二甲醚与氧混合体系的研究与应用

发布时间：2020-03-23 22:13

【摘要】：聚甲氧基二甲醚(PODEn)作为一种理想的柴油添加剂,其关键点在于选取价格低的反应原料以及设计、开发具有PODEn高选择性、活性优异、稳定性强的催化剂。本文选取二甲醚和氧气作为反应物,设计了两段式的分步反应(分别为二甲醚催化氧化阶段及PODEn的链增长阶段)制备聚甲氧基二甲醚。并研究分析了二甲醚在氧气状态下的爆炸极限问题。主要结果如下:(1)传统的爆炸极限理论计算方法不适用于二甲醚在氧气状态下的爆炸极限问题求解。二甲醚在氧气状态下的爆炸极限可根据公式法或作图法求出,该值为 2.2%-74.5%。(2)二甲醚催化氧化阶段的反应选取CAT1-3(JK9-2,23%Sn)作为催化剂,反应条件定为二甲醚与氧气的体积流量比在25:2时,反应温度在270℃,反应压力在0.3MPa下时,反应效果最佳。这是因为负载锡之后,催化剂的积碳减少,更有利于该步反应的发生。(3)PODE链增长阶段反应的最优反应压力0.2Mpa,最优反应温度80℃。在该段反应的各个影响因素中,DMET和酸对反应产物的选择性影响甚小,可忽略不计,但水的不良影响比较大。除此之外还发现,适度的添加PODE1可使目标产物PODEn中的n往后走。(4)通过对比PODEn链增长阶段的各类不同的催化剂,发现HZSM-5(Si/A1=25)与Hβ(Si/A1=40)对反应的催化效果较优,经过10%酒石酸处理的Hβ(Si/A1=40)催化效果最为理想。这是因为经过10%酒石酸处理之后的催化剂,孔径和孔容变大,有利于PODEn链的延伸。
【图文】：

图２．１爆炸极限的三角坐标图逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．１邋Ｔｈｅ邋ｔｒｉａｎｇｕｌａｒ邋ｍａｐ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ邋ｌｉｍｉｔ三角坐标图如图２．１所示：其中，图中每个角的顶点表示一气体：ＦＳ、Ｉ）；边上各点处表示与其相对的顶点物质的浓度为０；各顶点标在顶点的逆时针方向边；顶点处只含有一种气体，边缘斜线上所气体；三角坐标系中间各点都含有三组气体；三组气体的浓度之爆炸极限图的具体应用逡逑图２．１，我们知道Ｌ撇以及Ｕ撇两点，Ｑ点为失爆氧浓度。因为空限与氧气中的爆炸下限基本一样（以前发的资料，文献里面相同叙图，，连接Ｌ和Ｌ撇相交于ＦＱ线，可得Ｃ点，然后连接ＣＵ撇

图２．２二甲醚的爆炸极限图逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．２邋Ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ邋Ｌｉｍｉｔ邋Ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋Ｄｉｍｅｔｈｙｌ邋Ｅｔｈｅｒ逡逑爆炸极限图求爆炸极限的正确性验证逡逑虽然通过上述两种截然不同的方法计算出的结果十分吻合，但是出于严谨，我们又做了一系列的验算方案去理论论证上述两种方法的严谨性正确性思路是根据权威机构的爆炸极限（包括空气氛围与氧气氛围下），用我们去验证是否与权威资料相符。逡逑根据我国涉及气焊、气割行业的《常用气体（乙炔、氧气、液化石油气ＬＰＧ）逡逑规范》，可以得知如下常用气体（乙炔、氧气、液化石油气ＬＰＧ）在空气氧气中的爆炸极限。逡逑
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ426;TE624.81

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 高慧会;张博;乔建江;杨少鹏;陈婷;陈潇;;二甲醚/空气/氩气混合物的爆炸特性[J];爆炸与冲击;2015年05期

2 路娜;周静博;李治国;王耀涛;靳伟;;中国雾霾成因及治理对策[J];河北工业科技;2015年04期

3 林其聪;周翔;刘欣;段艳慧;;聚甲氧基二甲醚作为柴油添加剂的优势及行业进展[J];化工设计通讯;2015年02期

4 刘广波;张清德;寇永利;韩怡卓;椿范立;谭猗生;;二甲醚氧化制甲酸甲酯MoSnO催化剂再生性能研究[J];天然气化工(C1化学与化工);2013年04期

5 张可;吴江涛;高辉;薛征欣;;爆炸极限实验系统研制及二甲醚/HFC125的可燃性研究[J];西安交通大学学报;2010年07期

6 别良伟;王华;;合成气一步法制二甲醚催化剂研究进展[J];工业催化;2009年02期

7 王晓蕾;任克威;林瑞;潘相敏;马建新;;二甲醚重整制氢技术的研究进展[J];天然气化工(C1化学与化工);2008年03期

8 孙晓轩;王晓东;;世界二甲醚应用开发现状[J];中外能源;2008年02期

9 李伟;张希良;;国内二甲醚研究述评[J];煤炭转化;2007年03期

10 蔡飞鹏;林乐腾;孙立;;二甲醚合成技术研究概况[J];生物质化学工程;2006年05期

本文编号：2597342