一种实验室和小规模生产高纯ＣＯ的方法，是一种甲酸气相催化脱水制备高纯ＣＯ的方法。反应温度为１５０－３５０℃，空速为０．１－１．０ｈ↑［－１］，催化剂为酸性陶瓷环、活性炭、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］、ＺｒＯ↓［２］、ＭｇＯ等。本发明专利技术生产ＣＯ的方法，甲酸转化率大于９５％，ＣＯ纯度大于９９．５％。催化剂制备简单，价格便宜，使用寿命长。对设备的腐蚀及环境的污染小。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
甲酸气相催化脱水制备高纯一氧化碳的方法本专利技术涉及甲酸气相催化脱水制备高纯CO的方法。具体的说，就是将甲酸加热汽化后在300℃通过催化剂脱水而生成CO，所得CO气体的纯度大于99.5％，甲酸的转化率大于95％。随着碳一化学的发展，以CO为基础的有机合成日益引人注目。例如，甲醇氧化羰化合成草酸二甲酯，烯丙基氧化物或氯化苄羰化制备丁烯酸或苯乙烯，烯烃氢酯化合成各种有机酸(酯)以及卤化羰化合成相应的酮醇等。因此如何方便经济的获得高纯CO气体(大于99.5％)以满足实验室和小规模生产的需要，是碳一化学研究者感兴趣的课题。实验室获取CO的方法常采用甲酸液相脱水法，即将甲酸滴入加热至一定温度的浓硫酸中脱水而生成CO，这种方法产生大量废酸，甲醇的利用率低，而且存在设备腐蚀问题。文献报道甲酸气相通过Cu/ZnO催化剂或JM固体催化剂制备高纯CO的方法，但该催化剂的使用寿命、成本及甲酸转化率还存在问题。(Encyclopodia of chemical technology，Volume 4，782-783；T，Guezalsk；et al.，J.catal.1980，63(1)，94-101)本专利技术的目的是提供一种甲酸气相催化脱水法，该法所用催化剂制备简单，成本低且使用寿命长，甲酸利用率高，转化率大于95％，CO的纯度高，大于99.5％。本专利技术提供了一种甲酸气相催化脱水制备高纯一氧化碳的方法，为甲酸气相催化脱水反应其特征在于：(1)．采用一种酸性负载型的催化剂，催化剂载体为陶瓷环、活性碳、Al2O3、ZrO2、MgO之一种，将载体浸渍于硫酸或硫酸盐溶液中、烘干、焙烧即-->成催化剂；制备条件如下：溶液浓度：20-98％ 浸渍时间：2-8h 烘干温度：80-100℃ 烘干时间：2-4h 焙烧温度：300-500℃ 焙烧时间：2-4h(2)．使甲酸气相通过催化剂；反应条件如下：温度：150-350℃ 空速：0.1-1.0h-1。本专利技术的合成高纯CO的主反应为：副反应为：上述合成反应最佳反应温度为300-350℃，最佳空速为0.40-0.71h-1，空速=甲酸的质量/催化剂的质量时间(h-1)。催化剂载体最好是陶瓷环、活性碳、Al2O3，浸渍液为硫酸。下面通过实例对本专利技术提供的合成方法作进一步的说明。实例1 酸性氧化铝催化剂的制备将Al2O3载体(颗粒大小：直径3-4mm，堆密度：0.96Kg/l)浸渍于硫酸溶液中，硫酸浓度98％，浸渍时间8h，在100℃烘干3h，400℃下焙烧3h即成酸性氧化铝催化剂。实例2 酸性活性炭催化剂的制备将活性炭(5-10目，堆密度：0.5-0.6Kg/l)载体浸渍于硫酸溶液中，硫-->酸浓度98％，浸渍时间8h，在100℃烘干3h，4000℃下焙烧3h即成酸性活性炭催化剂。实例3甲酸气相合成高纯CO反应甲酸以一定的量汽化(在甲酸汽化的同时不断滴加甲酸，甲酸的滴加速度相当甲酸的汽化速度)，其蒸汽经过酸性氧化铝催化剂分解后，通过冷凝管，冷凝反应生成的水及未反应的甲酸，气体经过除CO2等酸性物及干燥后，由转子流量计计量后收集。实例4甲酸的分解温度对甲酸转化率的影响按实例3所述的实验方法，进行实例4的实验。考察了甲酸在270-310℃分解温度范围内不同催化剂转化率变化的情况，结果见表1。从表1的结果可以看出，甲酸的分解温度在270-310℃，分解温度范围内，随着温度的升高，转化率也随之增大。