【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于甲醛生产，具体涉及一种低温生产甲醛的方法。
技术介绍
1、甲醛是一种有机化合物，是最简单的脂肪醛，它的化学式为hcho或ch2o，分子量30.03。它是一种无色、有刺激性气味的气体，对人眼、鼻等有刺激作用。甲醛易溶于水和乙醇，水溶液的浓度最高可达55％，通常是35％-40％，通常为37％，称作甲醛水，俗称福尔马林。甲醛还是一种还原性物质，具有强还原作用，在碱性溶液中尤为明显，它可用于染色、炸药、塑料等领域，同时也是一种重要的消毒剂和防腐剂。
2、在自然界中，只要有蛋白质的存在，就必然有甲醛出现，因为蛋白质的分解物之一就是甲醛。在当代社会，甲醛已经成为最重要的、应用最广泛的大宗基本有机化工原料之一。甲醛的生产方法包括烃类直接氧化法、甲醚催化氧化法和甲醇空气氧化法。烃类直接氧化法的收率低、工艺路线复杂，应用较少，甲醚催化氧化法随着甲醇空气氧化法的工艺发展也被淘汰，因此，甲醇成为甲醛生产的主要原料。
3、通过甲醇生产甲醛通常使用铁钼催化剂或银催化剂，银催化剂容易中毒，并且银法生产甲醛的收率和甲醇的转化率不如铁钼法高，即使铁钼法的生产系统的造价高也仍然被部分企业使用。铁钼法制备甲醛的反应温度一般在250-350℃，温度越高，甲醛收率等技术指标也越好，但是铁钼催化剂在高温下其中的mo容易升华，也会导致催化剂失活。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种低温生产甲醛的方法，通过对铁钼催化剂的改进，使铁钼催化剂在较低的反应温度下也具有较高的催化活性，
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种低温生产甲醛的方法，包括如下步骤：
4、将高效催化剂装填进反应器中，在80-90℃的条件下将甲醇和空气混合成体积分数为6-8％的混合气体，在250-280℃的条件下，按照180-200m3/min的进气量将混合气体通入反应器中，收集反应器出口的气体，完成低温生产甲醛的方法。
5、进一步地，高效催化剂通过如下步骤制备：
6、步骤一：向反应釜中加入九水硝酸铁、四水合钼酸铵、氢化锂和质量分数为25-50％的乙醇水溶液，搅拌溶解后加入碳化载体，超声分散后抽真空静置20-24h，抽滤，将滤饼在300-320℃的条件下保温2.5-3h，然后升温至440-460℃并保温1.5-2h，自然冷却，用去离子水洗涤2-3次，干燥，得到预制催化剂粉末；
7、步骤二：将预制催化剂粉末转移至射频等离子体系统中，抽真空并通入按照1：1的体积比混合的氢气和氮气，在200-220w和18-20sccm的条件下等离子体处理40-60min，得到等离子体处理催化剂粉末；将等离子体催化剂粉末和粘结剂按照100：0.1-0.5的质量比混合，用无水乙醇润湿制粒，然后模压成圆环状的高效催化剂。
8、进一步地，九水硝酸铁、四水合钼酸铵、氢化锂、乙醇溶液和碳化载体的用量比为404g：530-618g：3-3.5g：1200-1500ml：500-600g。
9、进一步地，粘结剂包括但不限于田菁粉、硬脂酸镁和羟丙基甲基纤维素。
10、进一步地，碳化载体通过如下步骤制备：
11、步骤1：向反应釜中加入可溶性糖和质量分数为2％的硝酸铁溶液加入反应釜中，搅拌混合后在180-200℃的条件下反应6-8h，自然冷却后抽滤，将滤饼用去离子水洗涤3-5次，真空干燥，得到预碳化粉末；
