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当前,中国最大的挑战已经不是能源供给问题了,而是环境可否持续的问题。因而,实现煤炭清洁高效利用的可行方法变得越来越重要。对我国而言,以煤出发生产液化石油气(LPG)等清洁燃料具有十分重要的战略意义。本论文对合成气经两步法制备液化石油气进行了研究,在连续固定床反应器上进行实验。在第一段反应器发生由合成气和氢气生成甲醇,继而脱水生成二甲醚的反应;在二段催化剂上发生加氢、裂化、裂解等串联、平行反应转化为烃类化合物。本文主要研究一段催化剂甲醇合成催化剂Cu-Zn-Al和甲醇脱水催化剂变化时,CO转化率的变化;用金属元素Mg、Ca、Al、Ga对二段催化剂Ni-Cu/β分子筛进行改性,考察改性后催化剂对CO转化率和LPG选择性的影响;初步探索超临界的最优反应条件。试验结果表明:(1)用Cu-Zn-Al作为甲醇合成催化剂、γ-Al2O3作为甲醇脱水催化剂,颗粒大小为2040目,在二者质量比为1:1时,可达到较好的反应效果。(2)Ca和Ga的引入可以降低CO2的选择性,并且提高LPG的选择性。在改变Ca和Ga的质量百分数时,催化剂的反应性能也发生了变化。在Ca加入量为0.25%时,CO的转化率提高至81.48%,CO2的选择性降低至11.05%,LPG的选择性由75.86%提高至78.26%;在Ga的加入量为0.1%时,CO的转化率提高至79.54%,CO2的选择性降低至14.37%,LPG的选择性由75.86%提高至77.57%。同时添加Ca和Ga两种助剂时,每种助剂含量的变化均会引起催化剂性能的变化,在Ca和Ga质量分数分别为0.25%和0.1%时,催化剂的效果最好,CO的转化率为83.03%,CO2的选择性为10.26%,LPG的选择性为78.52%。对催化剂进行了稳定性评价,在反应达到100h后,CO转化率降低至72.14%,LPG选择性降低至71.52%。在整个反应过程中CO2选择性均维持在15%以下。整个反应过程中,催化剂表现出良好的活性及稳定性,对于LPG的工业化应用具有重大意义。(3)引入超临界介质正己烷,可以降低反应过程中由于温升而释放的热量,与此同时,可以明显降低CO2的选择性,提高碳的利用率。超临界下,反应的最优条件为:一段温度280℃,二段温度350℃,气液比1:1,压力6MPa,空速2500mL·h-1·g-1。