文档介绍：摘要
摘要
二甲醚不仅是一种重要的化工原料,而且在未来能源领域,可以替代柴油和
液化气作为洁净液体燃料使用。此外,二甲醚还是制备低碳烯烃的重要原料。
因此,二甲醚的未来应用前景十分广阔。
本论文对四种典型的天然气造气工艺制备的合成气,用于二甲醚合成进行
了研究和对比。侧重对天然气空气法制备的合成气,用于二甲醚合成进行了研
究。其主要目的是,通过以空气代替纯氧,实现廉价合成气生产,从而进一步
降低二甲醚的生产成本。
在固定床反应器中,进行了二甲醚合成的研究。结果表明,
转化工艺制备的合成气,对于二甲醚合成,其天然气消耗最低。实验证明,在
适当增加压力的条件下,用含氮合成气合成二甲醚,可取得较高单程转化
率和二甲醚收率。
以含氮合成气为原料气,分别在固定床反应器,浆态床反应器以及浆态床
固定床集成反应器中,开展了二甲醚合成的研究。结果表明,在固定床反应器
中,的转化率较高,但催化剂床层有严重的热点现象,从而使催化剂稳定性
受到影响而在浆态床反应器中,虽可以消除床层热点,但转化率较低
只有在浆态床一固定床集成反应器中,既可以得到较高的转化率,又可以消
除催化剂床层的热点。
通过对催化剂失活机理的研究,发现,催化剂失活的主要原因是表面铜的烧
结,使铜比表面积和分散度降低,从而导致催化剂缓慢失活。空气法制备的含
氮合成气,由于氮气存在有助于将反应热移出,催化剂失活相对较慢。
在二甲醚合成反应过程中,催化剂上存在的氧化还原循环。提出了
二甲醚合成的反应机理。
关键词合成气,二甲醚,催化剂,催化剂失活
八日
第一章绪论
第一章绪论
半个多世纪以来,石油化工已发展成为现代文明社会的重要支柱产业,大部
分化工原料都来自石油炼制厂生产的低碳烯烃。但随着石油资源长期大量的开
采,石油储量已日趋减少。而世界经济的发展,人口的增加和人民生活水平的
提高将会对能源的需求不断增大。由于世界煤和天然气资源十分的丰富,并且
可以直接转换为合成气,因此由合成气直接制取化学品引起人们的高度重视。
由合成气直接合成乙烯、丙烯等低碳烯烃,产物分布很难突破规律
的限制,目的产物的产率在热力学上并不十分有利。相反,由合成气一步转化
为二甲醚由于在热力学上十分有利,而产品二甲醚又是重要的能源化工产品、
精细化工产品和甲基化剂,因此成为人们研究的热点。
二甲醚的性质和用途
二甲醚的性质
二甲醚,又称木醚、甲醚、氧二甲,简称,在常温常压下为无色有醚
味的可燃气体,具有一般醚类的性质,毒性很弱,其物理性质如表所示【
表二甲醚的物理性质
液体密度凝固点沸点着火点自燃点
燃烧热值蒸汽压临界温度临界压力折光率
水中可溶解二甲醚气体,二甲醚也易溶于汽油、四氯化碳、
丙酮、氯苯和乙酸甲酷等多种有机溶剂。燃烧时火焰略带亮光。常温下
难于活化,但长期储存或受日光直接照射,可以形成不稳定过氧化物,这
第一章绪论
第一章绪论
半个多世纪以来,石油化工已发展成为现代文明社会的重要支柱产业,大部
分化工原料都来自石油炼制厂生产的低碳烯烃。但随着石油资源长期大量的开
采,石油储量已日趋减少。而世界经济的发展,人口的增加和人民生活水平的
提高将会对能源的需求不断增大。由于世界煤和天然气资源十分的丰富,并且
可以直接转换为合成气,因此由合成气直接制取化学品引起人们的高度重视。
由合成气直接合成乙烯、丙烯等低碳烯烃,产物分布很难突破规律
的限制,目的产物的产率在热力学上并不十分有利。相反,由合成气一步转化
为二甲醚由于在热力学上十分有利,而产品二甲醚又是重要的能源化工产品、
精细化工产品和甲基化剂,因此成为人们研究的热点。
二甲醚的性质和用途
二甲醚的性质
二甲醚,又称木醚、甲醚、氧二甲,简称,在常温常压下为无色有醚
味的可燃气体,具有一般醚类的性质,毒性很弱,其物理性质如表所示【
表二甲醚的物理性质
液体密度凝固点沸点着火点自燃点
燃烧热值蒸汽压临界温度临界压力折光率
水中可溶解二甲醚气体,二甲醚也易溶于汽油、四氯化碳、
丙酮、氯苯和乙酸甲酷等多种有机溶剂。燃烧时火焰略带亮光。常温下
难于活化,但长期储存或受日光直接照射,可以形成不稳定过氧化物,这
中国科学院大连化学物理研究所博士学位论文
种过氧化物能自发的爆炸或受热后爆炸。
二甲醚的应用
二甲醚的应用和下游产品概况如下
民用燃料
燃料一一补工业燃料
车用燃料
乙烯、丙烯
气雾剂
致冷剂
发泡剂
萃取剂
化学加工下