CN103183582A - 工业甲醇制备色谱纯甲醇的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是工业甲醇与氢气通过以锆为主要组分的固体催化剂,冷却后精馏,得到色谱纯甲醇。
Description
技术领域
工业甲醇制色谱甲醇的方法。通过化学反应以及精馏的方法除去工业甲醇中的微量杂质,以得到色谱纯甲醇。具体地说,本发明揭示了在波长210nm透光率大于30%,在250~800nm的区间内,透光率大于90%,用于高效液相色谱上作为流动相的色谱纯甲醇的制备方法。
技术背景
工业上,氢气和一氧化碳在铜系催化剂上合成甲醇。该方法得到的工业甲醇中含水、甲醛、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙醇等微量杂质。这些杂质的存在使得工业甲醇在200~800nm的紫外可见光谱区有明显的吸光度,必须把这些杂质降低至ppm级,才能达到色谱纯甲醇的要求。工业甲醇制色谱纯甲醇的通常方法为加某种氧化剂,如高锰酸钾、双氧水等,再精馏得到色谱纯甲醇。
天津康科德科技有限公司在专利200910069254.8中公开了一种典型的工业甲醇制色谱纯甲醇的方法。其氧化剂选用高锰酸钾或双氧水,产率达95%。这种用氧化剂的一个缺点是安全性,甲醇是可燃易爆的化学品,处理工艺中必须控制氧化反应的程度,并做好隔离。
本方法中,工业甲醇与氢气同时通过含锆的催化剂,可以连续生产,克服了使用氧化剂的缺点。
发明内容
本发明揭示了一种工业甲醇制备色谱甲醇的方法。甲醇与氢气同时通过含锆的催化剂,物料冷却后,精馏得到色谱甲醇。本方法制得的色谱甲醇在波长210nm时透光率大于30%,250~800nm的区间内,透光率在90%以上,色谱甲醇的产率大于90%。
使用两个精馏塔,本方法可以实现连续生产。本方法的突出优点是:
1.使用氢气在锆催化剂上对微量杂质进行还原,克服了传统使用氧化剂的缺点。
2.含锆催化剂有强烈的吸水作用,甲醇中杂质被还原的同时,甲醇中的水被催化剂吸收。生产结束后,在200℃,催化剂上通N2气2~4小时,催化剂即可恢复吸收水的作用,
3.本方法使用0.5%的H2连续生产,成本低,产率高达95%。
4.本方法制得的色谱甲醇品质高。紫外可见光谱典型的参数如下:
附图说明
附图是一种典型的使用本方法制备色谱甲醇的工艺流程简图。
工业甲醇与列管反应器出来的蒸汽物料进行热交换后,进入汽化器,进一步加热至反应温度150~180℃,与0.5%的H2进入列管式反应器,列管式反应器内充填含锆的固体催化剂,反应器的压力控制在0.5~2MPa。反应后的物料先与原料工业甲醇换热,而后进入冷却器,未反应完全的H2从冷却器顶部排除***,底部的液相物料进入轻组分塔,轻组份塔塔顶出料占原料的1~3%,轻组分塔为一个填料或板式精馏塔,理论塔板数不低于80,回流比不低于8。轻组分塔底部物料进入产品塔,产品塔为一个填料或板式精馏塔,理论塔板数不低于50,回流比不低于0.5。产品 塔顶部出料为产品色谱纯甲醇,塔釜为0.1~0.5%的重组分,排出***。
具体实施方式
如附图所示,一个典型的工艺流程如下:
工业甲醇与列管反应器出来的蒸汽物料进行热交换后,此处热交换的目的是节约能量,用反应后的物料对原料进行初加热,同时,原料对反应后的物料进行初冷却,而后进入汽化器,物料被气化,进一步加热至反应温度150~180℃,与不少于0.5%的H2进入列管式反应器,列管式反应器内充填含锆的固体催化剂,反应器的压力控制在0.5~02MPa,控制反应的负荷在0.5~5克工业甲醇每克催化剂每小时,一般控制在2~4克工业甲醇每克催化剂每小时。反应器可以为绝热反应器,也就是不需外界提供热量或冷量,也可以为微加热的反应器。含锆的催化剂为圆柱状或球状,自然堆放。列管的长径比不低于100。反应后的物料先与原料工业甲醇换热,而后进入冷却器,未反应完全的H2从冷却器顶部排除***,底部的液相物料进入轻组分塔,轻组份塔塔顶出料占原料的1~3%,轻组分塔为一个填料或板式精馏塔,理论塔板数不低于80,回流比不低于8。轻组分塔底部物料进入产品塔,产品塔为一个填料或板式精馏塔,理论塔板数不低于50,回流比不低于0.5。产品塔顶部出料为产品色谱纯甲醇,塔釜为0.1~0.5%的重组分,排出***。
下面是含锆催化剂的合成方法。
常温下,配置1mol/L的硝酸锆溶液,1mol/L的硝酸铝,1mol/L的硝酸铈,按比例混合成金属混合液,配置1mol/L的氢氧化钠溶液,在80℃下,搅拌的同时,将氢氧化钠溶液滴加到金属混合液中,进行中和反应,控制中和的终点pH值在7.5~8.0,滴加完之后,继续搅拌1h,静置24h,过滤沉淀。用去离子水洗沉淀物5次以上,将沉淀物送入烤箱,烤箱温度350℃,烤8h。烤好后,将固体粉碎,压片成型,制成5*5mm的圆柱状催化剂。
催化剂中锆的氧化物含量为25~45%,优选30%。
铈的氧化物含量为5~35%,优选30%。
铝的氧化物含量为20~60%,优选40%。
催化剂在使用前,用含5%H2和95%N2的混合气在常压下150℃还原,收集还原产生的水,当出水量不低于理论出水量的90%时,可以判断还原完成。一般来讲,还原的时间不宜低于20小时。
实施例
制备的催化剂锆的氧化物30%,铈的氧化物30%,铝的氧化物40%。经过图示的工艺流程,氢气用量为0.7%,反应器的温度为250℃,压力为1MPa,反应器为绝热反应器,列管内径为25mm,长为6000mm,负荷为2克工业甲醇每克催化剂每小时,轻组分塔的回流比控制为20,塔顶出料3%,产品塔的回流比控制为1,塔釜出料0.5%。产品产率在97%,紫外可见光的检测结果如下:
Claims (4)
1.一种工业甲醇制色谱甲醇的方法。其特征在于,工业甲醇加热到150~180℃,与H2同时通过以锆为主要组分的固体催化剂,冷却后精馏即得到色谱甲醇。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,工业甲醇加热后,通过含锆的催化剂时,占甲醇蒸汽体积不低于0.5%的H2同时通过该催化剂。
3.如权利要求1所述的含锆的固体催化剂,其特征在于,锆的氧化物含量为25~45%。
4.如权利要求1说述的含锆的固体催化剂,其特征在于,其余金属组分为铈、铝。铈的氧化物的含量为5~35%,铝的氧化物的含量为20~60%。
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