發(fā)布時間：2020-09-18 09:44

　　 近年來,隨著全球能源和環(huán)境壓力的日益增大,世界各國都加大了對非石油路線制取液體燃料的研究。低碳醇(C_(2+)OH)具有較高的辛烷值,不僅可以作為一種燃料添加劑,更可以直接用來替代傳統(tǒng)液體燃料。目前,由合成氣直接制低碳醇的催化劑存在許多問題,如價格昂貴、活性不高、反應條件苛刻、產(chǎn)物種類過多、甲醇過多等,這些不足之處都限制了其在工業(yè)上的規(guī)�；\用。鑒于漿態(tài)床的特性,本課題組提出了一種全新的催化劑制備方法——完全液相法。前期研究發(fā)現(xiàn),由此法制得的CuZnAl催化劑在合成甲醇過程中意外發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物含有較多乙醇,但由于催化劑的性能對結構非常敏感,導致催化劑的穩(wěn)定性和重復性較差。因此,我們對其進行了更細致的研究。本文首先研究了不同熱處理壓力和高壓下不同熱處理時間對催化劑結構和性能的影響。在此基礎上,為了減少反應過程中副產(chǎn)物(烷烴和CO_2)的生成,分別研究了高壓條件下熱處理N_2氣氛流速和添加劑的影響。利用XPS、XRD、H_2-TPR、NH_3-TPD和N_2物理吸附對催化劑結構進行了表征。得出的主要結論如下:1.催化劑在高壓條件下進行熱處理有利于尖晶石的形成,此時催化劑中Cu~+物種的量減少,表面酸量發(fā)生了改變,并形成了具有較大孔容和孔徑的孔道結構。當熱處理壓力為1.0 MPa時,催化劑性能最好。2.延長高壓熱處理時間增強了催化劑中各物種間作用力,生成尖晶石量更多,催化劑中Cu~+物種的量發(fā)生了改變,表面酸量減少,但孔容和孔徑均增大。當熱處理7 h時,總醇中低碳醇的質量分數(shù)最高。3.催化劑組分摩爾比中較多的Al增大了表面酸量,產(chǎn)物中烴類選擇性較高,減少催化劑組分摩爾比中的Al使烴類產(chǎn)物選擇性降低,但此時總醇中低碳醇的質量分數(shù)也降低。4.增大高壓熱處理N_2氣氛流速對催化劑的結構和性能影響較小,也沒有起到降低烴類選擇性的作用。5.碳納米管的加入對抑制水煤氣反應作用較小,催化劑的性能反而下降。Sn的加入雖然抑制了水煤氣反應的進行,總醇中低碳醇的質量分數(shù)也較高,但催化劑的活性下降明顯。6.改變CuZnAl催化劑的工藝條件對醇類產(chǎn)物的鏈增長能力有較大影響。催化劑中存在適量的Cu~+物種可以增強Cu~+-Cu~0雙活行位點間的協(xié)同作用,提高總醇中低碳醇的質量分數(shù)。此外,較小的弱酸占比,較大孔容和孔徑均有利于反應過程中低碳醇的生成。
【學位單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：O643.36;TQ223.1
【部分圖文】：

圖 1-1 完全液相法與傳統(tǒng)方法工藝比較Fig. 1-1 The comparison between complete liquid phase preparation and traditional method.1.4 課題組前期研究進展及本文研究內(nèi)容1.4.1 課題組前期研究進展眾所周知，Cu 基催化劑是用于合成甲醇的催化劑，但將 Cu 基催化劑加入堿金屬改性后可使產(chǎn)物中低碳醇的選擇性升高。由于 Cu 基催化劑成本低廉，如果能通過 Cu 基催化劑制得高選擇性的低碳醇，那將在工業(yè)應用上具有很高的經(jīng)濟價值。本課題組一直致力于 Cu 基催化劑制低碳醇的研究。課題組之前的研究發(fā)現(xiàn)，將完全液相法制備的 CuZnAl 催化劑用于漿態(tài)床一步法合成 DME 時，催化劑穩(wěn)定性較好，在持續(xù)近 20d 的反應時間內(nèi)未發(fā)生失活[62]。俞林美[63]在使用完全液相法制備的 CuZnAl 催化劑合成甲醇時意外發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物中含有較多乙醇（選

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 劉颯，汪賢來;低碳醇在鉀A型分子篩上的吸附脫水[J];化肥工業(yè);1996年01期

2 郁正容;;小氮肥廠改產(chǎn)低碳醇設想方案[J];小氮肥設計技術;1987年06期

3 李永丹;趙九生;朱淳禮;張鎏;;低碳醇催化劑與催化歷程的研究進展[J];化學工業(yè)與工程;1987年01期

4 倪家生;;復配型多功能高效潤濕劑通過技術鑒定[J];精細化工信息;1987年09期

5 柴國墉;;合成氣直接合成低碳醇的工藝技術分析[J];天然氣化工(C1化學與化工);1988年04期

6 遠松月;汪景春;蔡水玉;;恒溫下分析合成低碳醇產(chǎn)物[J];分析化學;1988年06期

7 林維明;黃傳榮;甘世凡;王盛明;唐通;;熔鐵系催化劑上CO—H_2合成低碳醇碳鏈增長機理[J];天然氣化工(C1化學與化工);1989年06期

8 白波,劉振義,林炳雄;HZSM-5分子篩酸中心的研究[J];石油學報(石油加工);1989年01期

9 ;報刊摘要[J];石油化工;1989年01期

10 ;煤基低碳醇轉化工程中心成立[J];能源化工;2015年04期

相關會議論文 前10條

1 欒學斌;代小平;;鎢摻雜硫化鉬/鎂鋁氧化物催化劑的合成氣制低碳醇性能研究[A];第十一屆全國環(huán)境催化與環(huán)境材料學術會議論文集[C];2018年

