Открытый доступ
Только для подписчиков
Синтез метанола и диметилового эфира из СО2 и Н2 в проточно-циркуляционном режиме
Аннотация
В связи проблемой утилизации выбросов углекислого газа изучен процесс превращения СО2 в метанол, диметиловый эфир (ДМЭ) в проточно-циркуляционном режиме, когда часть конвертированного газа возвращается в реактор. Представлены экспериментальные данные по синтезу метанола (промышленный катализатор Мегамакс 507) и прямому синтезу ДМЭ (Мегамакс 507/промышленный цеолит ЦВМ, массовое соотношение 1 : 1). В синтезе метанола из синтез-газа, об.%: Н2 – 76,6, СО2 – 19,8, N2 – 3,6 при 240–260 °С, давлении 5,3 МПа достигалась высокая конверсия СО2: 84–99,6 % при низкой селективности протекания побочной реакции (синтеза СО, не выше 4,7 %). Максимальная удельная производительность метанола при 260 °С составила 1,24 кг(кгкат·ч)–1. Специально проведенные эксперименты показали, что в условиях синтеза метанола наблюдается небольшой разогрев (до 10 °С) на входе в слой катализатора, что говорит о политропичности реактора. В синтезе ДМЭ выход ДМЭ в расчете на бифункциональный катализатор в зависимости от условий находился в пределах 0,16–0,33 кг(кгкат·ч)–1. При этом конверсия метанола в ДМЭ была не ниже 42 %, конверсия СО2 находилась в пределах 79–96 %, а синтез ДМЭ протекал в практически изотермических условиях.
Ключевые слова
гидрирование СО2,
проточно-циркуляционный режим,
метанол,
диметиловый эфир,
метанольный катализатор,
цеолит
Об авторах
Г. И. Лин
Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН, Москва
Россия
Россия
П. В. Самохин
Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН, Москва
Россия
Россия
М. А. Кипнис
Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН, Москва
Россия
Россия
Список литературы
1. Cuéllar-Franca R.M., Azapagic A. // J. CO2 Util. 2015. V. 9. Р. 82.
2. Quadrelli E.A., Centi G., Duplan J.L., Perathoner S. // Chem-SusChem. 2011. V. 4. P. 9.
3. Klankermayer J., Wesselbaum S., Beydoun K., Leitner W. // Angew. Chem. Int. Ed. 2016. V. 55. P. 7296.
4. Schakel W., Oreggioni G., Singh B., Strømman A., Ramírez A. // J. CO2 Util. 2016. V. 16. P. 138.
5. Transformation and Utilization of Carbon Dioxide. Bhanage B.M., Arai M. (Eds.) Springer Berlin Heidelberg. 2014.
6. Saravanan K., Ham H., Tsubaki N., Bae J.W. // Appl. Catal. B: Env. 2017. V. 217. Р. 494.
7. Olah G.A., Goeppert A., Prakash G.K.S. // J. Org. Chem. 2009. V. 74. P. 487.
8. Kunkes E., Behrens M. in book: Chemical Energy Storage. Ed. by R. Schlögl. De Gruyter Textbook. 2012. P. 413.
9. Doss B., Ramos C., Atkins S. // Energy Fuels. 2009. V. 23. P. 4647.
10. Sahibzada M., Metcalfe I. S., Chadwick D. // J. Catal. 1998. V. 174. P. 111.
11. Pontzen F., Liebner W., Gronemann V., Rothaemel M., Ahlers B. // Catal. Today. 2011. V. 171. P. 242.
12. Toyir J., Miloua R., Elkadri N.E., Nawdali M., Toufik H., Miloua F., Saito M. // Phys. Procedia 2009. V. 2. P. 1075.
13. Xin An, Yi-Zan Zuo, Qiang Zhang, De-Zheng Wang, Jin-Fu Wang // Ind. Eng. Chem. Res. 2008. V. 47. Р. 6547.
14. Methanol Science and Engineering. Eds. A. Basile, F. Dalena, Elsevier B.V. 2018.
15. Busca G. Heterogeneous catalytic materials. Solid state chemistry, surface chemistry and catalytic behavior, ch. 9. 2014. Elsevier B.V. 463 р.
16. Кипнис М.А., Белостоцкий И.А., Волнина Э.А., Лин Г.И., Маршев И.И. // Кинетика и катализ. 2018. Т. 59. С. 715.
17. Кипнис M.A. // Катализ в промышленности. 2017. Т. 17. С. 266.
18. Кипнис М.A., Белостоцкий И.А., Волнина Э.А., Лин Г.И. // Катализ в промышленности. 2018 Т. 18. С. 12.
Рецензия
Для цитирования:
Лин Г.И., Самохин П.В., Кипнис М.А. Синтез метанола и диметилового эфира из СО2 и Н2 в проточно-циркуляционном режиме. Катализ в промышленности. 2019;19(6):436-444. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2019-6-436-444
For citation:
Lin G.I., Samokhin P.V., Kipnis M.A. Synthesis of Methanol and Dimethyl Ether from CO2 and H2 Under Flow-Circulation Conditions. Kataliz v promyshlennosti. 2019;19(6):436-444. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0387-2019-6-436-444
Просмотров: 2583
Послать статью по эл. почте 