12、步骤2：将预碳化粉末用去离子水分散成质量分数为10-12％的分散液并转移至反应釜中，然后向反应釜中加入十六烷基四甲基溴化铵和氢氧化钠，搅拌混合后加入正硅酸乙酯，在200-500r/min的条件下继续搅拌2-4h，抽滤，将滤饼用去离子水洗涤3-5次，真空干燥，在氮气保护和480-520℃的条件下碳化2.5-3h，自然冷却，得到碳化粉末，将碳化粉末用质量分数为10％的氢氟酸蚀刻10-20min，将滤饼用去离子水洗涤3-5次，真空干燥，得到碳化载体。
13、进一步地，可溶性糖和硝酸铁溶液的用量比为3g：10ml。
14、进一步地，可溶性糖为蔗糖、果糖或葡萄糖。
15、进一步地，分散液、十六烷基四甲基溴化铵、氢氧化钠和正硅酸乙酯的用量比为110-120ml：0.28-0.3g：0.04g：1.5ml。
16、本专利技术的有益效果：
17、本专利技术低温生产甲醛的方法采用高效催化剂代替常规铁钼催化剂，能够在相对较低的温度下提高甲醇的转化率和甲醛的收率，有助于降低能量消耗和减少mo的挥发，对提高铁钼法生产甲醛的经济效益具有重要前景。
18、制备高效催化剂过程中，通过可溶性糖作为碳源，预碳化粉末混入十六烷基四甲基溴化铵和正硅酸乙酯等作为硬模板剂，有助于提高碳化载体的稳定性，从而保持微孔的通畅，有助于负载催化剂和保证甲醇气体的通过率。
19、九水硝酸铁和四水合钼酸铵高温处理后转化成fe2(moo4)3等具有催化性的产物，在制备预制催化剂粉末时还添加有氢化锂，与常规铁钼催化剂相比增加了锂元素，锂的嵌入可以使这些具有催化性的产物的晶格膨胀，从而产生大量的氧空穴，增强供电子能力，使高效催化剂在较低的温度下也能快速解离对甲醛的吸附，快速还原活性位点，从而保证后续催化的活性。等离子体处理可以使增加高效催化剂的表面积和活性位点数量，进一步提高高效催化剂的催化活性。
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1.一种低温生产甲醛的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种低温生产甲醛的方法，其特征在于，所述九水硝酸铁、四水合钼酸铵、氢化锂、乙醇溶液和碳化载体的用量比为404g：530-618g：3-3.5g：1200-1500mL：500-600g。
3.根据权利要求1所述的一种低温生产甲醛的方法，其特征在于，粘结剂包括但不限于田菁粉、硬脂酸镁和羟丙基甲基纤维素。
4.根据权利要求1所述的一种低温生产甲醛的方法，其特征在于，所述碳化载体通过如下步骤制备：
5.根据权利要求4所述的一种低温生产甲醛的方法，其特征在于，所述分散液、十六烷基四甲基溴化铵、氢氧化钠和正硅酸乙酯的用量比为110-120mL：0.28-0.3g：0.04g：1.5mL。
6.根据权利要求4所述的一种低温生产甲醛的方法，其特征在于，所述预碳化粉末通过如下步骤制备：
7.根据权利要求6所述的一种低温生产甲醛的方法，其特征在于，可溶性糖和硝酸铁溶液的用量比为3g：10mL。
8.根据权利要求6所述的一种低温生产甲醛的
...【技术特征摘要】
1.一种低温生产甲醛的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种低温生产甲醛的方法，其特征在于，所述九水硝酸铁、四水合钼酸铵、氢化锂、乙醇溶液和碳化载体的用量比为404g：530-618g：3-3.5g：1200-1500ml：500-600g。
3.根据权利要求1所述的一种低温生产甲醛的方法，其特征在于，粘结剂包括但不限于田菁粉、硬脂酸镁和羟丙基甲基纤维素。
4.根据权利要求1所述的一种低温生产甲醛的方法，其特征在于，所述碳化载体通过如下步骤制备：
【专利技术属性】
技术研发人员：陆国灵，陆阳，王家琪，刘瑞，杨琴，朱晓雨，
申请(专利权)人：安徽省海徽化工有限公司，
类型：发明
国别省市：
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