用于减少包含在合成甲醛中的甲醇的方法技术

用于减少包含在通过甲醇的催化氧化和／或脱氢作用获得的合成甲醛中的甲醇的方法，它包括向第一催化剂床供应包含甲醇和氧的气流和在所述第一催化剂床的出口处获得包括未反应甲醇的气流的步骤，而且为了完成残余甲醇以选择方式向甲醛的转化，所述方法包括向工作在受控的绝热条件下的第二催化剂床流入所述气流的另一步骤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于减少包含在合成甲醛特别是通过甲醇的催化氧化和/或脱氢作用获得的合成甲醛中的甲醇的方法。具体而言，本专利技术可应用到通过甲醇的催化氧化或脱氢作用制备甲醛的过程中，举例来说，分别在金属氧化物或银催化剂的存在下从甲醇生产甲醛的主要反应器下游中，一些甲醇仍然存在于输出反应气体流中。
技术介绍
甲醛由甲醇制备。这两种商业方法都是分别以银催化剂或金属氧化物催化剂为基础的。第一方法是氧化和脱氢作用过程的结合，并且总反应(放热)是由下面表示的 金属氧化物方法使用包含铁和钼以及偶尔的一些少量促进剂的催化剂。该反应(放热)可表示如下 使用银催化剂方法的甲醛产率(80％～92％的理论值)低于使用金属氧化物方法(87％～93％)的产率。在两种情况下，目标之一是在反应步骤中完全反应甲醇，使其后的甲醇剩余最小。实际上，作为产品应用中的不需要的杂质，商品规格限制了在甲醛产品中的甲醇含量通常低于1％。残余甲醇可以通过促进反应条件而减少，导致部分所形成的甲醛被不期望地破坏，正如通常通过增加甲醇转化程度而反应选择性损失。在传统的银催化剂方法中，含有甲醇和空气的气体穿过高温(例如在600～700℃之间)银纱网或银粒子而反应。使用有限量的氧气，该氧气被反应完全消耗，这导致在含氢的反应产物中实际上氧缺乏。为防止甲醛分解，该反应产物在低于200℃立即被抑制。甲醇转化率通常为80％或更低，反应产物可以包含高达11～15％的甲醇，这需要蒸馏步骤以去除甲醇并将其返回到反应器中。在一些现代生产方法中，转化率可以基本上较高，但具有低于1.5～2％的甲醇含量的甲醛是难于生产的。在金属氧化物反应器中，以球团状或环状形式的催化剂位于壳式或管式反应器的内部竖直管中。热传递流体(HTF)在反应器的壳侧流通，旨在除去反应放出的热。在管的起始(上)部分，气体预热到足够开始反应的温度。在反应气体温度迅速增加到最大(热点)以后，自此处过程温度下降到接近HTF温度的值。通常，供应气体进入到150～200℃的管中，氧化反应在230～240℃开始，最大温度为360～400℃，反应器出口温度为290～320℃。HTF保持在270～300℃。在最佳条件，甲醇的转化率为约96～98％。此外，催化剂随着时间老化，活性降低。因此，甲醇转化开始不完全，该过程必需停止，而催化剂被新鲜进料置换。为了获得一些额外的甲醇转化率，英国专利1,463,174(1974年11月提交)教导在反应器底部的内部以及催化剂管束的直接下游安装在隔热条件下工作的催化剂床，在没有任何生产过程条件调节的情况下从管中溢出的气体穿过所述催化剂床。虽然在很多反应器中使用，但是该技术碰到了使用的几种限制，这是由于工作条件增加了局部热点的风险，一些时候导致了气体混合物烧结，破坏了催化剂物质甚至损坏了反应器。当局部甲醇浓度碰巧比总气体体积的百分率的某些馏分高时，这些问题特别容易发生。
技术实现思路
本专利技术中所要解决的技术问题是提供一种减少包含在通过甲醇的催化氧化和/或脱氢作用获得的合成甲醛中的甲醇的方法，该方法以简单和节省成本的方法解决了所指出的现有技术缺点，特别是克服了关于商品规格中的甲醛产品质量的制约。根据本专利技术，该问题的解决是通过用于减少包含在通过甲醇的催化氧化反应和脱氢作用获得的合成甲醛中的甲醇的方法，该方法包括向第一催化剂床供应包含甲醇和氧的气体流、在所述第一催化剂床的出口获得包含未反应甲醇的气体流的步骤，所述方法的特征在于为了完成残余甲醇以选择方式向甲醛的转化，该方法包括向工作在受控绝热条件下的第二催化剂床中流入所述气体流的另一个步骤。参考附图，本专利技术方法的其它特征和优点将从下面用于说明而并不是用于限制目的给出的本专利技术优选具体实施方案描述中变得更加清楚。