合成气一步法制二甲醚新型催化剂的研究

黄志轩

摘 要： 随着时代的发展，能源在经济发展和日常生活中发挥的作用愈加显著。国家未来经济发展的持续性以及人们日常生活质量的提高，对清洁能源的研究不断加深和推广。二甲醚作为应用不断推广的清洁能源，制作的方式也有好几种，合成气一步法制二甲醚有着不可替代的意义，实际应用中也表现巨大优势，所以应用范围不断推广。催化剂是实验效果加强的关键，所以要提高制成的二甲醚产品质量，就必须加强新型催化剂的研究。

关键词：合成气一步法 二甲醚产品 新型催化剂

中图分类号：TQ223.2 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）03-0288-01

一、前言

二甲醚是未来发展中替代柴油等能源的较为重要的清洁能源，所以对二甲醚的研究成为适应发展较为广阔的市场需求以及可持续发展的重要措施，在使用中发挥的巨大经济效益和环境效益等。文章就当下的二甲醚现状进行分析，就其中的催化剂重要性以及发展进行分析，得出相关的研究成果。

二、合成气一步法二甲醚催化剂的研究进展现状

二甲醚不仅是一种重要的化工原料，也是在未来能源领域中可以替代当下应用较为广泛的柴油和天然气等作为清洁能源的燃料。一方面由于能在对流程中快速溶解，不会对臭氧层造成伤害，另一方也是作为替代能源有许多突出的优势，所以国内外的消费需求都在进一步上升。二甲醚燃烧之后生成的炭粒较少，允许在较大量的环境中进行废气循环，燃烧时的热量值等效益也较大。当下已经应用或是正在开发的二甲醚的生产方法主要是由甲醇脱水来制取的二步法和用合成气直接合成的一步法。应用较为广泛的是二步法，但是一步法发展的速度较为迅速，应用的范围不断推广。相较于甲醇气相催化脱水二步法支撑的二甲醚，一步法的二甲醚制造技术有流程短以及能耗低等问题，在具体的实验中也有较高的单程转换率。合成气一步法主要是指采用合成甲醇与甲醇脱水双功能催化剂将合成的甲醇与甲醇脱水二个反应放在一个反应器中进行，减少了步骤转换之间需要浪费的原料和实践，也就是一步法相较之下的优点。一步法应用是否能够成功的关键便是双功能催化剂的开发成败，因为对社会发展的重要作用，对合成气一步法制二甲醚的催化剂研究重点集中在添加剂种类以及催化剂的改性基础上，在实际应用中也取得较为显著的成就。合成气一步法进行制造二甲醚的主要工艺路线便是：将原料气经过活性炭吸附塔脱硫之后，接着进入二甲醚的反应器中，反应后的产物经过冷却、分馏等处理步骤之后，得到符合相关规定的二甲醚产品。在具体施工中涉及到的技术以及细节问题较多，也出现许多亟待解决的问题，所以进一步发展有着实际意义。二甲醚的应用市场十分广泛，但是国内发展现况表明，长期运行合成气一步法制二甲醚的工业还尚未形成规模，研究的单位也多是高校科研机构，缺乏一定的市场支持，发展也就缺乏持久的动力。国外对二甲醚的制造研究也是发展的重点，不少公司开发的工艺也在不断摸索中走向成熟，加强二甲醚制造技术的研究便也是国家适应世界发展要求的重要措施，有着实际意义。

三、合成气一步法二甲醚催化剂的研究进展

国内外的消费需求进一步增加，巨大的市场前景使得相关的优化技术措施研究成为发展的重点。当下的催化剂研究在实际应用中有一定的成就，但是进一步研究也有着必要的实际意义。笔者经过对相关资料的调查，得出当下的研究进展主要有以下几点表现：

1.合成甲醇活性组分

二甲醚合成反应是强放热反应，所以常用的催化剂都对温度比较敏感，高温容易对催化剂中的活性粒长大，导致催化剂失活，所以对催化剂的研究时整个助剂使用效果的关键，使用合适的助剂才能发挥助剂真正的作用。在选择助剂的过程中，注意研究催化剂的热稳定性，铁和铝是铜基催化剂最常用的助剂。合成气一步法制造二甲醚双功能催化剂既要具有甲醇的合成活性中心又要具有甲醇脱水活性中心，二者的结合才能使得活性中心接触程度适宜时，发挥催化剂最好的活性。但是两种活性组分的符合方式是直接影响两种活性中心接触程度的关键，当下应用方式中沉淀沉积法是最有力的，其次是应用较为广泛的湿混法等、制备性能优良的合成气直接制取二甲醚的双功能催化剂应该遵循的原则有：在催化剂各种活性组分保持各自催化剂功能的前提下，两活性中心应该尽可能的接触紧密，因为要想充分表现协同效应，距离将是重要的影响因素。催化剂的一种活性中心不能覆盖另一个活性中心，这样才能保证各自的催化功能，如果各种组分活性之间能够发挥化学变化，便容易形成非活性的新的物象，在实际应用中是值得注意的现象。

2.合成气一步法催化剂机理

研究人员经过相关实践研究得出，合成气一步法制二甲醚应该包括甲醇合成反应、逆水气变换等各种环节，其中的甲醇合成反应是生成二甲醚的前提和基础，所以在研究二甲醚的合成机理时，应该建立在甲醇合成机理基础上，保证各个环节的实践激励都有一定的科学基础。在催化剂的使用中，应该根据实践中的原料气以及其他的实践成分进行选择，催化剂使用可以成为实验中许多化学反应进一步加强的助力，如果在使用中应用催化剂，便可以在出口尾气中增加甲醇和水的含量，使得清洁能源的特点更好的体现。

3.具体的催化剂研究实验

在实验中也会注意对催化剂的研究，先将一定浓度的混合溶液催化剂与另外的催化剂进行融合，在将其他的催化剂按照相关的规定以科学的顺序进行安排注入。混合搅拌混匀之后，加入一定量的脱水组分才能在合成气中一步制二甲醚时发挥更加积极的催化剂作用。合成气一步法中合成二甲醚的反应是在固定的反应器中进行的，所以催化剂的含量等对性能的反应都会有较为明显的体现。在实验进行中，应该根据实验收集的数据进行处理，运用相关公式进行分析过后，可以对催化剂日后使用的研究提供积极的借鉴。

四、结束语

综上所述，相关部门对于新兴催化剂的研究有一定的成果，但是在试验中也得出许多注意的细节，技术进一步优化是发展需要，也有实际意义。

参考文献

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