黃志軒

摘 要： 隨著時(shí)代的發(fā)展，能源在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和日常生活中發(fā)揮的作用愈加顯著。國家未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的持續(xù)性以及人們?nèi)粘Ｉ钯|(zhì)量的提高，對(duì)清潔能源的研究不斷加深和推廣。二甲醚作為應(yīng)用不斷推廣的清潔能源，制作的方式也有好幾種，合成氣一步法制二甲醚有著不可替代的意義，實(shí)際應(yīng)用中也表現(xiàn)巨大優(yōu)勢(shì)，所以應(yīng)用范圍不斷推廣。催化劑是實(shí)驗(yàn)效果加強(qiáng)的關(guān)鍵，所以要提高制成的二甲醚產(chǎn)品質(zhì)量，就必須加強(qiáng)新型催化劑的研究。

關(guān)鍵詞：合成氣一步法 二甲醚產(chǎn)品 新型催化劑

中圖分類號(hào)：TQ223.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2017）03-0288-01

一、前言

二甲醚是未來發(fā)展中替代柴油等能源的較為重要的清潔能源，所以對(duì)二甲醚的研究成為適應(yīng)發(fā)展較為廣闊的市場(chǎng)需求以及可持續(xù)發(fā)展的重要措施，在使用中發(fā)揮的巨大經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益等。文章就當(dāng)下的二甲醚現(xiàn)狀進(jìn)行分析，就其中的催化劑重要性以及發(fā)展進(jìn)行分析，得出相關(guān)的研究成果。

二、合成氣一步法二甲醚催化劑的研究進(jìn)展現(xiàn)狀

二甲醚不僅是一種重要的化工原料，也是在未來能源領(lǐng)域中可以替代當(dāng)下應(yīng)用較為廣泛的柴油和天然氣等作為清潔能源的燃料。一方面由于能在對(duì)流程中快速溶解，不會(huì)對(duì)臭氧層造成傷害，另一方也是作為替代能源有許多突出的優(yōu)勢(shì)，所以國內(nèi)外的消費(fèi)需求都在進(jìn)一步上升。二甲醚燃燒之后生成的炭粒較少，允許在較大量的環(huán)境中進(jìn)行廢氣循環(huán)，燃燒時(shí)的熱量值等效益也較大。當(dāng)下已經(jīng)應(yīng)用或是正在開發(fā)的二甲醚的生產(chǎn)方法主要是由甲醇脫水來制取的二步法和用合成氣直接合成的一步法。應(yīng)用較為廣泛的是二步法，但是一步法發(fā)展的速度較為迅速，應(yīng)用的范圍不斷推廣。相較于甲醇?xì)庀啻呋撍椒ㄖ蔚亩酌?，一步法的二甲醚制造技術(shù)有流程短以及能耗低等問題，在具體的實(shí)驗(yàn)中也有較高的單程轉(zhuǎn)換率。合成氣一步法主要是指采用合成甲醇與甲醇脫水雙功能催化劑將合成的甲醇與甲醇脫水二個(gè)反應(yīng)放在一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行，減少了步驟轉(zhuǎn)換之間需要浪費(fèi)的原料和實(shí)踐，也就是一步法相較之下的優(yōu)點(diǎn)。一步法應(yīng)用是否能夠成功的關(guān)鍵便是雙功能催化劑的開發(fā)成敗，因?yàn)閷?duì)社會(huì)發(fā)展的重要作用，對(duì)合成氣一步法制二甲醚的催化劑研究重點(diǎn)集中在添加劑種類以及催化劑的改性基礎(chǔ)上，在實(shí)際應(yīng)用中也取得較為顯著的成就。合成氣一步法進(jìn)行制造二甲醚的主要工藝路線便是：將原料氣經(jīng)過活性炭吸附塔脫硫之后，接著進(jìn)入二甲醚的反應(yīng)器中，反應(yīng)后的產(chǎn)物經(jīng)過冷卻、分餾等處理步驟之后，得到符合相關(guān)規(guī)定的二甲醚產(chǎn)品。在具體施工中涉及到的技術(shù)以及細(xì)節(jié)問題較多，也出現(xiàn)許多亟待解決的問題，所以進(jìn)一步發(fā)展有著實(shí)際意義。二甲醚的應(yīng)用市場(chǎng)十分廣泛，但是國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)況表明，長(zhǎng)期運(yùn)行合成氣一步法制二甲醚的工業(yè)還尚未形成規(guī)模，研究的單位也多是高?？蒲袡C(jī)構(gòu)，缺乏一定的市場(chǎng)支持，發(fā)展也就缺乏持久的動(dòng)力。國外對(duì)二甲醚的制造研究也是發(fā)展的重點(diǎn)，不少公司開發(fā)的工藝也在不斷摸索中走向成熟，加強(qiáng)二甲醚制造技術(shù)的研究便也是國家適應(yīng)世界發(fā)展要求的重要措施，有著實(shí)際意義。

