Конверсия CO2 в жидкие углеводороды через стадию получения диметилового эфира

Цель: разработка теоретических основ для создания технологии конверсии СО2 в жидкие углеводороды через стадию получения диметилового эфира. Диссертационная работа направлена на разработку теоретических основ двухстадийного процесса конверсии СО2 в жидкие углеводороды через стадию получения диметилового эфира. Установлены закономерности конверсии СО2 в ДМЭ при варьировании температуры, давления и соотношения Н2/СО2 для бифункциональных катализаторов с соотношением метанольного и дегидратирующего компонентов 1:1 и 1:2. Показано, что оптимальными условиями для получения ДМЭ с высоким выходом является температура 280 оС, давление 10,0 МПа, мольное соотношение H2/CO2 3-3,4, а при соотношении компонентов бифункционального катализатора 1:2 достигается выход селективности образования ДМЭ на термодинамическое равновесие (75%мас.). Впервые установлены особенности химических превращений, протекающих при конверсии ДМЭ в жидкие углеводороды, в широком диапазоне условных времен контакта для Pd-Zn-модифицированных катализаторов на основе цеолитов MFI и MFI/MEL. Показано, что в области низких времен контакта активнее всего протекают реакции метилирования и олигомеризации олефинов С3-С4 с образованием алканов С5+, при достижении 100 % конверсии ДМЭ наблюдается крекинг алканов С7-С9, а также гидрирование и последующий крекинг аренов С8-С11 с образованием алканов С3-С6. Изучены закономерности влияния состава сырья и сопутствующего газа, давления и размера зерна катализатора на выход и состав жидкого продукта в реакции конверсии ДМЭ в жидкие углеводороды. Показано, что наличие оксидов углерода в составе исходного синтез-газа приводит к снижению гидрирующей активности Pd. Показано, что увеличение концентрации воды в составе сырья приводит к увеличению селективности образования жидких углеводородов и содержания аренов в продукте. Впервые показано, что для Pd-Zn-содержащих катализаторов снижение давления приводит к увеличению селективности образования продукта. В результате, на основании проведенных исследований, разработаны схемные решения для процесса конверсии СО2 в жидкие углеводороды через стадию получения ДМЭ и определены их удельные показатели.