浆态床中Cu/ZnO/Al_2O_3/ZrO_2+γ-Al_2O_3双功能催化剂一步法合成二甲醚

采用共沉淀法,制备了纤维状CD501甲醇合成催化剂,采用SEM、TEM、XRD和BET等手段对催化剂进行了表征;并将其进一步和γ-Al2O3进行混合,获得了Cu/ZnO/Al2O3/ZrO2+γ-Al2O3双功能催化剂,考察了其在浆态床中一步法合成二甲醚过程的催化特性。结果表明,相比商业催化剂(COM)和LP201催化剂,新型的CD501催化剂具有更大的比表面积和Cu/Zn分散性。对于浆态床中一步法合成二甲醚过程,采用CD501与γ-Al2O3双功能催化剂,相比采用COM或LP201与γ-Al2O3双功能催化剂,CO转化率提高了一倍,且经过270 h测试,CO转化率从61%降至57%,二甲醚时空产率从0.54 g/(g.h)降至0.48 g/(g.h),稳定性显著优于COM催化剂。当反应温度为250℃,压力为4.0 MPa,空速为3 000 mL/(g.h),氢碳比为1.0时,该催化剂应用在浆态床一步法合成二甲醚时,CO转化率为61%,DME时空产率达到0.54 g/(g.h)。     

合成气一步法制备二甲醚核壳结构催化剂的制备及其反应性能

以生物质(葡萄糖、蔗糖、淀粉)为模板剂,通过水热合成法制备具有核壳结构的CuO-ZnO-Al₂O₃@Al₂O₃复合催化剂,该催化剂以甲醇合成催化剂CuO-ZnO-Al₂O₃为核,甲醇脱水催化剂Al₂O₃为壳.SEM-EDS对催化剂核壳结构的表征发现,通过改变水热合成温度和合成时间可以调变催化剂中Al₂O₃壳层的厚度.将该复合催化剂用于合成气直接制备二甲醚的反应,在空速1 500 mL/(h·g_cat)、温度260 ℃、压力5.0 MPa的条件下,CO转化率和二甲醚选择性分别达到35.2%和61.1%.     

浆态床中Cu/ZnO/Al2O3/ZrO2+γ-Al2O3双功能催化剂一步法合成二甲醚

采用共沉淀法,制备了纤维状CD501甲醇合成催化剂,采用SEM、TEM、XRD和BET等手段对催化剂进行了表征;并将其进一步和γ-Al₂O₃进行混合,获得了Cu/ZnO/Al₂O₃/ZrO₂+γ-Al₂O₃双功能催化剂,考察了其在浆态床中一步法合成二甲醚过程的催化特性。结果表明,相比商业催化剂(COM)和LP201催化剂,新型的CD501催化剂具有更大的比表面积和Cu/Zn分散性。对于浆态床中一步法合成二甲醚过程,采用CD501与γ-Al₂O₃双功能催化剂,相比采用COM或LP201与γ-Al₂O₃双功能催化剂,CO转化率提高了一倍,且经过270h测试,CO转化率从61%降至57%,二甲醚时空产率从0.54g/(g·h)降至0.48g/(g·h),稳定性显著优于COM催化剂。当反应温度为250℃,压力为4.0MPa,空速为3000mL/(g·h),氢碳比为1.0时,该催化剂应用在浆态床一步法合成二甲醚时,CO转化率为61%,DME时空产率达到0.54g/(g·h)。     

浆态床反应器中生物质合成气合成二甲醚的研究

进行了浆态床反应器中,甲醇合成催化剂与分子筛混合制复合催化剂上,生物质制取的合成气(简称生物质合成气)一步法合成二甲醚的研究,重点考察了不同脱水组分和工艺条件对催化剂反应性能的影响,同时,结合NH₃-TPD等手段对催化剂进行了表征。结果表明,含有较弱酸性SAPO-11分子筛的复合催化剂更适合生物质合成气原料气杂质多、氢碳比低的特点,在合成二甲醚反应中具有更高的选择性和稳定性。250℃、5 MPa、500 h^-1时,在甲醇催化剂与SAPO-11分子筛比例为3:1的复合催化剂上,合成气合成二甲醚反应35 h内,CO转化率稳定在40%以上,二甲醚在有机产品中的选择性保持在97%左右。     

