專利名稱：甲醇脫氫制無水甲醛工業(yè)催化劑的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種催化劑的制備方法，特別是以工業(yè)碳酸氫鈉為原料，活性炭為助劑，皂 土為載體，制備一種用于甲醇脫氫制無水甲醛的工業(yè)催化劑的制備方法。 技術背景近年來，隨著合成優(yōu)質(zhì)工程塑料和烏洛托品等化工產(chǎn)品需求的增加，對無水甲醛的需求 日益增多。除單獨使用外，無水甲醛主要是用作生產(chǎn)其它化工產(chǎn)品的原料，如生產(chǎn)新型塑料 聚甲醛、與苯酚或尿素縮合生成酚醛樹脂或脲醛樹脂、生產(chǎn)烏洛托品等。此外，無水甲醛在 合成高分子材料、新型藥物中間體、高級香料、染料等方面也廣泛得到使用。工業(yè)上生產(chǎn)無水甲醛通常采用兩步法首先將甲醇氧化(鐵鉬法)或氧化脫氫(銀法)， 生成含水量高達50%以上的甲醛水溶液，然后再用減壓蒸餾或溶劑共沸的工藝來濃縮甲醛， 由于甲醛水溶液蒸汽壓很低，且甲醛與水還能形成共沸物，因而在實際操作中，脫水分離效 果不佳、耗能巨大，生產(chǎn)成本高。而由甲醇直接脫氫制無水甲醛，則能避免氧化法的缺點， 產(chǎn)物甲醛與副產(chǎn)物氫氣很容易分離，不僅能得到優(yōu)質(zhì)氫氣而且避免了甲醛水溶液的分離問題。 從甲醇脫氫制取無水甲醛是近年來非常熱門的研究課題，主要集中在催化劑的選擇和工藝條 件的優(yōu)化上，但研究仍停留在實驗室階段，尚無工業(yè)化裝置出現(xiàn)。在已經(jīng)研究過的催化劑中，碳酸鈉被證明是一種對甲醇脫氫制無水甲醛很有效的催化 劑，但在研究中多采用粉術狀的試劑碳酸鈉，存在成本高，床層阻力大，易流失的缺點，不 適于在工業(yè)生產(chǎn)中應用。發(fā)明人以工業(yè)碳酸氫鈉為原料，研究了甲醇脫氫制無水甲醛的工業(yè)碳酸鈉催化劑的制備工藝方法，為實現(xiàn)從甲醇制取無水甲醛過程的工業(yè)化奠定了基礎。本發(fā)明提供一種用于甲醇脫氫制無水甲醛過程中的工業(yè)催化劑的制備方法。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種以工業(yè)碳酸氫鈉為原料，活性炭為助劑，皂土為載體，Na2Si03 為粘結劑的甲醇脫氫制無水甲醛工業(yè)催化劑的制備方法，以解決現(xiàn)有方法中脫水分離效果差， 耗能大而生產(chǎn)成本高，而采用粉末狀的試劑碳酸鈉又存在成本高，床層阻力大，易流失的問題。本發(fā)明在目前現(xiàn)有技術的基礎上，采用工業(yè)碳酸氫鈉原料，制備甲醇脫氫制無水甲醛工業(yè)催化劑，其具體的工藝方法步驟如下
以工業(yè)碳酸氫鈉為原料，活性炭為助劑，皂土為載體，其配料組成(質(zhì)量％)為工業(yè)碳 酸氫鈉40% 60%，活性炭30% 20%，皂土 30% 20%。將此三種組分均勻混合后，再與作為 粘結劑的5y。Na2Si03溶液按20 : 1的固液比均勻混合后壓片、干燥、煅燒、破碎、篩分即得產(chǎn) 品。成形后的催化劑煅燒溫度為673K，煅燒時間為1.5小時。本發(fā)明所得到的催化劑與現(xiàn)有實驗室研究所采用的催化劑相比具有成本低，催化劑成型 大小可調(diào)整，阻力小的特點，可直接應用于甲醇脫氫制無水甲醛的工業(yè)生產(chǎn)。將上述制備的催化劑用于甲醇脫氫制無水甲醛，其具體工藝條件是反應溫度973K; 反應壓力常壓；空速1. 5ml/s. g;甲醇進料濃度10%。在此條件下，甲醇轉(zhuǎn)化率為63. 14%，甲醛選擇性71.53%，收率45. 16%。所得產(chǎn)品中，含甲醛75%，含甲醇25%。在甲醇脫氫制無水甲醛的過程中采用本發(fā)明提供的催化劑，其優(yōu)點還在于充分發(fā)揮了作 為活性組分的碳酸鈉和作為助劑的活性碳的共催化功能，提高了甲醛的選擇性。
