一种提高甲醛选择性的生产方法技术

本发明专利技术涉及银铜双层催化剂联合催化甲醇氧化生产甲醛的一种生产方法。甲醇蒸汽、水蒸汽和空气经银、铜两步催化法，空速比为１００００－１２００００ｈ↑［－１］，在５５０－７００℃的温度下进行反应。首先混合蒸汽先通过第一层银催化剂，得到的产物直接通过第二层铜催化剂。该联合催化剂的优势在于提高了甲醇的转化率和甲醛的选择性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生产工业曱醛，尤其是曱醛的高选择性和低醇曱 醛的方法。
技术介绍
甲醛是重要的基本有机原料，在化工行业中大部分用作生产脲醛 树脂、酚醛、聚曱醛和三聚氰胺等树脂的原料，其次用于生产维尼纶、1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、乌洛托品、吡啶和异戊二烯 等产品。此外，曱醛还可以用于合成香料、纸张处理剂、染料助剂、 防腐消毒剂、还原剂、医药用品、螯合剂和炸药等生产领域，在农业 上还可用作尿素-曱醛型緩效肥料。生产曱醛的主要方法有曱醇氧化法、烷烃直接氧化法、二甲醚氧 化法、以液化石油气为原料的非催化氧化法和曱缩醛氧化法等。目前， 工业甲醛的生产一般采用甲醇氧化法，主要有铁钼法和银法两种。铁 钼法主要用于生产37%-55%的曱醛，虽然采用此法曱醇的单耗低，产品 中曱醇含量少，但是产品酸值较高，投资很大，能耗太高。国内甲醛 行业基本上都采用银法工艺路线生产37。/。低浓度甲醛。银法曱醛生产中 动力消耗低，投资小，产品中曱酸含量少，但是曱醇的单耗高，曱醛 中含有相当一部分曱醇，对降低成本、曱醛纯度不利，且主要用于生 产低浓度曱醛(37%左右)，在生产上有一定局限性。另外，金属铜也可以用作曱醇脱氢催化剂，与其它催化剂相比，若 <吏用单一 4同寸崔剂[S. Su， P. Zaza， A. Renken. ， Chem. Eng. Techno 1. , 1994, 17， 34]将曱醇直接脱氢生产甲醛，铜基催化剂对曱醇 脱氢反应表现出较好的催化性能。所以，本专利技术采用一种新型催化剂银-铜联合催化剂进行甲醛生产，首先将混合气体通过第 一 层银催化 剂，大部分曱醇氧化成甲醛，生成气中曱醛和未反应的曱醇再通过第 二层铜催化剂脱氢，将剩余的少量曱醇转化成曱醛，这样既提高了曱 醇的转化率和曱醛的选择性，又降低了曱醇的单耗。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型催化剂生产甲醛的方法。 本专利技术是对传统银法生产曱醛的改进，是用银铜联合催化剂进行催化的一种生产方法。此方法是这样实现的首先，将含有曱醇蒸汽、 水蒸气与空气的混合气体通入上层含有银催化剂的催化床，在银的表面曱醇发生氧化，得到含有曱醛蒸汽与未反应的曱醇蒸汽的混合气体。接着此混合气体通过下层的铜催化剂，在铜表面未反应的曱醇进行脱氢转化为曱醛。其中银催化剂催化温度范围为550。C-70(TC,最好为620°C-680 °C;甲醇与空气的摩尔比范围为1-3。所用的银催化剂为结晶或絮状银。上述过程中第一步银催化得到的产物直接通入到第二步铜催化 区域。所述过程中铜催化剂催化温度范围为550°C -700°C 。 其中，铜催化剂与银催化剂的重量比为5: 1~1: 1,两者粒径为 20-80目。第一步催化通入曱醇蒸汽的空速比为10000-120000h1。 本专利技术采用的是一种新型催化剂，其创新之处在于釆用了两步催化的方法。使用单一银催化剂，曱醇的转化不完全，曱醛中含有相当 一部分未反应的甲醇，对曱醛产品质量有影响， 一般还需要进行分离， 而分离成本太高，投资巨大。若要提高甲醇的转化率只能将通入的混 合气反复在银上进行氧化，虽然转化率提高了，但是容易得到大量副 产物，甲醛的选择性差。使用单一铜催化剂，选择性好，但是转化率 不很高。因此，本反应采用联合催化剂，将通过第一层催化床未氧化 的曱醇经过第二层催化剂进一步脱氢。