專利名稱：一種高純一氧化碳的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高純一氧化碳的制備方法，該方法通過(guò)甲酸甲酯或甲酸甲酯與甲醇的混合物經(jīng)催化脫羰而制備高純的一氧化碳并副產(chǎn)甲醇。
一氧化碳是一種基本的化工原料，廣泛用于化工生產(chǎn)中。工業(yè)上，采用焦碳造氣來(lái)大規(guī)模地生產(chǎn)一氧化碳，然而這需要較為繁雜的分離過(guò)程以除去二氧化碳、氧氣和水等，或者通過(guò)變壓吸附(PSA)來(lái)分離凈化一氧化碳，從而需要較高的投資。另一方面，采用甲酸脫水方法制備一氧化碳由于大量使用硫酸而使該方法產(chǎn)生較大的污染，反應(yīng)后所產(chǎn)生的60％左右的廢硫酸如何利用也是一個(gè)問(wèn)題。以上兩種方法所生產(chǎn)的一氧化碳都是常壓，需要經(jīng)過(guò)壓縮以后才能使用，因而需要較大的場(chǎng)地和投資。
本發(fā)明的目的之一是提供一種投資費(fèi)用低、無(wú)污染的一氧化碳制備方法，該方法可以在常壓到高壓下進(jìn)行操作；目的之二是提供一種制備高純度一氧化碳的方法，所制得的一氧化碳可以通過(guò)簡(jiǎn)單精制后或直接使用于中小規(guī)模的精細(xì)化工生產(chǎn)，如羰化反應(yīng)，氫甲酰化反應(yīng)等。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種甲酸甲酯脫羰的催化劑和使用方法。
本發(fā)明所用的催化劑是由堿金屬的氟化物擔(dān)載于具有高比表面積的堿性氧化物載體而得，堿金屬氟化物是指市售的LiF、NaF、KF等，高比表面積的氧化物是指MgO、ZnO等堿性載體。
本發(fā)明所用的方法(如

圖1)是將催化劑裝載于一固定床反應(yīng)器中，反應(yīng)原料通過(guò)進(jìn)料泵(1)打入預(yù)熱罐(2)汽化，經(jīng)反應(yīng)器(3)進(jìn)行脫羰反應(yīng)，經(jīng)氣液分離器(4)分離，得到一氧化碳和甲醇。反應(yīng)器的壓力可以通過(guò)壓力調(diào)節(jié)器(5)實(shí)現(xiàn)壓力控制。
反應(yīng)原料是甲酸甲酯或其與甲醇的混合物，甲醇在甲酸甲酯中的重量百分比為0～40％，一般為0～30％，最適為5～15％。原料中甲醇的存在有助于提高進(jìn)料泵的操作性，并不影響脫羰反應(yīng)，甲醇含量過(guò)高反而影響生產(chǎn)的效率。
反應(yīng)的溫度控制為200～350℃，一般為220～320℃，最適為250～300℃。溫度過(guò)高將會(huì)影響一氧化碳的純度，溫度過(guò)低將會(huì)影響甲酸甲酯的轉(zhuǎn)化率。
反應(yīng)的壓力可以是常壓，也可以在高壓下進(jìn)行，一般為0～25MPa，最適為0～20MPa。
反應(yīng)原料的液體空速一般在0.5～15h-1，最好在1～10h-1，空速太大將影響甲酸甲酯的轉(zhuǎn)化率，相反則影響生產(chǎn)的效率。
實(shí)施例1 催化劑的制備稱取60g Zn(NO3)2·6H2O，加入150ml去離子水使其溶解，再加入適量的濃氨水和碳酸銨水溶液，生成堿式碳酸鋅沉淀，過(guò)濾沉淀，用水洗凈后在120℃烘干，再在真空下300℃分解3小時(shí)，得到高比表面積氧化鋅載體15.4g，測(cè)得的比表面為55.4m2/g。
將已配置好的15％KF水溶液35ml在加熱到50℃情況下倒入所制得的氧化鋅載體上，等溶液全都被吸附后，維持浸漬30至35分鐘，在120℃下烘干，再在300℃煅燒2小時(shí)，即得具有脫羰活性的催化劑。
實(shí)施例2～5 一氧化碳的制備在一個(gè)不銹鋼管式反應(yīng)器中裝入10ml所制得的催化劑，在給定的溫度、壓力和空速下進(jìn)行甲酸甲酯脫羰反應(yīng)，反應(yīng)原料連續(xù)打入，一氧化碳連續(xù)排出并通過(guò)在線色譜分析，所產(chǎn)生的甲醇定期分析，結(jié)果如表1
實(shí)驗(yàn)中，反應(yīng)原料中含10％(重量比)的甲醇。
表權(quán)利要求
1.一種制備高純一氧化碳的方法，其特征在于該方法使用一種具有高比表面積堿性載體，擔(dān)載堿金屬氟化物所制得的催化劑，通過(guò)催化甲酸甲酯脫羰反應(yīng)而制備高純的一氧化碳，并副產(chǎn)甲醇。
2.根據(jù)權(quán)利要求1，其特征在于所用的催化劑的組成是高比表面積的堿性載體和堿金屬氟化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2，其特征在于所用的具有高比表面堿性載體是ZnO、MgO和CaO。
4.根據(jù)權(quán)利要求2，其特征在于所用堿性載體的比表面積為20～80m2/g。
5.根據(jù)權(quán)利要求2，其特征在于所用的堿金屬氟化物是LiF、NaF和KF。
6.根據(jù)權(quán)利要求2，其特征在于所用的催化劑中，堿金屬氟化物的擔(dān)載量為載體重量的0.01～20％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲酸甲酯脫羰反應(yīng)制一氧化碳，其特征在于反應(yīng)溫度為200～350℃，反應(yīng)壓力為0.0～30MPa，原料液體空速為0.1～20h-1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1，其特征在于反應(yīng)原料是甲酸甲酯或甲酸甲酯與甲醇的混合物，甲醇在甲酸甲酯中的重量百分比為0～80％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高純一氧化碳的制備方法,流程如圖1。本發(fā)明是由具有高比表面積堿性載體,擔(dān)載堿金屬氟化物所制得的催化劑,通過(guò)催化甲酸甲酯脫羰反應(yīng)而制備高純的一氧化碳,并副產(chǎn)甲醇。本發(fā)明所制得的一氧化碳特別適用于中小規(guī)模的精細(xì)化工生產(chǎn)需要。
文檔編號(hào)C07C31/04GK1422803SQ0112915
公開(kāi)日2003年6月11日 申請(qǐng)日期2001年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月7日
發(fā)明者羅仕忠, 楊先貴, 李順?lè)? 戴漢松, 張家琪 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)研究所