Chương 1 : TỔNG QUAN . 1

1.1 TỔNG QUAN VỀ DIMETHYL ETHER (DME) 2

1.1.1 Tính chất của DME 2

1.1.2 Ứng dụng của DME . 3

1.2 TỔNG HỢP DME . 4

1.2.1 Nguồn nguyên liệu: khí tổng hợp . 4

1.2.2 Phản ứng tổng hợp DME . 6

1.2.2.1 Nhiệt động phản ứng: . 6

1.2.2.2 Cơ chế và động học phản ứng: . 7

1.2.2.2.1 Cơ chế và động học phản ứng tổng hợp Methanol : 7

1.2.2.2.2 Cơ chế và động học phản ứng dehydrate Methanol thành DME : . 10

1.2.2.2.3 Cơ chế và động học phản ứng tổng hợp DME trên xúc tác lưỡng tính

[11, 20]: . 12

1.2.2.3 Các phân tích nhiệt ” động học của quá trình: . 13

1.2.3 Quy trình tổng hợp DME . 16

1.2.3.1 Các loại thiết bị phản ứng 16

1.2.3.1.1 Thiết bị dạng tầng cố định (Fixed ” Bed) 16

1.2.3.1.2 Thiết bị dạng huyền phù Slurry: . 17

1.2.3.1.3 Thiết bị dạng tầng sôi: 17

1.2.3.2 Các thông số của quá trình . 18

1.2.3.2.1 Tỷ lệ dòng nhập liệu 19

1.2.3.2.2 Ảnh hưởng của áp suất: 19

1.2.3.2.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ: 20

1.2.3.2.4 Ảnh hưởng của tốc độ dòng: . 21

1.3 XÚC TÁC TỔNG HỢP DME . 22

1.3.1 Xúc tác dùng cho phản ứng tổng hợp methanol : 22

1.3.1.1 Yêu cầu của xúc tác : . 22

1.3.1.2 Bản chất của tâm hoạt động: 23

1.3.1.3 Vai trò của chất mang trong phản ứng methanol hóa : 24

1.3.1.4 Vai trò của nhôm: . 24

1.3.1.5 Vai trò của ZnO: 25

1.3.1.6 Thành phần xúc tác tối ưu trong phản ứng tổng hợp methanol 26

1.3.1.7 Sự đầu độc xúc tác: 26

1.3.2 Xúc tác cho phản ứng Dehydrat hóa Methanol thành DME 27

1.3.2.1 Vai trò của các tâm axít trong phản ứng tách nước : 27

1.3.2.2 Một số loại chất mang axít và hoạt tính của nó: 27

1.3.3 Xúc tác cho phản ứng tổng hợp trực tiếp DME từ khí tổng hợp . 31

1.3.4 Các phương pháp điều chế xúc tác 32

1.3.4.1 Điều chế chất mang . 32

1.3.4.2 Điều chế xúc tác chất mang: 33

1.3.4.3 Ảnh hưởng của phương pháp điều chế tới tính chất xúc tác: 35

Chương 2 :THỰC NGHIỆM . 38

2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ XÚC TÁC 39

2.1.1 Điều chế chất mang -Al2O3 39

2.1.2 Điều chế xúc tác lưỡng tính . 40

2.1.2.1 Phương pháp tẩm 40

2.1.2.2 Phương pháp đồng kết tủa lắng đọng . 41

2.1.2.3 Phương pháp đồng kết tủa 3 muối 42

2.1.2.4 Phương pháp đồng kết tủa trộn huyền phù . 43

2.2 TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM . 44

2.2.1 Sơ đồ thiết bị phản ứng 44

2.2.2 Thao tác thực hiện phản ứng 45

2.2.3 Định tính và định lượng thành phần các chất 45

2.2.3.1 Sắc ký khí . 45

2.2.3.1.1 Nguyên lý . 45

2.2.3.1.2 Quy trình thực nghiệm: . 48

2.2.4 Tính độ chuyển hóa và độ chọn lọc . 49

2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT XÚC TÁC . 50

2.3.1 Nhiễu xạ tia X (XRD): 50

2.3.1.1 Cơ sở lý thuyết : . 50

2.3.1.2 Quy trình thực nghiệm: 52

2.3.2 Khử theo chương trình nhiệt độ (TPR) : 53

2.3.2.1 Cơ sở lý thuyết: 53

2.3.2.2 Quy trình thực nghiệm: 54

2.3.3 Chuẩn độ xung (PT) : 54

2.3.3.1 Cơ sở lý thuyết: 54

2.3.3.2 Quy trình thực nghiêïm : . 55

Chương 3 :KẾT QUẢ - BÀN LUẬN 56

3.1 KẾT QUẢ ĐO TÍNH CHẤT XÚC TÁC 57

3.1.1 Phổ nhiễu xạ XRD . 58

3.1.1.1 Xúc tác với các phương pháp điều chế khác nhau . 58

3.1.1.2 Xúc tác với các tỷ lệ oxít khác nhau 60

3.1.2 Phổ khử theo chương trình nhiệt độ TPR . 61

3.1.3 Chuẩn độ xung . 64

3.2 KẾT QUẢ KHẢO SÁT PHẢN ỨNG 66

3.2.1 Hoạt tính xúc tác của các phương pháp điều chế khác nhau . 66

3.2.1.1 Những nhận xét chung . 67

3.2.1.1.1 Nhận xét về độ chuyển hóa: . 67

3.2.1.1.2 Nhận xét về độ chọn lọc của DME: . 68

3.2.1.1.3 Nhận xét về hiệu suất của DME : 69

3.2.1.2 Giải thích cho sự thay đổi hoạt tính của các phương pháp điều chế khác

nhau . 70

3.2.2 Aûnh hưởng của nhiệt độ . 73

3.2.3 Aûnh hưởng của lưu lượng dòng nhập liệu 75

3.2.4 Ảnh hưởng của tỷ lệ các thành phần oxít trong xúc tác . 77

3.2.5 Aûnh hưởng của tỷ lệ H2/CO 79

Chương 4 :KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 83

4.1 KẾT LUẬN . 84

4.2 ĐỀ XUẤT . 85

TÀI LIỆU THAM KHẢO 87

PHU LUC . 9