甲醇介質(zhì)阻擋放電直接合成乙二醇的研究.pdf

1、甲醇可由煤、天然氣和生物質(zhì)經(jīng)合成氣制得，資源十分豐富，并且具有可持續(xù)性。由甲醇出發(fā)生產(chǎn)石油化工化學(xué)品對于緩解石油資源短缺問題和日益嚴(yán)重的環(huán)境問題具有重要意義。本文圍繞甲醇介質(zhì)阻擋放電直接合成乙二醇開展了系統(tǒng)的研究，主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　1.研究介質(zhì)阻擋放電的放電參數(shù)（載氣、放電頻率和放電功率）和反應(yīng)條件（反應(yīng)壓力和反應(yīng)溫度）對甲醇轉(zhuǎn)化率及產(chǎn)物分布的影響。優(yōu)化出最佳的放電參數(shù)為:最佳放電頻率:12 kHz;最佳放電功率:11

2、W～17W;最佳載氣:H2。最佳的反應(yīng)條件為:最佳溫度:300℃～450℃;最佳壓力:0.07 MPa。結(jié)合示波器檢測和發(fā)射光譜原位診斷結(jié)果發(fā)現(xiàn)，最佳的放電參數(shù)和反應(yīng)條件時(shí)發(fā)射光譜中H。譜線強(qiáng)度較強(qiáng)，且乙二醇收率與H。譜線強(qiáng)度呈一定的線性關(guān)系。因此得出H2作為載氣的同時(shí)也可以解離產(chǎn)生H原子，H原子可催化甲醇合成乙二醇反應(yīng)。在最佳的條件下進(jìn)行100 h連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)結(jié)果穩(wěn)定，甲醇轉(zhuǎn)化率可達(dá)15.8％，乙二醇選擇性可達(dá)71.5％。

3、>　　2.在介質(zhì)阻擋放電的反應(yīng)條件下，詳細(xì)研究添加“水”對甲醇等離子體反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物分布的影響，同時(shí)優(yōu)化水的最佳添加量及反應(yīng)條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，添加不同含量的水會(huì)對影響甲醇轉(zhuǎn)化率和乙二醇選擇性，當(dāng)甲醇與水的比例為2時(shí)，甲醇的轉(zhuǎn)化率和乙二醇的收率達(dá)到最佳，分別為28.22％和18.43％。在負(fù)壓的條件下，甲醇轉(zhuǎn)化率和乙二醇收率在顯著提高，當(dāng)反應(yīng)壓力為0.06 MPa時(shí)，甲醇的轉(zhuǎn)化率和乙二醇的收率分別達(dá)到47.33％和37.01％，且合成

4、乙二醇能量效率由CH3OH/H2等離子體的9.45 g/kWh提高到CH3OH/H2/H2O等離子體的20 g/kWh。
　　3.理論分析和原位發(fā)射光譜診斷結(jié)果表明，當(dāng)加入適量水的時(shí)候，H2O分子可與H2在等離子體中協(xié)同產(chǎn)生H原子，進(jìn)而促進(jìn)乙二醇生成，這可能是CH3OH/H2/H2O等離子體的乙二醇收率明顯高于CH3OH/H2等離子體的原因。當(dāng)水的加入量過多時(shí)，甲醇轉(zhuǎn)化率和乙二醇選擇性降低的原因可能是H自由基被H2O分子捕獲而過度