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该文对合成气一步法合成二甲醚的流化床反应新技术进行了系统研究.1.催化剂筛选和工艺条件考察二甲醚催化剂为甲醇合成、甲醇脱水和水气变换的三功能催化剂.常规的甲醇合成催化剂同时具有水气变换功能.该文比较了多种国内的甲醇合成催化剂和脱水催化剂,在H<,2>/CO比为1的情况下,筛选出了最优复合催化剂组成和工艺条件.最优复合催化剂为C207/HZSM-5,质量比为5:1.另外HZSM-5的最佳硅铝比为50.提高温度、增大压力都有利于提高CO转化率和DME产率,温度操作上限为甲醇催化剂的操作温度,为270℃.原料气中最佳CO<,2>浓度为1-2％,但与合成甲醇中CO<,2>的影响比较,CO<,2>对一步法合成二甲醚反应的影响大大降低.催化剂最佳还原温度为140℃.2.机理表征和动力学方程推导(1)采用XPS和XAES测试表征了复合催化剂上Cu的活性价态.140℃还原后,催化剂表面上Cu<,2>O为主,仅出现少量Cu<0>,260℃还原后主要为Cu<0>,Cu<,2>O很少.在140℃还原的催化剂,260℃反应稳定后催化剂表面上的Cu<,2>O消失,只剩下Cu<0>.这表明,在反应状态下,复合催化剂表面的Cu主要以Cu<0>的状态存在.(2)采用原位红外表征得出了不同原料气合成甲醇的机理,并导出了对应的动力学方程.CO+H<,2>体系的甲醇合成机理为先形成甲酸锌,依次加氢为甲氧基锌,和水解为甲醇,由于水量很少,甲氧基锌水解为控制步骤.CO<,2>的促进作用解释为,少量CO<,2>加入CO+H<,2>原料气后,由于逆水气变换反应,催化剂上羟基和水数量明显增加,分别加快了甲酸锌的生成和甲氧基锌水解的速度,使反应控制步骤由甲氧基锌水解变为甲酸锌加氢.CO2+H<,2>体系,中间态的衍变过程为吸附态CO<,2>、碳酸根、甲酸铜、甲酸锌和甲氧基锌等,主要反应步骤为吸附态CO<,2>、碳酸根先加氢形成甲酸铜,然后甲酸铜转移到Zn<,O>上生成甲酸锌,再依次生成甲氧基锌和甲醇,控制步骤为甲酸锌加氢.逆水气变换反应与甲醇合成反应没有共同的中间体.3.动力学实验和动力学参数的回归进行了一步法合成二甲醚的动力学实验和动力学参数回归.4.流化床反应器实验与模拟(1)提出了一步法合成二甲醚的流化床反应器工艺路线,并申请了发明专利.(2)建立了一步法合成二甲醚的流化床反应器模型.