不同制备方法对AlOOH结构和甲醇脱水性能的影响
2015-08-21卫荣荣高志华郝树宏黄伟
卫荣荣,高志华,郝树宏,黄伟
(1 太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室,山西 太原 030024;2 山西电力科学研究院,山西 太原 030001)
引 言
二甲醚(DME)作为化工原料,可以合成多种精细化学品,如制备低碳烯烃,还可以通过羰基化、烃基化、氧化生产一系列有机化工产品[1];同时在燃料、制药和农药等工业中用途广泛。此外,DME还可以充当抛射剂和发泡剂等角色,作为制冷剂取代氟里昂。由于二甲醚具有优良的燃烧性能,能实现高效清洁燃烧,在交通运输、发电、民用、燃气等领域有着较好的应用前景[2-3]。
目前,DME 可通过甲醇脱水(MTD)或合成气直接合成(STD)来生产[4-5]。甲醇脱水反应是一个酸催化过程,因此甲醇脱水催化剂均为固体酸催化剂,常用的固体酸为γ-Al2O3、硅铝分子筛、复合氧化物及杂多酸等[6-10]。其中γ-Al2O3和硅铝分子筛为成熟的工业甲醇脱水催化剂。文献报道γ-Al2O3酸性较弱,在较低的温度(220~280℃)下几乎没有活性,当温度达到300℃时转化率达66%,320℃时转化率达80%[9]。而分子筛类催化剂虽然在较低温度下就有很好的活性,但其骨架中的强酸中心易导致产物二甲醚深度脱水,产生大量的长链碳氢化合物,甚至生成积炭,因而产物二甲醚的选择性较差[10]。
本课题组前期研究发现,采用完全液相法制备的甲醇脱水催化剂,其脱水组分为AlOOH,而不是通常的γ-Al2O3[11-13]。通常认为,AlOOH 是一种介稳相,以其为催化剂鲜有报道[14]。本文通过采用不同方法制备AlOOH 并将其用于甲醇脱水反应,以期获得AlOOH 结构对甲醇脱水能力影响的信息,揭示AlOOH 具有优异甲醇脱水能力的本质原因。……
