粗甲醇催化轉(zhuǎn)化制二甲醚及低碳烯烴研究
發(fā)布時間：2021-10-08 00:09
聚焦粗甲醇直接催化轉(zhuǎn)化利用,根據(jù)粗甲醇組分特點,論文提出分別開展粗甲醇（甲醇和水）制二甲醚工藝和粗甲醇（甲醇、水、乙醇）制低碳烯烴工藝的研究工作。圍繞粗甲醇（甲醇和水）制二甲醚工藝,針對γ-Al2O3催化劑在水熱環(huán)境下反應活性和穩(wěn)定性較差的問題,論文提出采用因表面低電荷密度而具有良好疏水性能的ZSM-5分子篩為改性劑,對親水性γ-Al2O3進行復合改性;圍繞粗甲醇（甲醇、水、乙醇）制低碳烯烴工藝,結(jié)合甲醇和乙醇催化裂解反應機制,針對ZSM-5分子篩催化轉(zhuǎn)化過程中甲醇和乙醇轉(zhuǎn)化所需反應溫度不同、催化劑易積碳致使反應效率降低的問題,論文提出采用具有L（Lewis）酸性質(zhì)的介孔γ-Al2O3對具有B（Br?nsted）酸性質(zhì)的微孔ZSM-5分子篩進行復合改性。圍繞粗甲醇（甲醇和水）制二甲醚工藝,以ZSM-5為改性劑對γ-Al2O3進行了復合改性,考察了ZSM-5/γ-Al2O3
【文章來源】：貴州大學貴州省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：93 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
“Hydrocarbon pool”反應機理
乙醇的催化脫水作用(如圖1-2)是通過一種分子內(nèi)機制發(fā)生的,羥基上的氧攻擊固體酸催化劑的不穩(wěn)定氫,釋放出水,生成的初級碳正離子受到催化劑的共軛堿的侵蝕,催化再生形成乙烯(a)[105]。乙醇也可以通過分子間脫水(b)生成乙醚(DEE)中間體,由乙醚進一步脫水生成乙烯。這兩個反應(a和b)都通過乙醇脫氫,并與乙醛生成形成(c)競爭反應[106]。此外,乙烯可發(fā)生二次反應,如低聚,裂化,環(huán)化和芳構化,由高級烴類轉(zhuǎn)化為積碳[107]。乙醇的脫水反應溫度通常較低,反應溫度大多以300℃為基準,反應溫度低于300℃時,產(chǎn)物以乙醚為主[14,42,108],反應溫度高于300℃時,產(chǎn)物以烯烴為主[109,111]。1.4.4 反應體系中水的影響
采用天津大學北洋化工設備有限公司生產(chǎn)的常壓固定床進行MTD及MTO過程催化劑性能評價,設備流程見圖2-1。反應器中呈裝催化劑的反應管尺寸為Ф20×600 mm。催化劑經(jīng)壓片、成型、過篩,制得粒徑范圍為20-40目的顆粒后,將2.0 g催化劑樣品(下墊石英棉)裝填于固定床不銹鋼反應管恒溫段。以200mL·min-1流速通入氮氣,吹掃管路1 h,檢漏合格后,調(diào)節(jié)氮氣流速至100 mL·min-1、預熱器升溫至200℃、反應器升溫至設定溫度。反應原料由蠕動泵泵入預熱器汽化。反應產(chǎn)物氣液分離后,氣相產(chǎn)物直接進入氣相色譜儀進行成分檢測分析,液相產(chǎn)物經(jīng)手動打樣至色譜儀進行成分檢測分析。MTD過程,氣相色譜設定參數(shù)如表2-3所示。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]2018年世界乙烯行業(yè)發(fā)展狀況與趨勢[J]. 徐海豐. 國際石油經(jīng)濟. 2019(01)
[2]國內(nèi)丙烯市場發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 潘項. 環(huán)球市場信息導報. 2017(27)
[3]生物質(zhì)乙醇在Fe-HZSM-5分子篩催化劑上脫水制乙烯（英文）[J]. 陳寶輝,陸佳政,吳蓮萍,晁自勝. 催化學報. 2016(11)
[4]MTO級甲醇含水量高的原因分析及對策[J]. 韓燁,秦超,梁旭輝,王軍龍,詹小軍. 中氮肥. 2016(01)
[5]甲醇氣相脫水制二甲醚催化劑研究進展[J]. 豆煥杰,郭泉輝,崔琳琳. 工業(yè)催化. 2013(12)
[6]粗甲醇經(jīng)單塔分離作為MTO、二甲醚原料甲醇的方案探討[J]. 張艷紅. 煤化工. 2013(04)
[7]精甲醇及MTO級甲醇精餾工藝技術進展[J]. 陳翠翠,付玉川,趙勇. 煤化工. 2012(03)
[8]甲醇脫水制二甲醚的催化劑研究[J]. 關虹霞. 齊魯石油化工. 2010(03)
[9]用于甲醇脫水制二甲醚的固體酸催化劑的研究進展[J]. 黎漢生,徐航,吳芹. 石油化工. 2010(09)
博士論文
[1]金屬離子改性SAPO分子篩催化甲醇制烯烴反應的研究[D]. 鐘家偉.大連理工大學 2019
碩士論文
