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缩醛氢解制备乙二醇二甲醚的催化剂和催化反应技术

发布日期:2018-2-14 12:15:59    人气:23    栏目:研发动态

      乙二醇二甲醚(DME)是应用广泛的溶剂,也可以作为含氧的柴油添加剂,目前通过乙二醇单甲醚(ME)与氯甲烷反应合成(公式1),收率不高,且产生大量固废和废水。通过ME与甲醛的缩合反应可生成双(2-甲氧基乙氧基)甲烷(DMEM,公式2),后者氢解即可生成DMEME(公式3),经常压精馏分离,生成副产物ME可以回收套用,继续用于合成DMEM,这是一条DME合成的绿色工艺路线。

      ME + CH3Cl + NaOH → DME + NaCl + H2O (1)

      2 ME + CH2O → DMEM + H2O (2)

      DMEM + H2 → DME + ME (3)

      该工艺的关键是DMEM氢解反应催化剂的研发。针对这一研究目标,计划开展的研究内容和相应的实施方案如下:

      (1) 高活性金属镍催化剂的制备。初期研究结果显示,催化剂的表面酸碱性对DMEM氢解的反应性能影响很大。在本项目中,我们将以高活性Ni/Al2O3为基本催化剂,通过共沉淀法,向其中加入不同含量的MgO、SiO2、ZrO2等助剂,精细调变其表面酸碱性。

      (2) DMEM氢解反应研究。我们将在固定床反应器中考察上述催化剂的DMEM氢解反应性能,优化反应条件,争取获得较高的DMEM转化率和DME选择性。

      (3) 二甲氧基乙烷氢解探针反应研究。DMEM在常温下蒸汽压很低,无法进行吸附量热研究。二甲氧基乙烷的结构与DMEM类似,其氢解产物为甲醇和甲乙醚,且反应物和产物在常温下均具有较高的蒸汽压,因而我们选择该反应作为缩醛氢解的探针反应。通过对探针反应的吸附量热研究,同时结合红外光谱,可以了解相关分子在催化剂表面的吸附键强和吸附态,理解缩醛氢解的微观反应机理,为催化剂的设计和制备提供科学依据。

 

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