在290℃以下时，甲酸的转化率低于95％，在300℃以上时，甲酸的转化率接近100％，所以提高温度对甲酸的转化率有利。 表1甲酸的转化率与温度变化的关系催化剂甲酸分解温度℃ 甲酸转化率％ 酸性氧化铝(颗粒大小：直径3-4mm，堆 密度：096Kg/l) 270 280 290 300 310 为 85 93 99 100活性炭(5-10目，堆密度： 0.5-0.6Kg/l) 250 270 300 63 88 100实例5甲酸分解温度对副反应的影响由于除了主反应外还伴有副反应。按实例3所述进行了实例5的实验，通过甲酸在不同温度下分解时氢气含量的变化来研究副反应进行的程度，催化剂为酸性氧化铝。结果见表2。从表2结果可知，提高温度，氢气的含量增大对副反应有利。从表1和表2的结果可以看出，温度太-->低虽可生产出很纯的CO，但是甲酸的转化率又很低，温度太高虽可提高甲酸的转化率，但氢气的含量也增大，使得CO的纯度降低。根据温度与氢气的含量及温度与转化率的关系，可调节甲酸分解的温度，以满足不同的需要。 表2 氢气含量随分解温度的变化甲酸分解温度℃氢气含量％ 280 290 300 330 0.105 0.165 0.210 0.410实例6 空速对甲酸转化率的影响按实例3所述的实验方法，进行了实例6的实验。将反应温度控制在300℃，考察了0.4-0.73h-1的空速对甲酸转化率的影响，催化剂为酸性氧化铝。结果见表3。从表3可看出，空速在0.40-0.73h-1范围内，转化率无明显变化。 表3 空速变化对转化率的影响 空速h-1甲酸转化率％ 0.40 0.50 0.58 0.73 100 99.80 96.50 98.67实例7 催化剂寿命按实例3所述的实验方法，在反应温度300℃，空速0.7h-1进行了催化剂寿命实验，催化剂为酸性氧化铝，结果见表4。 表4 催化剂寿命实验累计反应时间h CO转化率％ CO缎％ 153-193 233-246 260-270 293003 342-377 100 95.43 100 96.43 98.67 99.78 99.82 99.83 99.86 99.79-->根据上述实例，可见采用本专利技术的合成方法，在常压、分解温度为300℃，空速0.43-0.7h-1，采用本专利技术所述催化剂，甲醇转化率能达95％以上，而且催化剂使用寿命长，活性稳定。使用本专利技术的方法制备高纯CO气体，具有甲酸利用率高，CO纯度好，催化剂价格便宜，使用寿命长，对设备的腐蚀及环境的污染小，是实验室和小规模生产CO气体的理想方法。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种甲酸气相催化脱水制备高纯一氧化碳的方法，为甲酸气相催化脱水反应，其特征在于：（１）．采用一种酸性负载型的催化剂，催化剂载体为陶瓷环、活性碳、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］、ＺｒＯ↓［２］、ＭｇＯ之一种，将载体浸渍于硫酸或硫酸盐溶液中、烘干、 焙烧即成催化剂；制备条件如下：溶液浓度：２０－９８％浸渍时间：２－８ｈ烘干温度：８０－１００℃烘干时间：２－４ｈ焙烧温度：３００－５００℃焙烧时间：２－４ｈ（２）．使甲酸气相通过催化剂；反应条件如下：温度：１ ５０－３５０℃空速：０．１－１．０ｈ↑［－１］。
【技术特征摘要】
1、一种甲酸气相催化脱水制备高纯一氧化碳的方法，为甲酸气相催化脱水 反应，其特征在于： (1)．采用一种酸性负载型的催化剂，催化剂载体为陶瓷环、活性碳、Al2O3、 ZrO2、MgO之一种，将载体浸渍于硫酸或硫酸盐溶液中、烘干、焙烧即 成催化剂； 制备条件如下：溶液浓度：20-98％ 浸渍时间：2-8h 烘干温度：80-100℃ 烘干时间：2-4h 焙烧温...
【专利技术属性】
技术研发人员：李德才，刘菁，徐杰，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]
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