乙二醇和液體燃料合成的理論與實驗研究.pdf

1、我國生物質(zhì)儲量豐富，將生物質(zhì)先氣化制取合成氣，后合成液體燃料和化學品是一種新的綠色能源生產(chǎn)路線。甲醇和乙醇是常規(guī)的液體燃料，可用于汽車發(fā)動機作為動力燃料；而乙二醇是一種非常重要的化工原料，可用于生產(chǎn)表面活性劑、炸藥等。將生物質(zhì)轉化為甲醇、乙醇和乙二醇，對保障我國的能源安全具有重要的意義。
　　 本文首先針對生物質(zhì)基原料氣的特點，基于Aspen Plus軟件平臺，構建了生物質(zhì)基合成氣合成甲醇的熱力學模型?？疾炝瞬煌瑴囟取毫蜌涮?/p>

2、比時體系的平衡組成，及其對CO、CO2平衡轉化率和甲醇平衡收率的影響。研究發(fā)現(xiàn)，甲醇產(chǎn)率隨著溫度的升高而下降，隨著壓力的增大而增大。提高合成氣中的H2/(CO+CO2)比例，降低CO2/CO比例，可以大幅度提高甲醇的產(chǎn)率。在CO和CO2共加氫的反應中，CO的轉化占主導地位。
　　 其次本文應用量子化學軟件Gaussian模擬計算了CO在Cu團簇表面的吸附，并構建了CO與H2在Cu原子表面反應生成甲醇的反應路徑，并計算了各基元反應

3、的過渡態(tài)。計算發(fā)現(xiàn)，CO均以C端連接過渡金屬原子，并以頂位吸附為主。CO加氫的第一步是吸附的CO插入到羥基中的O-H中，該步反應的反應能壘最大；該反應的主體主要由O端與金屬原子結合；吸附在金屬表面的羥基在整個反應中起到催化劑的作用；該反應過程整體是個吸熱反應。
　　 本文自制了Cu-Zn/SiO2催化劑，并對其進行活性評價和表征?；钚詫嶒灧治隽藴囟?、壓力、氫酯比和Zn負載量對草酸二甲酯轉化率和乙醇、乙二醇、乙醇酸甲酯收率的影響及

4、變化規(guī)律。一定的溫度和壓力范圍以及恰當?shù)臍漉ケ扔欣谝叶己鸵掖嫉闹迫?。Zn負載量為5％的催化劑的適用于制取乙二醇，Zn負載量為10％的催化劑適用于制取乙醇，Zn負載量為15％的催化劑適用于制取乙醇酸甲酯。催化劑的表征結果顯示，CuO晶體在SiO2表面分布均勻，且兩者直接結合緊密；ZnO晶體由于太小而沒有被檢測到。催化劑的還原過程主要是由體相的Cu2+直接還原為Cu0。隨著Zn的負載量的增加，催化劑比表面積減小，而孔容和平均孔徑均增加。