Cu-K/Al_2O_3催化剂上溴甲烷合成二甲醚的失活动力学研究  

Study of deactivation kinetics of methyl bromide to dimethyl ether over Cu-K/Al_2O_3 catalyst

作　　者：李杰[1] 慈志尧 张信伟[1] 张舒冬[1] 孙晓丹[1] 

机构地区：[1]中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院,辽宁抚顺113001 [2]辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺113001

出　　处：《工业催化》2015年第5期360-365,共6页Industrial Catalysis

基　　金：中国石油化工股份有限公司资助项目(MH1401)

摘　　要：采用Cu—K／Al2O3催化剂，在固定床积分反应器上进行溴甲烷合成二甲醚的动力学实验，反应温度（463．15～523．15）K条件下，得出主反应的宏观动力学方程：r=1．1＋2．8×10^-3T-4．4exp（-RT^-21.5）K条件下，得出主反应的宏观动力学方程：r=1.1＋2.8×10^-3T-4．4exp（^-RT^-21.5）PCH3Br,主反应的活化能约为21．5kJ·mol^-1。对主反应宏观动力学方程进行统计检验，结果表明，在给定99％的置信度下，方程显著、可信。失活前后的XRD表征结果表明，催化剂晶相由CuO转变为CuBr2是导致催化剂失活的主要原因。采用独立失活机理描述催化剂失活速率方程，通过回归得到各项参数，建立了适用于Cu—K／Al2O3催化剂上溴甲烷合成二甲醚的失活动力学方程：r=[-1＋2.8×10^-3T-4.4exp（-^-RT^-21.5）PCH3Br]×exp（-2.1×10^-3t）。Abstract： Based on the kinetics experiment carried out in the integral fixed bed reactor and under the condition of reaction temperature （463.15 -523.15 ） K, the macro kinetic equation of methyl bromide to dimethyl ether over Cu-K/Al2O3 catalyst was obtained as follows：r=1.1＋2.8×10^-3T-4.4exp（-RT^-21.5）PCH3Br.The activation energy of the main reaction was about 21.5 kJ·mo1^-1.The results of statistical validation showed that the macro kinetic equation was significant and credible at the 99% belief. The results of XRD characterization indicated that the crystal phase transformation of the catalyst from CuO to CuBr2 was the main reason for its deactivation. According to independent deactivation mechanism, the deactivation kinetic equation for methyl bromide to dimethyl ether over Cu-K/Al2O3 catalyst was established as follows：r=[-1＋2.8×10^-3T-4.4exp（-^-RT^-21.5）PCH3Br]×exp（-2.1×10^-3t）

关 键 词：化学动力学 溴甲烷 二甲醚 Cu—K/Al2O3催化剂 失活 动力学 

分 类 号：O643.12[理学—物理化学] TQ426.94[理学—化学]