二甲醚(CH3OCH3)是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ挠袡C(jī)化工產(chǎn)品和潔凈燃料。CO2加氫制二甲醚的反應(yīng)體系中,主要發(fā)生的熱化學(xué)方程式為
反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H=+41.2kJ?mol-1
反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.5kJ?mol-1
反應(yīng)Ⅲ:2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5kJ?mol-1
在2MPa,起始投料=3時(shí),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率及CH3OCH3和CH3OH的平衡體積分?jǐn)?shù)隨溫度變化如圖-1所示。
(1)2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H=
-122.5kJ/mol
-122.5kJ/mol
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(2)從453~553℃,升高溫度CO2平衡轉(zhuǎn)化率降低的原因是 在溫度為453~553℃范圍內(nèi),溫度對反應(yīng)Ⅱ的影響大于溫度對反應(yīng)Ⅰ的影響,升高溫度,反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)平衡逆向移動,從而導(dǎo)致CO2平衡轉(zhuǎn)化率降低
在溫度為453~553℃范圍內(nèi),溫度對反應(yīng)Ⅱ的影響大于溫度對反應(yīng)Ⅰ的影響,升高溫度,反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)平衡逆向移動,從而導(dǎo)致CO2平衡轉(zhuǎn)化率降低
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(3)為提高單位時(shí)間內(nèi)CH3OCH3產(chǎn)率。研發(fā)的催化劑需具備的特點(diǎn)是 在較低溫度下催化活性較強(qiáng)
在較低溫度下催化活性較強(qiáng)
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在催化劑作用下,二甲醚還原NO的反應(yīng)原理為CH3OCH3(g)+6NO(g)=3N2(g)+2CO2(g)+3H2O(g)△H<0。在有氧和無氧的環(huán)境下,NO的去除率隨溫度變化如圖-2所示。
(4)無氧環(huán)境下,在250~450℃范圍內(nèi)隨著溫度的升高,NO的去除率先迅速上升后上升緩慢的主要原因是 溫度升高反應(yīng)速率加快,NO的去除率升高;當(dāng)溫度升高至一定程度,逆反應(yīng)速率也增大,且溫度對吸熱反應(yīng)影響更大,因而逆反應(yīng)速率增大倍數(shù)大于正反應(yīng)速率增大的倍數(shù),因而NO的去除率有所降低
溫度升高反應(yīng)速率加快,NO的去除率升高;當(dāng)溫度升高至一定程度,逆反應(yīng)速率也增大,且溫度對吸熱反應(yīng)影響更大,因而逆反應(yīng)速率增大倍數(shù)大于正反應(yīng)速率增大的倍數(shù),因而NO的去除率有所降低
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(5)溫度高于400℃時(shí),NO去除率明顯低于無氧環(huán)境的可能原因有 溫度升高導(dǎo)致催化劑的活性降低
溫度升高導(dǎo)致催化劑的活性降低
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