这样采用联合催化剂既提高了 曱醇转化率，又提高了曱醛的选择性，有利于曱醛的工业化生产。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步描述，但不局限于此。实施例1:首先，将12(TC的曱醇蒸汽(23. 36kg/h)和水蒸汽(7. 01kg/h)、 14(TC的空气(30. 24kg/h)混合后，预热至16(TC，以33334h^的曱 醇空速比通入反应器。反应器中银催化剂的重量为1.41kg，纯度为 99.9%，催化床直径为12.7cm，厚度为12.7mm，《艮粒子粒径为20-80 目。在银表面催化温度为620。C-63(TC。得到的产品是甲醛气，将气 体冷却并用水(26. 40kg/h)稀释，得到37%曱醛。反应过程中曱醇转 化率为87%,曱醛选择性为92.1%，曱醇的单耗为470kg，曱醇的残余 量10. 4%。实施例2首先，将12(TC的曱醇蒸汽(23. 36kg/h)和水蒸汽(7. 01kg/h)、 140。C的空气(40, 32kg/h)混合后，预热至160。C,以3 3 3 34IT'的曱 醇空速比通入反应器。反应器中银催化剂的重量为1.41kg,纯度为 99.9%，催化床直径为12.7cm,厚度为12.7mtn,银粒子粒径为20-80目。在银表面催化温度为620°C-63(TC。得到的产品是曱醛气，将气 体冷却并用水(26. 4 0kg/h )稀释，得到37%曱醛。反应过程中曱醇转 化率为97%,曱醛选择性为84%，甲醇的单耗为480kg，曱醇的残余量 小于2%。实施例3催化床组成催化床是列管式组成，直径是12.7cm。第一层银催 化床重量为1.41kg，纯度为99.9%,厚度为12.7mm,银粒径为20-80 目。第二层铜催化剂的厚度为45.8mm，重量为4. 24kg，铜粒子粒径 为20-80目。催化剂在使用之前用氢气活化，200。C活化30分钟。首先，将120。C的曱醇蒸汽(23. 36kg/h)和水蒸汽(7. 01kg/h)、 140。C的空气(30. 24kg/h)混合后，预热至160。C，以33334h—的甲 醇空速比通入反应器。在银表面催化温度为620°C-630°C。第一步银 催化后，87%甲醇转化。然后将第一步反应银催化得到的产物直接通 入到第二步铜催化剂表面发生脱氬反应，使13%未反应的曱醇脱氢为 曱醛。得到的产品是曱醛气，将气体冷却并用水(26. 40kg/h)稀释， 得到37%曱醛。整个反应的甲醇转化率为98.7%,曱醛选择性为92.6%， 甲醇的单耗为430kg，产品中曱醇的残余量低于2%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高甲醛选择性的生产方法，其技术特征在于采用两步催化法：首先将甲醇蒸汽、水蒸汽与空气的混合气通过第一层银催化剂；然后通过第二层铜催化剂，将银氧化产物中未反应的甲醇进行脱氢，得到所需产物甲醛。

【技术特征摘要】
1、一种提高甲醛选择性的生产方法，其技术特征在于采用两步催化法首先将甲醇蒸汽、水蒸汽与空气的混合气通过第一层银催化剂；然后通过第二层铜催化剂，将银氧化产物中未反应的甲醇进行脱氢，得到所需产物甲醛。2 、根据权利要求1所述的方法，其特征在于第 一 步中银催化剂催化 温度范围为550°C-700°C，以及甲醇/空气摩尔比范围为1-3。3、 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所用的银催化剂为结晶或絮状银。4、 根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：章庆乐，杨丰科，夏亚穆，易香发，吴华元，丁新芳，
申请(专利权)人：山东拓博塑料制品有限公司，青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：37[]