合成气制低碳混合醇的中试研究

论文摘要

低碳醇可以作为燃料、汽油添加剂和化工产品的原料。随着石油资源日趋减少,合成气合成低碳醇愈来愈受到关注。作为C1化学的重要内容,CO加氢选择催化合成低碳混合醇一直被认为是极具工业价值和应用前景的研究课题之一。近年来,出于能源安全和环境保护的要求,低碳醇在燃料和化工等领域的应用价值日益凸现。低碳混合醇的工业应用取决于高性能催化剂的开发。从目前典型的低碳醇催化剂体系看,碱改性/MoS2催化剂（alkali-doped-MoS2, ADM）以其独特的耐硫性能和高的水煤气变换反应活性被认为是最有应用前景的催化剂体系之一。上个世纪8O年代中期以来,有关MoS2基催化剂上合成气制低碳醇的研究已相当广泛而深入,有一系列开创性研究论文发表,大大增进人们对这类催化剂及相应催化反应体系的认识。然而,现有的低碳醇合成工艺单程转化率及生成C2+OH的选择性仍较低,大多数体系合成的主要产物是甲醇、而非C2+OH,使其商业应用大受限制。高度活泼、尤其对生成C2+OH选择高的新催化剂的研制及相应高效合成过程的开发,一直是许多研究工作追求的目标。传统的ADM催化剂的活性和高级醇选择性较低,由于3d过渡金属尤其是F-T组元（Fe,Co, Ni）具有较强的加氢能力和链传播能力,经其改性后可不同程度提高ADM催化剂的活性和链增长能力,这是目前该领域的研究热点。本论文以此为出发点,以高活性和高C2+OH选择性的Fe/ADM催化剂为研究对象,采用化学活性较高的前体、共沉淀过程及适宜的热解温度制备Mo-Fe-K- S合成醇催化剂,对催化剂的制备、反应行为进行了深入考察,并进行了中试放大研究。我们开发的催化剂其CO转化率达到30.55%、醇选择性77.31%和C2+OH含量41.6%。在中试装置上经过1700h的稳定性试验,我们放大制备的催化剂其CO转化率大于29%、醇选择性大于77%和C2+OH含量大于0.37%。我们所开发的催化剂性能达到并超过了了国外合成气制低碳混合醇催化剂。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 引言
• 第一章 文献综述
• 1.1 国内外技术现状
• 1.1.1 改性高温甲醇合成催化剂
• 1.1.2 改性低温甲醇合成催化剂
• 1.1.3 Cu-Co 催化剂
• 2 催化剂'>1.1.4 MoS₂催化剂
• 1.2 合成低碳醇反应原理
• 1.2.1 合成低碳醇过程的热力学分析
• 1.2.2 合成低碳醇的动力学分析
• 1.2.3 合成低碳醇催化剂活性组分的影响
• 1.2.4 合成低碳醇的反应机理
• 第二章 催化剂制备试验
• 2.1 原料
• 2.2 催化剂制备流程
• 2.3 催化剂的制备方法
• 4）₂MoS₄ 的制备'>2.3.1 （NH₄）₂MoS₄的制备
• 2.3.2 催化剂的制备
• 2.4 催化剂小试评价装置
• 2.5 催化剂优化制备
• 2.5.1 助剂对催化剂性能的影响
• 2.5.2 沉淀pH 值对催化性能的影响
• 2.5.3 老化时间对催化剂性能的影响
• 2.6 小试评价结果
• 第三章 中试研究
• 3.1 试验目的
• 3.2 试验原料
• 3.3 中试装置工艺流程
• 3.4 分析方法
• 3.5 数据处理方法
• 3.6 试验结果与讨论
• 3.6.1 催化剂放大制备
• 3.6.2 条件考察试验
• 3.6.3 稳定性试验
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附件
• 详细摘要