附图说明图1示出了方块图，示意性地说明本专利技术。具体实施例方式参考图1，示出了一种进行本专利技术减少包含在合成甲醛中的甲醇的方法的装置，特别是通过甲醇的催化氧化和/或脱氢作用生产的甲醛中的甲醇，并且用10总括表示。本专利技术方法包括向第一催化剂床供应包括甲醇和氧的气流、在所述第一催化剂床的出口获得包括未反应甲醇的气体流的步骤。本专利技术的一个方面，为使残余甲醇以选择方式全部转化成甲醛，本方法还包括所述气体流到工作在受控绝热条件下第二催化床的步骤。此外，它可以提供供应氧到由所述第一催化剂床排出的所述气体流的步骤；所述氧增加是氧本身或大气的形式。本方法可能包括使进入第二催化剂床的气流温度调节到对于在第二催化剂床中的绝热反应的合适水平；气流的温度优选为230～330℃。特别地，温度调节是取决于包含甲醛和残余甲醇的气流实际温度的冷却或加热操作，它可以直接或非直接从第一催化剂床中得到。参考图1，气流2是从包括所述第一催化剂床的反应器1溢出，其中甲醇通过在银催化剂上的脱氢催化或在金属氧化物催化剂上的氧化反应之一转化成甲醛。在第一中情况下，所述气流包括甲醛、水、氮气、氢气、残余甲醇和低浓度的氧、一氧化碳和二氧化碳。在第二情况中，所述气流包括甲醛、水、氮气、残余甲醇和低浓度的氧、二甲基醚、一氧化碳和二氧化碳。在银催化剂方法中，在催化剂出口的所述气流的温度为650～700℃，它可以立即被产生的流骤冷到150～200℃，然后气流经过甲醛吸收步骤。使用金属氧化物的方法，在催化剂出口的温度为300～320℃，它可以通过在经过甲醛吸收步骤之前预热反应器进料而冷却到150～200℃。装置3用来调节在到达包括所述第二催化剂床的第二反应器5之前的气流2的温度。提供控制回路6以调节在某一水平上的温度，以使在没有放弃好的反应选择性的情况下从反应器5中适于获得残余甲醇到甲醛的满意转化率。在反应器5的出口提供的温度优选为230～330℃，这主要取决于气体流2的组成和残余甲醇的实际浓度，而间隔的最低端相应于最高的实际甲醇浓度。控制回路6可以以不同的方式起作用，这取决于所考虑方法的实际配置和它的特殊的工作条件。在银基的方法中，控制回路6可以提供废热锅炉的部分旁路以后来重新混合到主流中或提供气流锅炉压力的控制，这两种的任一个都旨在在反应器5中获得具有确定合适温度的气流2。如果是金属氧化物催化剂，装置3可以是主要反应器1的直接下游中的热交换器，其中所需的冷却或加热通过控制回路6加以控制。反应器5是工作在绝热模式中的固定床、催化反应器，即在反应途径过程没有供应或去除热。换句话说，反应温度由流动气体的热函控制。含有特殊设计球形催化剂层或床的金属容器是必不可少的，容器由在控制条件下气流穿过，这导致了一种将残余甲醇转化成有用甲醛的好方法。在最简单的具体实施方案中，反应器5是固定有包含预定和恒定厚度的催化剂床的水平篮状物的容器，它具有如在正向过程中描述的特殊性质。该催化剂占据了容器的全部部分，以便通过位于催化剂床上方的喷嘴进入反应器的处理气流本身均匀分布在上层催化剂上，然后轴向向下穿过该床，并经由底部喷嘴离开反应器。在优选具体实施方案中，反应器包含具有竖直、圆筒环配置的篮状物，其中侧壁是气体渗透性的，而底部和顶部的壁是气体不能渗透的。在这种情况下，进入反应器5的工艺气体本身沿着由在容器内壁和篮状物外壁之间存在的空间形成的环形室分布，然后径向向内穿过包含在篮状物中的催化剂床，直到收集在篮状物内部的圆柱室中，最终本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于减少包含在通过甲醇的催化氧化和／或脱氢作用获得的合成甲醛中的甲醇的方法，它包括向第一催化剂床供应包含甲醇和氧的气流和在所述第一催化剂床的出口获得包括未反应甲醇的气流的步骤，其特征在于为了完成残余甲醇以选择方式向甲醛的转化，所述方法包括向工作在受控的绝热条件下的第二催化剂床流入所述气流的另一步骤。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖利贾思卡洛，
申请(专利权)人：卡萨尔化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]