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本書是作者根據其及其所在的研究團隊三十年來從事煤經合成氣制乙醇催化劑及其工藝過程研發的成果積累並結合國內外有關文獻撰寫的一部學術專著。書中以合成氣直接合成C2含氧化合物及其加氫轉化為乙醇、乙酸直接加氫制乙醇和乙酸/烯烴加成酯化及其加氫制乙醇聯產其他醇類的核心催化技術為主線，輔以與之相配套的工藝研究，全面、系統地介紹了煤制乙醇技術所涉及的催化劑研制、催化反應的規律和催化劑制作的原理、表征方法，以及研究前沿和發展方向。書中着重介紹了我國學者在該領域的研究與應用成果。
本書可供煤化工、石油化工和精細化工與其他高新技術領域從事開發應用研究及在廠礦企業工作的科技工作人員、工程技術人員參考，也可供高等院校相關專業研究生和教師參考。
第1章 合成氣制造、凈化及轉化1
1.1現代煤化工概述1
1.1.1傳統煤化工技術1
1.1.2現代煤化工技術5
1.2煤氣化6
1.2.1合成乙醇對原料氣的要求6
1.2.2煤在氣化爐中的轉化過程8
1.2.3煤的氣化性質10
1.2.4氣化爐及氣化工藝17
1.2.5地上氣化不同氣化工藝比較42
1.2.6煤炭地下氣化44
1.3CO變換54
1.3.1變換反應54
1.3.2工藝流程和主要設備55
1.3.3變換催化劑57
1.4合成氣凈化59
1.4.1低溫甲醇洗技術60
1.4.2NHD脫硫技術64
1.4.3精脫硫65
1.4.4CO2脫除68
1.4.5硫回收技術74
1.5合成氣轉化78
1.5.1合成氣制甲烷78
1.5.2合成油82
1.5.3合成氣制乙二醇87
1.5.4合成氣制二甲醚91
參考文獻97
第2章 Rh基催化劑上合成氣直接制C2含氧化合物101
2.1引言101
2.2合成氣直接制乙醇等C2含氧化合物的熱力學分析1032.3均相催化體系105
2.3.1Ru催化劑107
2.3.2Ru—Co催化體系110
2.4多相Rh基催化劑體系113
2.4.1Rh催化劑113
2.4.2載體115
2.4.3助劑133
2.5多助劑促進的Rh基催化劑135
2.5.1日本C1工程研究組研發的Rh—U—Fe—Ir/SiO2135
2.5.2大連化物所開發的Rh—Mn—Li/SiO2139
2.5.3選擇性合成乙酸的多組分催化劑體系143
2.5.4選擇性合成乙醇的催化劑體系148
2.6反應機理151
2.6.1概述151
2.6.2CO和H2的吸附與活化152
2.6.3CO的解離154
2.6.4C2含氧化合物中間體的形成155
2.6.5反應機理的理論研究157
2.7助劑的作用159
2.7.1金屬（助劑）與載體相互作用159
2.7.2Rh—Mn—Li—Fe/SiO2催化劑制備過程中各組分相互作用160
2.7.3助劑作用的本質164
2.7.4常用助劑的作用167
2.8銠粒徑效應176
2.8.1概述176
2.8.2調節Rh粒徑的方法178
2.9硅膠性質對其負載的Rh基催化劑性能的影響186
2.9.1雜質186
2.9.2孔徑189
2.9.3表面性質192
2.10提高Rh基催化劑性能的途徑199
2.10.1形成C2含氧化合物主要基元過程的相互影響199
2.10.2提高Rh基催化劑生成C2含氧化合物性能的途徑200
2.10.3催化劑制備和活化方法對其性能的影響201
2.11Rh基催化劑上CO加氫反應動力學205
2.11.1工藝條件的影響205
2.11.2動力學研究208
2.11.3反應條件的選擇213
2.12Rh基催化劑的失活與再生215
2.12.1引言2152.12.2催化劑的失活216
2.12.3催化劑的再生217
2.13CO2或CO+CO2混合氣加氫制乙醇220
2.13.1熱力學分析和反應機理220
2.13.2催化劑體系223
2.13.3反應條件的影響225
參考文獻228
第3章 Rh基催化劑合成乙醇工業化研究進展236
