Оглавление
Список сокращений ............................................................................................................................. 4
Введение ................................................................................................................................................ 5
Глава 1. Обзор литературы ................................................................................................................ 11
1.1 Конверсия СО2 в метанол и диметиловый эфир .................................................................... 11
1.1.1 Синтез метанола ................................................................................................................. 11
1.1.2 Синтез диметилового эфира ............................................................................................. 21
1.2 Конверсия оксигенатов в углеводороды ................................................................................ 27
1.3 Конверсия СО2 в углеводороды в одну стадию ..................................................................... 42
Глава 2. Экспериментальная часть ................................................................................................... 47
2.1 Характеристики исходных веществ и материалов ................................................................ 47
2.2 Приготовление катализаторов ................................................................................................. 48
2.2.1 Приготовление бифункциональных катализаторов конверсии СО2 в ДМЭ ................ 48
2.2.2 Приготовление цеолитного катализатора HZSM-5/Al2O3 ............................................. 48
2.2.3 Приготовление цеолитного катализатора HZSM-5/HZSM-11/Al2O3 ............................ 48
2.2.4 Нанесение металлов на цеолитные катализаторы .......................................................... 51
2.3 Физико-химические методы исследования катализаторов .................................................. 51
2.3.1 Элементный состав ............................................................................................................ 51
2.3.2 Рентгенофазовый анализ ................................................................................................... 51
2.3.3 Низкотемпературная адсорбция/десорбция азота .......................................................... 52
2.3.4 Температурно-программируемая десорбция аммиака ................................................... 52
2.3.5 Температурно-программируемое восстановление водородом ...................................... 52
2.4 Методика проведения эксперимента ...................................................................................... 52
2.4.1 Лабораторная установка .................................................................................................... 52
2.4.2 Пилотный стенд ................................................................................................................. 54
2.4.3 Анализ состава сырья и продуктов .................................................................................. 56
2.4.4 Методика расчета основных показателей процесса ....................................................... 56
2.5 Методы моделирования технологического процесса ........................................................... 58
Глава 3. Обсуждение результатов .................................................................................................... 59
3.1 Конверсия СО2 в ДМЭ ............................................................................................................. 59
3.2 Выбор катализатора конверсии ДМЭ в жидкие углеводороды ........................................... 64
3.2.1 Модифицирование катализатора на основе цеолита HZSM-5 ...................................... 64
3.2.2 Модифицирование катализатора на основе цеолита HZSM-5/HZSM-11. .................... 68
3.3 Исследование основных маршрутов конверсии ДМЭ в углеводороды .............................. 72
3.3.1 Влияние времени контакта на распределение групп углеводородов ........................... 72
3.3.2 Распределение индивидуальных углеводородов ............................................................ 80
3.4 Влияние условий проведения процесса на состав продуктов .............................................. 83
3.4.1 Влияние состава сопутствующего газа ............................................................................ 83
3.4.2 Влияние состава сырья ...................................................................................................... 84
3.4.3 Влияние давления .............................................................................................................. 89
3.5 Исследование влияния размера зерна катализатора на пилотном стенде .......................... 91
3.5.1 Выбор загрузки катализатора синтеза углеводородов и расчет расхода свежего синтез-газа ................................................................................................................................... 91
3.5.2 Выбор диаметра пилотного реактора, расчет условий гидродинамического режима, тепло- и массопереноса .............................................................................................................. 92
3.5.3 Исследования реакции конверсии оксигенатов в жидкие углеводороды на пилотном стенде ........................................................................................................................................... 93
Глава 4. Расчетная часть .................................................................................................................... 97
Основные результаты и выводы ..................................................................................................... 103
Список литературы .......................................................................................................................... 104