Mo/HZSM-5催化剂上甲烷芳构化反应行为的改善-催化剂制备因素及反应物添加剂的考察

考察了6Mo/HZSM-5催化剂的不同制备因素对其甲烷芳构化反应性能的影响,包括甲烷气氛下以不同的程序升温速率(从600℃到700℃)预还原催化剂,及采用热溶液(70～80℃)浸渍制备催化剂等方法.在t=700℃,P=0.1MPa,SV=1500mL/(g-cat·h)的反应条件下,发现适当的程序升温速率预还原和热溶液浸渍制备等方法可以改善6Mo/HZSM-5催化剂的甲烷芳构化反应性能,提高催化剂的反应活性及稳定性.同时还考察了1.5%二甲醚作为反应物添加剂在不同反应温度、不同Mo担载量的HZSM-5催化剂上的甲烷芳构化反应性能,并与CO2,H2O的反应结果进行了对比.实验结果表明,在P=0.1MPa,SV=1500mL/(g-cat·h)的反应条件下,较高的反应温度及适量增加催化剂Mo担载量有利于进一步改善1.5%二甲醚/甲烷共进料情况下的芳构化反应行为;反应6h后催化剂的TEM照片显示,二甲醚与甲烷共进料改变了催化剂上积碳的形貌.     

生物质间接液化合成燃料二甲醚

在双功能催化剂JC207/HZSM-5上,对流化床内制备的生物质气脱碳后合成二甲醚进行了研究。结果表明,二甲醚时空产率在260℃达到最大;随反应压力升高而增大;随空速的增加,时空产率先增加后降低。同时发现,在合成二甲醚的生物质气中须把生物质气中二氧化碳降低到5%后才可以提高甲醇合成反应速率,进而提高二甲醚合成反应速率。     

浆态床合成气制二甲醚双功能催化剂的性能

在浆态床合成气制二甲醚过程中，在２８０℃，４ＭＰａ、尾气流量４５００ｍＬ／ｇｃａｔ．ｈ条件下，考察了甲醇合成和甲脱水催化剂组成的双功能催化睦合成的影响，随二者质量比的增加，合成气的转化率，二甲醚生成速率逐渐增加，在催化剂比例４－７时达最高值后降低，随催化剂比例的增加，二甲醚、烷烃的选择性逐渐降低，甲醇选择性逐渐升高，当催化剂比例为４－５时二甲醚生成速率最高达１５－１６ｍｍｏｌ／ｇｃａｔ．ｈ，甲醇当     

一步法合成二甲醚整体式催化剂的制备及反应性能研究

以蜂窝陶瓷为载体、γ-Al₂O₃为惰性涂层、C301/HZSM-5为活性组分制备出一种整体式合成二甲醚催化剂。BET、XRD和SEM分析结果表明,活性组分均匀负载在载体表面上,催化剂具有良好的结构和织构特点。在固定床反应器中考察了整体式催化剂上CO加氢一步法合成二甲醚的反应性能,并与C301/HZSM-5颗粒（粉末）催化剂进行了比较。在温度260℃、压力4.0MPa、合成气空速1500mL/(g·h)的条件下,整体式催化剂上CO转化率达到79.62%,二甲醚选择性为70.58%,分别比C301/HZSM-5颗粒催化剂高出7.78%和9.44%。100h的稳定性实验结果表明,整体式催化剂可以保持较高的活性和选择性,而颗粒状催化剂的活性有明显的下降。
     

CO2加氢制备二甲醚CuO-ZnO-Al2O3/HZSM-5催化剂的研究

以无水乙醇为溶剂,草酸为沉淀剂,采用悬浮共沉淀法,一步合成CuO-ZnO-Al2O3/HZSM-5双功能催化剂.并研究了该催化剂在CO2加氢合成二甲醚反应中的催化性能,考察了CO2加氢合成甲醇组分(CuO-ZnO-Al2O3)与甲醇脱水组分(HZSM-5)配比对催化剂性能的影响以及催化剂的稳定性.结果表明,双功能催化剂加氢与脱水组分配比为8∶1时,对CO2加氢直接合成二甲醚有较高的催化性能:在固定床反应器中,温度为270℃,压力为3.0 MPa,空速为4 800 h-1的反应条件下,CO2的单程转化率达到29.8%,二甲醚的选择性和收率分别达到53.8%和16%.XRD、BET、TPR和NH3-TPD对催化剂结构表征结果表明,不同组分配比影响双功能复合催化剂中脱水组分的酸性和加氢组分的结晶度、晶粒尺寸、CuO的还原性.     

