草酸二甲酯催化合成高值化学品研究进展
郭凤钦1
赵丽滟2
王利国1
曹妍2
贺鹏2
李会泉1
1.中国科学技术大学稀土学院,江西赣州 341000;中国科学院赣江创新研究院,江西赣州 341000;中国科学院过程工程研究所中国科学院绿色过程与工程重点实验室战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心,北京 1000492.中国科学院过程工程研究所中国科学院绿色过程与工程重点实验室战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心,北京 100049
摘要：我国富煤、少油和少气的能源结构决定了我国对煤炭资源具有极强的依赖性.因此,如何发挥我国大储量煤炭资源的优势,实现煤炭资源清洁化、低碳化和多元化利用是亟待解决的问题.将不可再生能源煤炭向多元化学品转化,降低对石油、天然气的消耗和对外依赖,一直是我国煤炭资源利用研究的重点方向.将煤经高温气化为CO和H2后,利用CO和H2合成气合成的草酸二甲酯(DMO)为原料,经催化加氢反应向多种含氧化学品转化是一条已被证实的可行技术路线.随着DMO经过间接加氢反应和连续加氢反应向乙醇酸甲酯(MG)、乙二醇(EG)、乙醇、碳酸二甲酯(DMC)和草酰胺等多种高值化学品转化技术的逐步发展,使我国丰富的煤炭资源得以高效利用,促进了我国能源结构的平衡.围绕DMO向下游产品转化展开详细论述和讨论.根据近年来学者对DMO的研究,DMO初步加氢可得到MG,MG二次加氢可得到EG,EG脱水得到乙醇、C3～C4醇,及DMO氨化制备"新型氮肥"——草酰胺等.重点归纳了各下游产品转化所使用催化剂的研究进展、不同催化剂的催化机理及活性物种的吸附-活化作用机制.详细梳理总结了当前通过引入其他助剂、调控表面酸碱度和引入第二第三金属等提高催化剂性能的方法.针对目前负载型铜基催化剂、铁基催化剂和银基催化剂等在DMO加氢过程中表现出的高选择性和局限性展开了细致的讨论.明确指出了随着产能的不断扩大,铜基催化剂所显现的高温易板结、中毒失活问题,铁基催化剂存在的中间产物加氢能力差及银基催化剂C-O键活化过程作用弱等问题,并进一步对催化剂失活原因和解决方法进行了细致的讨论和分析.详细指出了当前DMO加氢工艺路线存在的问题和挑战,给出了 DMO加氢催化剂的未来研究方向和发展趋势.
关键词：草酸二甲酯含氧化学品非均相催化反应机理稳定化机制
分类号：TQ53(煤化学及煤的加工利用)TK114(热能、热力工程)
资助基金：中国科学院战略性先导科技专项(XDA29000000)
论文发表日期：2024-02-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：20( 123-142 )
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