYST CRYSTAL GROWTH, DEACTIVATION, AND ACTIVITY CONSERVATION STUDIES

In the liquid phase dimethyl ether (DME) synthesis process, both the methanol synthesis catalyst )composed of CuO, ZnO, and Al₂O₃) and the methanol dehydration catalyst (composed of gamma-alumina) are slurried in the inert oil phase. Various long-term activity checks were conducted on these dual catalysts to characterize the crystal growth and the thermal aging behavior. X-ray powder diffraction, X-ray fluorescence and elemental intensity compositions, and the crystallite size distributions of the aged catalysts were examined. Based on the current investigation, it was established that the crystal growth and the catalyst deactivation problems in the methanol synthesis catalyst are less severe when it is used along with the methanol dehydration catalyst.