HZSM-5型分子筛硅铝比对一步法合成二甲醚的影响

以Cu/Zn/Al(摩尔比为6∶3∶1)甲醇合成催化剂与HZSM-5型分子筛混合，制备了一步法二甲醚合成催化剂。通过改用三种不同Si/Al摩尔比（摩尔比为25、38和50）的HZSM-5型分子筛，考察了催化剂中脱水组分（HZSM-5分子筛）的酸性对二甲醚合成的影响。结果表明，随着催化剂Si/Al摩尔比的降低，分子筛的酸性增强，使得CO单程转化率提高。当催化剂Si/Al＝38时，CO对二甲醚的选择性最高，可达到68.13％，其次是催化剂Si/Al＝50，选择性最差的是Si/Al＝25的催化剂。在553 K、 3 MPa和4 000 h－1的条件下，Si/Al＝25和Si/Al＝38的催化剂CO单程转化率和DME的选择性接近一致。在此条件下，两者的时空产率达到试验的最大值，分别为0.38 gDME/(gcat·h)和0.36 gDME/(gcat·h)，在试验范围内，一步法合成二甲醚催化剂最佳的Si/Al摩尔比为25。     

程序升温连续流动反应器技术及其应用

在运用连续流动反应(CFR)技术(尾气技术)的基础上提出了1种可筛选催化剂并能进行非均相催化动力学研究的实验原理和方法--程序升温连续流动反应器(TPCFR)技术。在用此法筛选过的Cu-Ni催化剂上对甲醇分解反应和甲醇水蒸汽重整反应进行了系统研究,证明这种方法合理、可信。利用1条TPCFR曲线可求出各个动力学参数。     

Kinetics of liquid-phase noncatalytic methanol hydrochlorination in hydrochloric acid

The kinetics of the liquid-phase noncatalytic hydrochlorination of methanol in hydrochloric acid is reported. The methyl chloride formation rate depends on the methanol concentration in hydrochloric acid and on the partial pressure of hydrogen chloride over hydrochloric acid. The activation energy of the reaction is 113 kJ/mol. The rate of the side process of dimethyl ether evolution is directly proportional to the methanol concentration and is inversely proportional to the partial pressure of hydrogen chloride over hydrochloric acid. The activation energy of the side reaction is about 33 kJ/mol. The results of the industrial implementation of methyl chloride synthesis from methanol and hydrochloric acid are in satisfactory agreement with the laboratory data.     

甲醇直接气相羰基化反应动力学

甲醇直接气相羰基化研究 ,是在无任何促进剂下 ,ＣＯ与甲醇直接进行羰基化反应 ,这与目前公认的甲醇必须有碘化物作用下构成催化循环的间接羰化不同 ,在催化理论上有可能提出新的羰基化机理。彭峰等在甲醇直接气相羰基化方面 ,对具有高活性与选择性的非铑非卤素Ｍｏ Ｃ催化剂体系进行了系列研究 ,并取得了较好的实验结果[1～ 5] 。有碘甲烷参与的甲醇羰基化液相或者气相反应 ,大多数文献认为控制步骤是碘化物中Ｃ -Ｉ键的解离及ＣＯ的插入 ,羰基化反应是由一系列平行和连串反应组成的[6～ 8] 。催化剂类型不同得到的动力学参数也不相同 ,难…     

From CO2 to dimethyl carbonate with dialkyldimethoxystannanes: the key role of monomeric species

The formation of dimethyl carbonate (DMC) from CO(2) and methanol with the dimer [n-Bu(2)Sn(OCH(3))(2)](2) was investigated by experimental kinetics in support of DFT calculations. Under the reaction conditions (357-423 K, 10-20 MPa), identical initial rates are observed with three different reacting mixtures, CO(2)/toluene, supercritical CO(2), and CO(2)/methanol, and are consistent with the formation of monomeric di-n-butyltin(iv) species. An intramolecular mechanism is, therefore, proposed with an Arrhenius activation energy amounting to 104 ± 10 kJ mol(-1) for DMC synthesis. DFT calculations on the [(CH(3))(2)Sn(OCH(3))(2)](2)/CO(2) system show that the exothermic insertion of CO(2) into the Sn-OCH(3) bond occurs by a concerted Lewis acid-base interaction involving the tin center and the oxygen atom of the methoxy ligand. The Gibbs energy diagrams highlight that, under the reaction conditions, the dimer-monomer equilibrium is significantly shifted towards monomeric species, in agreement with the experimental kinetics. Importantly, the two Sn-OCH(3) bonds are prompt to insert CO(2). These results provide new insight into the reaction mechanism and catalyst design to enhance the turnover numbers.     

