CO2是价廉易得的碳资源,同时又是温室气体主要成分之一,利用CO2加氢制甲醇,对环境破坏和能源危机问题的解决意义重大。本文基于Cu/ZnO/Al2O3型催化剂,在固定床反应器中进行了二氧化碳加氢制甲醇操作条件、催化剂改性和本征动力学的研究。考察了反应温度、反应压力、原料气氢碳比、反应空速和还原温度、恒温还原时长对二氧化碳加氢制甲醇Cu基催化剂性能的影响。其中,反应温度的增大可提高C02转化率但却降低了CH3OH选择性,高压、高氢碳比及低反应空速的条件下可获得较优的催化性能。在本文所考察还原条件范围里,还原温度对催化剂活性及CH3OH选择性影响较小,而适宜的恒温还原时长能够改善温度在床层内部分布的均匀性,从而提高催化剂的性能。较为适宜的操作条件为:反应温度240.0℃、反应压力5.00 MPa、氢碳比3.5～4.0、反应空速9000 h-1,还原温度230.0～240.0℃、恒温还原时长2 h。采用等体积浸渍法,基于BET、XRD、H2-TPR和CO2-TPD表征和实验手段,研究了助剂对二氧化碳加氢制甲醇Cu基催化剂耐热性的影响。结果显示,三种助剂(Zr、Mn、Ce)均对催化剂耐热前后的催化性能及耐热性有着一定程度的改善。经助剂Ce改性后催化剂孔径分布更为均匀、活性中心数量增加、调节了碱性位强度,因而具备较好的改性效果。对适宜的Ce添加量进行了筛选,得到最佳的Ce含量是1.5%wt。以Langmuir-Hinshellwood-Hougen-Watson模型理论为依据,建立了以甲酸盐加氢为二氧化碳加氢制甲醇反应和逆水汽变换反应速率控制步骤的动力学模型。基于正交实验数据,对该模型及文献中将C02直接吸附解离生成CO看作RWGS反应速率控制步骤和甲酸盐加氢当成主反应速率控制步骤的动力学模型进行了参数估值和检验(统计检验、物理化学意义检验和残差分析),结果显示,两种模型均较为可靠,前者误差值更小。