2 周洪;韓一秀;韋勇強;梅擁軍;;低碳醇/水溶液中的蠕蟲膠束流變行為研究[A];第十三屆全國流變學學術會議論文集[C];2016年

3 屈皓;李建立;張玉龍;蘇海全;谷曉俊;;鉀改性MoO_3納米棒催化合成氣制低碳醇性能研究[A];第十一屆全國環(huán)境催化與環(huán)境材料學術會議論文集[C];2018年

4 劉金堯;李東洲;高鴻錦;孫素琴;朱起明;;加溫加壓“原位”發(fā)射紅外檢測方法在研究合成低碳醇反應機理中的應用[A];全國第六屆分子振動光譜學術報告會文集[C];1990年

5 亢彬;白鳳華;胡瑞玨;張玉龍;谷曉俊;蘇海全;;助劑對熱解法MoP催化劑合成氣制低碳醇催化性能影響[A];第十一屆全國環(huán)境催化與環(huán)境材料學術會議論文集[C];2018年

6 劉貴龍;曹昂;韓通;王聯(lián)防;劉源;;Cu-Co/ZrO_2催化劑在低碳醇合成反應中的失活研究[A];第二屆能源轉化化學與技術研討會會議指南2015[C];2015年

7 張偉;楊守斌;楊秀成;金楊福;寧文生;;浸漬順序對CuFe基催化劑低碳醇合成性能的影響[A];中國化學會第29屆學術年會摘要集——第12分會：催化化學[C];2014年

8 馬春輝;梁雪蓮;李海燕;林國棟;張鴻斌;;低碳醇合成用Ni-修飾碳納米管促進Ni-Mo-K高效新型催化劑[A];中國化學會第27屆學術年會第11分會場摘要集[C];2010年

9 賀思慧;屈皓;蘇海全;谷曉俊;;一步法合成K-M-Mo_2C(M=Fe,Co,Ni)催化劑及其合成氣制低碳醇催化性能研究[A];第十一屆全國環(huán)境催化與環(huán)境材料學術會議論文集[C];2018年

10 王亞文;侯亮;李建立;谷曉俊;蘇海全;;等離子體處理Mo_2N在合成氣制低碳醇中的催化性能[A];第十一屆全國環(huán)境催化與環(huán)境材料學術會議論文集[C];2018年

相關重要報紙文章 前4條

1 記者 吳金慧;我又創(chuàng)兩項國際領先生物化工技術[N];中國化工報;2001年

2 記者 武兵;立縣企業(yè)實現(xiàn)發(fā)展方式轉變[N];齊齊哈爾日報;2010年

3 本報記者 朱偉光　本報通訊員 覃華;齊齊哈爾大項目撐起新脊梁[N];光明日報;2010年

4 ;河南煤業(yè)化工集團研究院2010年重大科技創(chuàng)新項目[N];河南日報;2010年

相關博士學位論文 前9條

1 何代平;二氧化鋯基催化劑上合成低碳醇和酮的研究[D];中國科學院研究生院（大連化學物理研究所）;2004年

2 黃利宏;合成氣催化轉化制低碳醇用新型催化劑研究[D];四川大學;2006年

3 王慧敏;合成氣制低碳醇銠基催化劑的設計合成、性能及生態(tài)環(huán)境效應研究[D];內(nèi)蒙古大學;2012年

4 季德春;一氧化碳水合制低碳醇反應研究[D];中國科學院研究生院（大連化學物理研究所）;2003年

5 謝威;Mn摻雜K-Co-Mo催化劑的制備、結構及CO加氫合成低碳醇性能研究[D];中國科學技術大學;2016年

6 蘇俊杰;鈷基催化劑用于合成氣直接制備低碳醇的構-效關系研究[D];華東理工大學;2016年

7 瑙莫汗;合成氣制低碳醇碳化鉬催化劑的研究及其對生態(tài)環(huán)境的影響[D];內(nèi)蒙古大學;2012年

8 岳義智;載體上原位生長類水滑石制備負載型雙金屬納米催化劑[D];天津大學;2016年

9 劉貴龍;鈣鈦礦為前驅體的CuCo基催化劑用于合成氣制低碳醇的研究[D];天津大學;2016年

相關碩士學位論文 前10條

1 鄧皓月;高壓熱處理條件下CuZnAl催化劑合成低碳醇的研究[D];太原理工大學;2019年

2 張凡凡;K促頁硅酸鹽衍生的鎳鉬催化劑對合成氣制低碳醇的研究[D];廈門大學;2018年

3 李欲洋;CNTs摻雜/促進Ni-Mo-K硫化物和鈣鈦礦型催化劑用于合成氣制低碳醇的研究[D];廈門大學;2018年

4 郭少霞;鈣鈦礦為前驅體的Co-Ga基催化劑用于合成氣制低碳醇研究[D];天津大學;2018年

5 孫璇宇;Cu-Co催化劑上合成氣制低碳醇碳鏈增長過程的理論研究[D];天津大學;2018年

6 康娜;Co-Ga基催化劑用于CO/CO_2+H_2制低碳醇的研究[D];天津大學;2018年

7 彭露;用于合成氣制備低碳醇的銠基納米催化劑的研制[D];福州大學;2017年

8 史欣坪;合成氣制低碳醇氮摻雜碳納米管負載銅鐵催化劑的促進效應研究[D];廈門大學;2017年

9 歐陽碧;Pt/Co_3O_4催化劑用于CO_2加氫合成低碳醇反應的研究[D];中南民族大學;2018年

10 許希彩;咪唑型離子液體萃取分離含低碳醇二元共沸體系[D];青島科技大學;2018年

本文編號：2821484