KINETICS OF THE CARBONYLATION OF METHANOL IN A MECHANICALLY AGITATED REACTOR

lntroductionThclox"-tcmpcraturcs)nthcsisofmcthanolfroms}'nthcsisgasviamcth}'lformatcconsistsofcarbon}'IationofMc0Htomcth}'lformatc(McF)(bclox`l()O"C).andhydr0gcnol\'sisofMcF(bclot"2OO"C)totx"oMcOHasshox`nbclo`"fCH30H C0=HC0OCH;l(l)HC00CH3 2H2=2CH3OH(2)Wcrcfcrtothisasthctx"o-stcpmcthanoIs}nthesis.Thccarbonylationofmcthanolisahomogcncousl}'catal}'zcdrcactionusingalkalimctalmethoxidesascataIystsinthellquidphasc.Thct},picalrcactionconditionsarc60~90"Cand3.O~5.OMPa.Thercactionisanex…     

β-1型木质素二聚体高温蒸汽气化机理的理论研究

以β-1型木质素二聚体为研究对象,采用以密度泛函理论B3LYP/6-31G(d,p)为基础的Gaussian工具包对该木质素二聚体的高温纯蒸汽气化反应过程进行了分子动力学模拟研究。结果表明,在木质素二聚体高温蒸汽气化的初反应中,R4和R5的反应焓变较小分别为243.9和323.2 kJ/mol,Cα-Cβ键和Cβ-C1键较易断裂。通过计算次反应路径的势垒,发现R4-1和R5-1反应的势垒较小分别为4.4和24.0 kJ/mol,因此,在该气化过程中会优先选择R4-1和R5-1路径。该反应路径最后得到的产物有甲醇、乙醇、苯酚、对羟基甲苯和对羟基苯甲醛,与实验产物吻合。     

Ab initio study on the mechanism of reaction HNCO+NH_2

Ab initio UMP2 and UQCISD(T) calculations, with 6-311G** basis sets, were performed for the titled reactions. The results show that the reactions have two product channels: NH2+ HNCO→NH3+NCO (1) and NH2+HNCO-N2H3+CO (2), where reaction (1) is a hydrogen abstraction reaction via an H-bonded complex (HBC), lowering the energy by 32.48 kJ/mol relative to reactants. The calculated QCISD(T)//MP2(full) energy barrier is 29.04 kJ/mol, which is in excellent accordance with the experimental value of 29.09 kJ/mol. In the range of reaction temperature 2300-2700 K, transition theory rate constant for reaction (1) is 1.68 × 1011- 3.29 × 1011 mL · mol-1· s-1, which is close to the experimental one of 5.0 ×1011 mL× mol-1· s-1 or less. However, reaction (2) is a stepwise reaction proceeding via two orientation modes, cis and trans, and the energy barriers for the rate-control step at our best calculations are 92.79 kJ/mol (for cis-mode) and 147.43 kJ/mol (for trans-mode), respectively, which is much higher than     

Kinetics of Methanol Carbonylation to Methyl Formate Catalyzed by Sodium Methoxide

Kinetics of synthesis of methyl formate from carbon monoxide and methanol, using sodium methoxide as the catalyst and pyridine as the promoter in a batch reactor, was studied. Kinetic parameters such as the apparent reaction orders, the rate constant and the apparent activation energies were obtained. The experimental results showed that both the reaction orders with respect to CO and methanol equal to 1, the general reaction kinetic equation is (-r)=-dp(CO)/dt=k, p(CO).[MeOH], and the rate constant is k=8.82×10~6exp [-61.19×10~3/(R·T)] in the presence of pyridine. The apparent activation energies had decreased 6.44 kJ/mol and the rate constant had increased more than 1.5 times when pyridine was used as the promoter in the catalyst system.     

稻壳生物油的燃烧及污染物排放特性研究

对稻壳生物油在空气气氛下进行了热重分析,并计算得到生物油的挥发、降解和残炭燃烧的活化能分别为63.11kJ/mol、81.01kJ/mol和161.29kJ/mol。在自砌的小型工业窑炉上开展了生物油燃烧实验,研究了生物油的点火工艺和燃烧污染物的排放规律。通过调整喷雾速度和喷嘴结构,在炉膛预热并使用明火点火源的情况下,生物油可以顺利点火。生物油燃烧容易生成CO,提高过量空气系数能有效地控制CO的生成,但同时会生成更多的NOx。在生物油中添加甲醇和乙醇助剂后,点火容易,燃烧温度提高,尾气中CO和NOx含量都一定程度的下降。     

异戊烯与甲醇成醚反应机理的量子化学研究

对2-甲基-1-丁烯、2-甲基-2-丁烯与甲醇反应生成甲基叔戊基醚的反应历程进行了量子化学研究, 结果表明, 反应过程包括两个基元步骤: 2-甲基-1-丁烯和2-甲基-2-丁烯与氢离子作用生成碳正离子, 活化能分别为E1=2.26 kJ/mol, E2=7.72 kJ/mol; 甲醇与叔碳正离子反应成醚, 活化能为E3=1.29 kJ/mol, 碳正离子的生成是反应的速控步骤. 2-甲基-1-丁烯与2-甲基-2-丁烯相互转化的异构化活化能分别为E'1=4.40 kJ/mol, E'2=63.11 kJ/mol, 高于成醚的活化能, 反应体系不发生烯烃相互转化的异构化反应.