耐温强酸树脂催化甲醇脱水制二甲醚的研究

论文摘要

二甲醚是重要的有机中间体和清洁燃料,有着广阔的发展前景。本文综述了二甲醚的性质、用途、主要生产工艺技术、国内外研究进展以及生产和需求现状,并对合成二甲醚的催化剂进行了系统调研。详细比较了目前国内外生产二甲醚的不同方法、工艺,并分析了各工艺的优缺点。本课题是在齐鲁石化研究院化学工程研究所开发的催化蒸馏、醚化技术的基础上,探索研究了一种新的二甲醚合成方法—以耐高温树脂为催化剂、在低温（145-155℃）低压（2.0-3.0MPa）条件下、甲醇脱水合成二甲醚的新工艺,围绕耐温树脂催化剂进行了一系列试验研究:通过固定床工艺评价试验得到了合理的操作参数;在此基础上,通过催化蒸馏的探索试验与改进试验,证明应用催化蒸馏工艺、以耐温树脂为催化剂生产二甲醚是切实可行的,并且与传统工艺相比有很大的优越性;通过对几种耐温树脂催化剂的筛选比较试验,最终优选出一种活性稳定性相对优良的耐温树脂,其转化率可达到70%以上,选择性为100%。并将其作为进一步研究所用的催化剂;在选出的催化剂基础上,用积分反应器进行了甲醇液相脱水的动力学实验,建立了动力学模型,并对参数进行估值,得出了拟合效果比较理想的幂函数型宏观动力学方程。最后,对研究中存在的问题以及今后的研究重点作了阐述。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第1章 前言
• 1.1 论文研究的背景和意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 二甲醚的性质
• 1.2.2 二甲醚的用途
• 1.2.3 二甲醚的主要合成方法
• 1.2.4 国内外二甲醚行业分析
• 1.2.5 甲醇脱水制二甲醚的催化剂研究进展
• 1.3 论文研究的目的
• 1.4 论文研究的内容
• 1.5 试验方案
• 第2章 固定床工艺条件初步评价试验
• 2.1 准备工作
• 2.2 试验条件与结果
• 2.2.1 试验条件的确定
• 2.2.2 实验结果
• 2.3 结果分析与讨论
• 2.3.1 压力对反应的影响
• 2.3.2 温度对反应的影响
• 2.3.3 空速对反应的影响
• 2.3.4 产物对反应的影响
• 2.4 本章小结
• 第3章 甲醇脱水制二甲醚的催化蒸馏试验
• 3.1 催化蒸馏技术
• 3.2 催化蒸馏在二甲醚合成中的应用
• 3.3 催化蒸馏探索试验
• 3.3.1 准备工作
• 3.3.2 试验条件与结果
• 3.3.3 结果分析与讨论
• 3.4 催化剂稳定性表征实验
• 3.4.1 试验原理
• 3.4.2 试验仪器与药品
• 3.4.3 试验步骤
• 3.4.4 试验结果
• 3.4.5 催化剂失活原因分析
• 3.5 催化蒸馏改进试验
• 3.5.1 改进的思路
• 3.5.2 试验条件与结果
• 3.5.3 分析与讨论
• 3.6 本章小结
• 第4章 宏观动力学实验
• 4.1 催化剂的评价与筛选试验
• 4.1.1 准备工作
• 4.1.2 试验条件与实验结果
• 4.1.3 结果分析与讨论
• 4.2 催化剂稳定性试验
• 4.2.1 试验条件与试验结果
• 4.2.2 结果分析与讨论
• 4.3 宏观动力学实验
• 4.3.1 仪器设备的校正
• 4.3.2 空白试验
• 4.3.3 催化剂稳定性分析
• 4.3.4 外扩散影响试验
• 4.3.5 催化剂床层轴向温度分布
• 4.3.6 物料轴向返混分析
• 4.3.7 试验条件与实验结果
• 4.3.8 结果分析与讨论
• 4.4 动力学模型的建立与估值
• 4.4.1 理论基础
• 4.4.2 动力学模型的建立
• 4.4.3 模型参数估值
• 4.4.4 模型验证
• 4.4.5 结果分析与讨论
• 第5章 总结
• 5.1 本课题取得的主要结论
• 5.2 论文创新点
• 5.3 今后研究的建议
• 主要符号表
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历