车轶菲， 李 涛， 张海涛

（华东理工大学大型工业反应器工程教育部工程研究中心，上海 200237）

甲醇是重要的化工基础原料，主要用于制备或生产烯烃、芳烃、二甲醚、醋酸、甲醛、甲基叔丁基醚等[1]。利用CO2加氢合成甲醇，可以同时实现环保和碳资源利用的双重效益。

反应动力学研究对于工艺开发、反应器设计与过程优化至关重要，然而鲜有针对纯CO2加氢制甲醇的反应动力学的研究，已有的研究主要分为幂函数型和L-H型模型。其中，幂函数型动力学模型形式简洁，但一般只限于特定反应条件下使用，不具备外推性，如：Ledakowicz 等[2]分析证实幂函数型动力学模型可对多种Cu 基催化剂上CO2加氢制甲醇反应进行表述，但模型计算值相对误差较大（±25%）。Kobl 等[3]基于Cu/ZnO/Al2O3和Cu/ZnO/ZrO2催化剂上CO2加氢制甲醇反应数据，回归获得的幂函数型动力学模型拟合效果良好，但仅在原料转化率小于15%的条件下适用。而L-H 型动力学模型是基于反应机理推导所得，可用于外推，但一般形式较为复杂，且目前对纯CO2加氢制甲醇的反应机理尚未达成共识。陈光文等[4]在膜反应器中于C301 催化剂上推导了以表面反应为速率控制步骤的CO2与H2合成甲醇反应本征动力学模型，为开展膜反应器CO2合成甲醇的理论分析提供了可靠的动力学数据。Rasmussen 等[5]以H2COO•加氢为速率控制步骤建立了L-H 型反应动力学模型，并根据Cu(100)单晶上CO2和H2混合气合成甲醇的数据进行了参数拟合，所得模型预测值与实验值吻合良好且可半定量地预测工业条件下工业催化剂上甲醇合成速率。……