[00795506]天然气氧气催化部分氧化制合成气与二甲醚合成的集成技术研究

二甲醚，简称DME(dimethylether)，是一种无色，有轻微醚香味的含氧化合物，毒性很低，具有良好的自燃特性。二甲醚是一种重要的化工原料，广泛用于制药、染料、农药等工业。它不污染环境，对臭氧层几乎没有破坏作用，可代替氟氯烃作气溶胶推进剂；另外，二甲醚具有较高的十六烷值，并且含氧量高，成为潜在的洁净车用柴油燃料和民用燃料，被誉为“二十一世纪的燃料”。生产二甲醚的传统方法为甲醇脱水法，但由于由该法生产的二甲醚由甲醇脱水而来，其成本与价格显然高于甲醇。而中国天然气资源十分丰富，因此利用天然气经合成气一步法生成二甲醚具有广阔的应用前景。该项目开展天然气氧气催化部分氧化制合成气与二甲醚合成的集成技术研究，首先研究制备了两种工业(车轮状五根筋)催化剂，采用天然气氧气催化部分氧化法造气(合成气组成为H<,2>/CO=2:1)，对该催化剂进行中试1500小时、工业考察240小时的实验，其活性和选择性均达到了理论值的98%，且反应前后催化剂的形状和表面状态无变化。然后，采用共沉淀方法研究制备了Mn-(CuO-ZnO-ZrO<,2>)/HZSM-5双功能纳米催化剂，在工业条件下(220℃、20-40Atm、1000-8000h-1空速)利用上述氧气催化部分氧化法制备的合成气一步法合成了二甲醚，考察了催化剂反应500小时的稳定性，其活性和选择性均达到了理论值的95%。筛选出了具有工业应用和开发价值的催化剂。