[1]ZrO2/SAPO-34復合催化劑的制備及催化MTO反應研究[D]. 王樂.貴州大學 2018
[2]ZSM-5/SAPO-11復合結(jié)構分子篩的制備及催化MTH反應研究[D]. 趙鶯.貴州大學 2017
[3]金屬改性HZSM-5分子篩上甲醇合成二甲醚的密度泛函理論研究[D]. 李巖.太原理工大學 2016
[4]分子篩改性氧化鋁催化劑對甲醇脫水制二甲醚反應的影響[D]. 戴清.天津大學 2015
本文編號：3423048
【文章來源】：貴州大學貴州省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：93 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
“Hydrocarbon pool”反應機理
乙醇的催化脫水作用(如圖1-2)是通過一種分子內(nèi)機制發(fā)生的,羥基上的氧攻擊固體酸催化劑的不穩(wěn)定氫,釋放出水,生成的初級碳正離子受到催化劑的共軛堿的侵蝕,催化再生形成乙烯(a)[105]。乙醇也可以通過分子間脫水(b)生成乙醚(DEE)中間體,由乙醚進一步脫水生成乙烯。這兩個反應(a和b)都通過乙醇脫氫,并與乙醛生成形成(c)競爭反應[106]。此外,乙烯可發(fā)生二次反應,如低聚,裂化,環(huán)化和芳構化,由高級烴類轉(zhuǎn)化為積碳[107]。乙醇的脫水反應溫度通常較低,反應溫度大多以300℃為基準,反應溫度低于300℃時,產(chǎn)物以乙醚為主[14,42,108],反應溫度高于300℃時,產(chǎn)物以烯烴為主[109,111]。1.4.4 反應體系中水的影響
采用天津大學北洋化工設備有限公司生產(chǎn)的常壓固定床進行MTD及MTO過程催化劑性能評價,設備流程見圖2-1。反應器中呈裝催化劑的反應管尺寸為Ф20×600 mm。催化劑經(jīng)壓片、成型、過篩,制得粒徑范圍為20-40目的顆粒后,將2.0 g催化劑樣品(下墊石英棉)裝填于固定床不銹鋼反應管恒溫段。以200mL·min-1流速通入氮氣,吹掃管路1 h,檢漏合格后,調(diào)節(jié)氮氣流速至100 mL·min-1、預熱器升溫至200℃、反應器升溫至設定溫度。反應原料由蠕動泵泵入預熱器汽化。反應產(chǎn)物氣液分離后,氣相產(chǎn)物直接進入氣相色譜儀進行成分檢測分析,液相產(chǎn)物經(jīng)手動打樣至色譜儀進行成分檢測分析。MTD過程,氣相色譜設定參數(shù)如表2-3所示。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]2018年世界乙烯行業(yè)發(fā)展狀況與趨勢[J]. 徐海豐. 國際石油經(jīng)濟. 2019(01)
[2]國內(nèi)丙烯市場發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 潘項. 環(huán)球市場信息導報. 2017(27)
[3]生物質(zhì)乙醇在Fe-HZSM-5分子篩催化劑上脫水制乙烯（英文）[J]. 陳寶輝,陸佳政,吳蓮萍,晁自勝. 催化學報. 2016(11)
[4]MTO級甲醇含水量高的原因分析及對策[J]. 韓燁,秦超,梁旭輝,王軍龍,詹小軍. 中氮肥. 2016(01)
[5]甲醇氣相脫水制二甲醚催化劑研究進展[J]. 豆煥杰,郭泉輝,崔琳琳. 工業(yè)催化. 2013(12)
[6]粗甲醇經(jīng)單塔分離作為MTO、二甲醚原料甲醇的方案探討[J]. 張艷紅. 煤化工. 2013(04)
[7]精甲醇及MTO級甲醇精餾工藝技術進展[J]. 陳翠翠,付玉川,趙勇. 煤化工. 2012(03)
[8]甲醇脫水制二甲醚的催化劑研究[J]. 關虹霞. 齊魯石油化工. 2010(03)
[9]用于甲醇脫水制二甲醚的固體酸催化劑的研究進展[J]. 黎漢生,徐航,吳芹. 石油化工. 2010(09)
博士論文
[1]金屬離子改性SAPO分子篩催化甲醇制烯烴反應的研究[D]. 鐘家偉.大連理工大學 2019
碩士論文
[1]ZrO2/SAPO-34復合催化劑的制備及催化MTO反應研究[D]. 王樂.貴州大學 2018
[2]ZSM-5/SAPO-11復合結(jié)構分子篩的制備及催化MTH反應研究[D]. 趙鶯.貴州大學 2017
[3]金屬改性HZSM-5分子篩上甲醇合成二甲醚的密度泛函理論研究[D]. 李巖.太原理工大學 2016
[4]分子篩改性氧化鋁催化劑對甲醇脫水制二甲醚反應的影響[D]. 戴清.天津大學 2015
本文編號：3423048
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