具體實施方式
實施例1以工業(yè)碳酸氫鈉為原料、活性炭為助劑、皂土為載體，配料組成(質(zhì)量％)為工業(yè)碳酸 氫鈉50%、活性炭20%、皂土 30%。將此三種組分均勻混合后，再與作為粘結劑的5%Na2Si03 溶液按20: 1的固液比均勻混合后壓片、干燥、煅燒、破碎、篩分即得產(chǎn)品。成形后的催化 劑煅燒溫度為673K，煅燒時間為1. 5小時。實施方式2按照實施例l的工藝方法，其配料組成(質(zhì)量％):工業(yè)碳酸氫鈉50%、活性炭30%、皂 土 20%。 實施方式3按照實施例l的工藝方法，其配料組成(質(zhì)量％):工業(yè)碳酸氫鈉60%、活性炭20%、皂 土 20%。 實施方式4按照實施例l的工藝方法，其配料組成(質(zhì)量％):工業(yè)碳酸氫鈉40%、活性炭30%、皂 土 30%。
權利要求
1.甲醇脫氫制無水甲醛工業(yè)催化劑的制備方法，其特征在于催化劑組成是以工業(yè)碳酸氫鈉為原料，活性炭為助劑，皂土為載體，Na2SiO3為粘結劑，其制備工藝過程是按催化劑的配料組成質(zhì)量％為工業(yè)碳酸氫鈉40％～60％，活性炭30％～20％，皂土30％～20％，并將其三種組分混合均勻后，再按20∶1的固液比加入5％的Na2SiO3溶液粘結劑，再次混合均勻后壓片、干燥、煅燒、破碎、篩分即得產(chǎn)品，成型后的催化劑煅燒溫度為673K，煅燒時間為1.5小時，催化劑的活性組分碳酸鈉是通過碳酸氫鈉煅燒分解而得到。
2. 如權利要求1所述的甲醇脫氫制無水甲醛工業(yè)催化劑的制備方法，其特征在于催化劑 的質(zhì)量％組成為工業(yè)碳酸氫鈉50%，活性炭20%，皂土30%。
3. 如權利要求1所述的甲醇脫氫制無水甲醛工業(yè)催化劑的制備方法，其特征在于催化劑 的質(zhì)量％組成為工業(yè)碳酸氫鈉50%，活性炭30%，皂土20%。
4. 如權利要求1所述的甲醇脫氫制無水甲醛工業(yè)催化劑的制備方法，其特征在于催化劑 的質(zhì)量％組成為工業(yè)碳酸氫鈉60%，活性炭20%，皂土 20%。
5. 如權利要求1所述的甲醇脫氫制無水甲醛工業(yè)催化劑的制備方法，其特征在于催化劑 的質(zhì)量％組成為工業(yè)碳酸氫鈉40%、活性炭30%、皂土30%。
全文摘要
本發(fā)明公開了甲醇脫氫制無水甲醛工業(yè)催化劑的制備方法，該方法是以40％～60％的工業(yè)碳酸氫鈉作原料，30％～20％的活性炭作助劑，30％～20％的皂土作載體，混合均勻后，再按20∶1的固液比加入5％的Na₂SiO₃溶液粘結劑，再次混合均勻后壓片、干燥、煅燒、破碎、篩分即得產(chǎn)品。成型后的催化劑煅燒溫度為673K，煅燒時間為1.5小時。本發(fā)明解決了用于甲醇脫氫制無水甲醛過程的工業(yè)催化劑的制備問題，為甲醇制無水甲醛的工業(yè)化創(chuàng)造了條件。將上述制備的催化劑用于甲醇脫氫制無水甲醛，其工藝條件是反應溫度為973K，；反應壓力為常壓，空速為1.5ml/s.g，甲醇進料濃度為10％。在該條件下，甲醇轉(zhuǎn)化率為63.14％，甲醛選擇性71.53％，收率45.16％，所得產(chǎn)品中含甲醛75％，含甲醇25％。
文檔編號B01J27/232GK101147872SQ200710139668
公開日2008年3月26日 申請日期2007年10月27日 優(yōu)先權日2007年10月27日
發(fā)明者姚潤生, 楊懷旺, 王志忠, 峻 申 申請人:太原理工大學