三、合成氣一步法二甲醚催化劑的研究進(jìn)展

國內(nèi)外的消費(fèi)需求進(jìn)一步增加，巨大的市場(chǎng)前景使得相關(guān)的優(yōu)化技術(shù)措施研究成為發(fā)展的重點(diǎn)。當(dāng)下的催化劑研究在實(shí)際應(yīng)用中有一定的成就，但是進(jìn)一步研究也有著必要的實(shí)際意義。筆者經(jīng)過對(duì)相關(guān)資料的調(diào)查，得出當(dāng)下的研究進(jìn)展主要有以下幾點(diǎn)表現(xiàn)：

1.合成甲醇活性組分

二甲醚合成反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)，所以常用的催化劑都對(duì)溫度比較敏感，高溫容易對(duì)催化劑中的活性粒長(zhǎng)大，導(dǎo)致催化劑失活，所以對(duì)催化劑的研究時(shí)整個(gè)助劑使用效果的關(guān)鍵，使用合適的助劑才能發(fā)揮助劑真正的作用。在選擇助劑的過程中，注意研究催化劑的熱穩(wěn)定性，鐵和鋁是銅基催化劑最常用的助劑。合成氣一步法制造二甲醚雙功能催化劑既要具有甲醇的合成活性中心又要具有甲醇脫水活性中心，二者的結(jié)合才能使得活性中心接觸程度適宜時(shí)，發(fā)揮催化劑最好的活性。但是兩種活性組分的符合方式是直接影響兩種活性中心接觸程度的關(guān)鍵，當(dāng)下應(yīng)用方式中沉淀沉積法是最有力的，其次是應(yīng)用較為廣泛的濕混法等、制備性能優(yōu)良的合成氣直接制取二甲醚的雙功能催化劑應(yīng)該遵循的原則有：在催化劑各種活性組分保持各自催化劑功能的前提下，兩活性中心應(yīng)該盡可能的接觸緊密，因?yàn)橐氤浞直憩F(xiàn)協(xié)同效應(yīng)，距離將是重要的影響因素。催化劑的一種活性中心不能覆蓋另一個(gè)活性中心，這樣才能保證各自的催化功能，如果各種組分活性之間能夠發(fā)揮化學(xué)變化，便容易形成非活性的新的物象，在實(shí)際應(yīng)用中是值得注意的現(xiàn)象。

2.合成氣一步法催化劑機(jī)理

研究人員經(jīng)過相關(guān)實(shí)踐研究得出，合成氣一步法制二甲醚應(yīng)該包括甲醇合成反應(yīng)、逆水氣變換等各種環(huán)節(jié)，其中的甲醇合成反應(yīng)是生成二甲醚的前提和基礎(chǔ)，所以在研究二甲醚的合成機(jī)理時(shí)，應(yīng)該建立在甲醇合成機(jī)理基礎(chǔ)上，保證各個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)踐激勵(lì)都有一定的科學(xué)基礎(chǔ)。在催化劑的使用中，應(yīng)該根據(jù)實(shí)踐中的原料氣以及其他的實(shí)踐成分進(jìn)行選擇，催化劑使用可以成為實(shí)驗(yàn)中許多化學(xué)反應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)的助力，如果在使用中應(yīng)用催化劑，便可以在出口尾氣中增加甲醇和水的含量，使得清潔能源的特點(diǎn)更好的體現(xiàn)。

3.具體的催化劑研究實(shí)驗(yàn)

在實(shí)驗(yàn)中也會(huì)注意對(duì)催化劑的研究，先將一定濃度的混合溶液催化劑與另外的催化劑進(jìn)行融合，在將其他的催化劑按照相關(guān)的規(guī)定以科學(xué)的順序進(jìn)行安排注入。混合攪拌混勻之后，加入一定量的脫水組分才能在合成氣中一步制二甲醚時(shí)發(fā)揮更加積極的催化劑作用。合成氣一步法中合成二甲醚的反應(yīng)是在固定的反應(yīng)器中進(jìn)行的，所以催化劑的含量等對(duì)性能的反應(yīng)都會(huì)有較為明顯的體現(xiàn)。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中，應(yīng)該根據(jù)實(shí)驗(yàn)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，運(yùn)用相關(guān)公式進(jìn)行分析過后，可以對(duì)催化劑日后使用的研究提供積極的借鑒。

四、結(jié)束語

綜上所述，相關(guān)部門對(duì)于新興催化劑的研究有一定的成果，但是在試驗(yàn)中也得出許多注意的細(xì)節(jié)，技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化是發(fā)展需要，也有實(shí)際意義。

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