3.1日本「C1化學項目」合成乙醇單管試驗研究236
3.1.1單管試驗裝置237
3.1.2合成乙醇單管試驗237
3.1.3反應器放大的影響因素243
3.1.4循環氣組分的影響245
3.1.5催化劑穩定性試驗247
3.1.6合成氣制乙醇過程流程247
3.2大連化學物理研究所第一代Rh基催化劑30t/a工業性中試249
3.2.10.2L級催化劑裝量單管試驗裝置249
3.2.2合成氣制C2含氧化合物催化劑250
3.2.3合成氣制C2含氧化合物反應工藝250
3.2.4列管式固定床工業性中試裝置251
3.2.5合成氣制C2含氧化合物催化劑放大研制252
3.2.6合成氣制C2含氧化合物反應工藝條件優化252
參考文獻253
第4章 合成氣制乙醇等含氧化合物的非Rh基催化劑體系254
4.1合成氣制乙醇等含氧化合物的非Rh基催化劑254
4.1.1合成氣直接制取乙醇等含氧化合物的過渡金屬多相催化劑254
4.1.2合成氣合成乙醇的均相催化劑體系259
4.1.3合成氣間接法合成乙醇的催化劑體系260
4.2合成氣制乙醇和低碳混合醇（C1～C5醇）261
4.2.1熱力學分析262
4.2.2合成氣制備低碳醇催化劑體系264
4.2.3鹼助劑的作用273
4.2.4CO加氫生成混合醇的反應機理275
4.2.5甲醇同系化法制備乙醇和低碳醇279
4.2.6合成氣合成乙醇和低碳混合醇的反應器設計280
4.2.7低碳混合醇工藝現狀282
4.3合成氣直接合成高碳醇284
4.3.1高碳醇的生產方法284
4.3.2合成氣一步法直接合成高碳醇催化劑體系285
參考文獻289
第5章 合成氣經甲醇羰基化及其加氫制乙醇299
5.1甲醇合成技術299
5.1.1合成氣制甲醇化學299
5.1.2合成氣制甲醇催化劑301
5.1.3甲醇合成工藝306
5.2甲醇羰基化合成乙酸技術312
5.2.1概述312
5.2.2乙酸的性質和應用313
5.2.3甲醇羰基化合成乙酸技術315
5.2.4甲醇羰基化合成乙酸合成工藝320
5.2.5甲醇羰基化合成乙酸的催化劑326
5.3乙酸加氫制乙醇技術329
5.3.1Ru基加氫催化劑體系330
5.3.2Pd基加氫催化劑體系331
5.3.3Pt基加氫催化劑體系332
5.3.4其他催化體系335
5.3.5Pd催化劑乙酸加氫反應動力學337
5.3.6乙酸加氫制乙醇工業化進展339
參考文獻341
第6章 合成氣經甲醇羰基化及其酯化加氫制乙醇347
6.1概述347
6.2乙酸酯的制備348
6.2.1酯化法348
6.2.2甲醇羰基化過程副產乙酸甲酯359
6.2.3甲醇羰基化合成乙酸甲酯新技術362
6.2.4其他制乙酸酯技術374
6.3乙酸／烯烴加成酯化制乙酸酯376
6.3.1乙酸／乙烯加成酯化制乙酸乙酯376
6.3.2乙酸／丙烯加成酯化制乙酸異丙酯382
6.3.3乙酸／丁烯加成酯化制乙酸仲丁酯387
6.4乙酸酯加氫制乙醇396
6.4.1反應網絡3966.4.2催化劑體系398
6.4.3影響Cu基催化劑乙酸酯加氫反應性能的因素406
6.4.4Cu基催化劑乙酸酯加氫反應動力學412
6.4.5國內乙酸酯加氫制乙醇工業化進展417
參考文獻420
第7章 煤基乙醇分子篩膜脫水技術431
7.1引言431
7.2分子篩膜簡介432
7.2.1分子篩膜的概念432
7.2.2分子篩膜的合成434
7.2.3分子篩膜的表征435
7.3滲透汽化與蒸汽滲透簡介437
7.3.1滲透汽化與蒸汽滲透的概念437
7.3.2分子篩膜在滲透汽化中的應用438
7.4分子篩膜在乙醇脫水中的應用441
7.4.1分子篩膜的脫水性能441
7.4.2操作條件的影響447
7.5乙醇分子篩膜脫水的工業應用449
7.5.1工業乙醇脫水的現狀449
7.5.2精餾—滲透汽化耦合450
7.5.3經濟性分析451
7.5.4分子篩膜工業應用現狀452
參考文獻454索引465
