Luận Văn Tổng Hợp DiMethyl Ete Từ Khí Tổng Hợp Trên Xúc Tác chat mang Al2O3

Chương 1 : TỔNG QUAN . 1
1.1 TỔNG QUAN VỀ DIMETHYL ETHER (DME) 2
1.1.1 Tính chất của DME 2
1.1.2 Ứng dụng của DME . 3
1.2 TỔNG HỢP DME . 4
1.2.1 Nguồn nguyên liệu: khí tổng hợp [1] . 4
1.2.2 Phản ứng tổng hợp DME . 6
1.2.2.1 Nhiệt động phản ứng: . 6
1.2.2.2 Cơ chế và động học phản ứng: . 7
1.2.2.2.1 Cơ chế và động học phản ứng tổng hợp Methanol [1]: 7
1.2.2.2.2 Cơ chế và động học phản ứng dehydrate Methanol thành DME [33]: . 10
1.2.2.2.3 Cơ chế và động học phản ứng tổng hợp DME trên xúc tác lưỡng tính
[11, 20]: . 12
1.2.2.3 Các phân tích nhiệt ” động học của quá trình: . 13
1.2.3 Quy trình tổng hợp DME . 16
1.2.3.1 Các loại thiết bị phản ứng 16
1.2.3.1.1 Thiết bị dạng tầng cố định (Fixed ” Bed) 16
1.2.3.1.2 Thiết bị dạng huyền phù Slurry: . 17
1.2.3.1.3 Thiết bị dạng tầng sôi: 17
1.2.3.2 Các thông số của quá trình . 18
1.2.3.2.1 Tỷ lệ dòng nhập liệu 19
1.2.3.2.2 Ảnh hưởng của áp suất: 19
1.2.3.2.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ: 20
1.2.3.2.4 Ảnh hưởng của tốc độ dòng: . 21
1.3 XÚC TÁC TỔNG HỢP DME . 22
1.3.1 Xúc tác dùng cho phản ứng tổng hợp methanol [3] : 22
1.3.1.1 Yêu cầu của xúc tác : . 22
1.3.1.2 Bản chất của tâm hoạt động: 23
1.3.1.3 Vai trò của chất mang trong phản ứng methanol hóa : 24
1.3.1.4 Vai trò của nhôm: . 24
1.3.1.5 Vai trò của ZnO: 25
1.3.1.6 Thành phần xúc tác tối ưu trong phản ứng tổng hợp methanol 26
1.3.1.7 Sự đầu độc xúc tác: 26
1.3.2 Xúc tác cho phản ứng Dehydrat hóa Methanol thành DME 27
1.3.2.1 Vai trò của các tâm axít trong phản ứng tách nước : 27
1.3.2.2 Một số loại chất mang axít và hoạt tính của nó: 27
1.3.3 Xúc tác cho phản ứng tổng hợp trực tiếp DME từ khí tổng hợp . 31
1.3.4 Các phương pháp điều chế xúc tác 32
1.3.4.1 Điều chế chất mang . 32
1.3.4.2 Điều chế xúc tác chất mang: 33
1.3.4.3 Ảnh hưởng của phương pháp điều chế tới tính chất xúc tác: 35
Chương 2 :THỰC NGHIỆM . 38
2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ XÚC TÁC 39
2.1.1 Điều chế chất mang -Al2O3 39
2.1.2 Điều chế xúc tác lưỡng tính . 40
2.1.2.1 Phương pháp tẩm 40
2.1.2.2 Phương pháp đồng kết tủa lắng đọng . 41
2.1.2.3 Phương pháp đồng kết tủa 3 muối 42
2.1.2.4 Phương pháp đồng kết tủa trộn huyền phù . 43
2.2 TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM . 44
2.2.1 Sơ đồ thiết bị phản ứng 44
2.2.2 Thao tác thực hiện phản ứng 45
2.2.3 Định tính và định lượng thành phần các chất 45
2.2.3.1 Sắc ký khí . 45
2.2.3.1.1 Nguyên lý . 45
2.2.3.1.2 Quy trình thực nghiệm: . 48
2.2.4 Tính độ chuyển hóa và độ chọn lọc . 49
2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT XÚC TÁC . 50
2.3.1 Nhiễu xạ tia X (XRD): 50
2.3.1.1 Cơ sở lý thuyết : . 50
2.3.1.2 Quy trình thực nghiệm: 52
2.3.2 Khử theo chương trình nhiệt độ (TPR) : 53
2.3.2.1 Cơ sở lý thuyết: 53
2.3.2.2 Quy trình thực nghiệm: 54
2.3.3 Chuẩn độ xung (PT) : 54
2.3.3.1 Cơ sở lý thuyết: 54
2.3.3.2 Quy trình thực nghiêïm : . 55
Chương 3 :KẾT QUẢ - BÀN LUẬN 56
3.1 KẾT QUẢ ĐO TÍNH CHẤT XÚC TÁC 57
3.1.1 Phổ nhiễu xạ XRD . 58
3.1.1.1 Xúc tác với các phương pháp điều chế khác nhau . 58
3.1.1.2 Xúc tác với các tỷ lệ oxít khác nhau 60
3.1.2 Phổ khử theo chương trình nhiệt độ TPR . 61
3.1.3 Chuẩn độ xung . 64
3.2 KẾT QUẢ KHẢO SÁT PHẢN ỨNG 66
3.2.1 Hoạt tính xúc tác của các phương pháp điều chế khác nhau . 66
3.2.1.1 Những nhận xét chung . 67
3.2.1.1.1 Nhận xét về độ chuyển hóa: . 67
3.2.1.1.2 Nhận xét về độ chọn lọc của DME: . 68
3.2.1.1.3 Nhận xét về hiệu suất của DME : 69
3.2.1.2 Giải thích cho sự thay đổi hoạt tính của các phương pháp điều chế khác
nhau . 70
3.2.2 Aûnh hưởng của nhiệt độ . 73
3.2.3 Aûnh hưởng của lưu lượng dòng nhập liệu 75
3.2.4 Ảnh hưởng của tỷ lệ các thành phần oxít trong xúc tác . 77
3.2.5 Aûnh hưởng của tỷ lệ H2/CO 79
Chương 4 :KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 83
4.1 KẾT LUẬN . 84
4.2 ĐỀ XUẤT . 85
TÀI LIỆU THAM KHẢO 87
PHU LUC . 91