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甲醇气相氧化羰基化是一种极具发展前景的碳酸二甲酯合成方法,然而,反应生成的水易引起催化剂的快速失活,同时造成设备的腐蚀。将二甲醚引入反应体系,利用双功能催化剂上甲醇氧化羰基化反应和二甲醚水解反应的耦合,不仅可以消耗掉羰基化反应中生成的水,缓解水引起的负面效应,同时可以提高DMC的收率。本论文对甲醇、DME共进料气相氧化羰基化合成DMC进行了热力学的可行性分析;考察了二甲醚的低温水解性能,开发出低温高活性的DME水解催化剂Cu-Pd/ZSM-5;并将其与羰基化催化剂Cu-Pd-TBAB/ZSM-5进行复合,构成双功能催化剂,研究该催化剂在共进料体系中的催化性能。结果如下:1.热力学分析结果表明,在一定温度范围内,二甲醚水解反应为吸热反应,甲醇氧化羰基化反应为放热反应,两个反应可以满足能量上耦合的要求;甲醇、二甲醚共进料气相氧化羰基化反应的自由能变小于零,表明该合成路线在热力学上是有利的。2.合成了ZSM-5分子筛,考察了ZSM-5分子筛的硅铝比及不同改性方法对分子筛催化剂上二甲醚低温水解活性的影响,利用NH3-TPD和吡啶吸附FT-IR对催化剂的酸性进行(?)。结果表明,(?)。(?)SO42-/ZrO2-ZSM-5上,DME的转化率有较大提高,但甲醇的选择性有所降低,经MgO掺杂的ZSM-5催化剂上,DME的转化率降低,甲醇的选择性有所提高。Cu、Pd改性后的ZSM-5催化剂展示出最好的催化性能,150℃时,DME的转化率、甲醇的选择性和收率分别为13.0%、99.1%、312.6 mg·(g-cat·h)-1,比改性前分别提高了5.9%、3.8%和148.8mg·(g-cat·h)-1,这有效地解决了水解与羰基化反应的温度匹配问题。3.将Cu-Pd-TBAB/AC与Cu-Pd/MCM-22进行复合构成双功能催化剂,并将二甲醚引入反应体系中,可以有效提高DMC的时空收率。150℃时,当催化剂Cu-Pd-TBAB/AC与Cu-Pd/ZSM-5的比值为5,DME的流量为6mL/min时,甲醇的转化率为15.9%,DMC的时空收率为633.7 mg·(g-cat·h)-1。结果表明,在氧化羰基化反应体系中引入DME,能够利用二甲醚水解及时消耗掉甲醇氧化羰基化反应中生成的部分水,提高DMC的时空收率。