催化剂的常用制备方法(怎样由甲醇工业制作乙酸?低压,催化剂条件都要。)
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2024-06-13 作者:
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催化设备
高压法用羰基钴为主催化剂,碘甲烷为助催化剂,在约250℃和70MPa压力下进行。以甲醇计乙酸的收率为90%,以一氧化碳计乙酸的收率为59%。副产3.5%的甲烷和4.5%的其他液体副产物。精制系统共有四个塔,含粗醋酸、轻馏分的反应混合液以气相送入第一个塔脱轻塔,在80℃左右脱出轻馏分,塔顶气含碘甲烷、醋酸甲酯、少量甲醇,进入涤气塔。塔底排出重质废酸为产量0.2%,可焚烧或回收。

催化剂如何制作
摘要:催化剂在现代化学工业中有着非常重要的地位,工业制造的化学品的生产过程有90%涉及催化剂,如化工、石化、生化、环保等。催化剂如何制作?制备合格的催化剂,通常要经过制备、成型和活化等步骤。下面来了解下催化剂的常用制备方法。催化剂的常用制备方法
制造催化剂的每一种方法,实际上都是由一系列的操作单元组合而成。为了方便,人们把其中关键而具特色的操作单元的名称定为制造方法的名称。传统的方法有机械混合法、沉淀法、浸渍法、溶液蒸干法、热熔融法、浸溶法(沥滤法)、离子交换法等,现发展的新方法有化学键合法、纤维化法等。
1、机械混合法
将两种以上的物质加入混合设备内混合。此法简单易行,例如转化-吸收型脱硫剂的制造,是将活性组分(如二氧化锰、氧化锌、碳酸锌)与少量粘结剂(如氧化镁、氧化钙)的粉料计量连续加入一个可调节转速和倾斜度的转盘中,同时喷入计量的水、粉料滚动混合粘结,形成均匀直径的球体,此球体再经干燥、焙烧即为成品。
2、沉淀法
此法用于制造要求分散度高并含有一种或多种金属氧化物的催化剂。在制造多组分催化剂时,适宜的沉淀条件对于保证产物组成的均匀性和制造优质催化剂非常重要。通常的方法是在一种或多种金属盐溶液中加入沉淀剂(如碳酸钠、氢氧化钙),经沉淀、洗涤、过滤、干燥、成型、焙烧(或活化),即得最终产品。
3、浸渍法
将具有高孔隙率的载体(如硅藻土、氧化铝、活性炭等)浸入含有一种或多种金属离子的溶液中,保持一定的温度,溶液进入载体的孔隙中。将载体沥干,经干燥、煅烧,载体内表面上即附着一层所需的固态金属氧化物或其盐类。
4、喷雾蒸干法
用于制颗粒直径为数十微米至数百微米的流化床用催化剂。如间二甲苯流化床氨化氧化制间二甲腈催化剂的制造,先将给定浓度和体积的偏钒酸盐和铬盐水溶液充分混合,再与定量新制的硅凝胶混合,泵入喷雾干燥器内,经喷头雾化后,水分在热气流作用下蒸干,物料形成微球催化剂,从喷雾干燥器底部连续引出。
5、热熔融法
热熔融法是制备某些催化剂的特殊方法,适用于少数不得不经过熔炼过程的催化剂,为的是借助高温条件将各个组分熔炼称为均匀分布的混合物,配合必要的后续加工,可制得性能优异的催化剂。
6、浸溶法
从多组分体系中,用适当的液态药剂(或水)抽去部分物质,制成具有多孔结构的催化剂。例如骨架镍催化剂的制造,将定量的镍和铝在电炉内熔融,熔料冷却后成为合金,将合金破碎成小颗粒,用氢氧化钠水溶液浸泡,大部分铝被溶出(生成偏铝酸钠),即形成多孔的高活性骨架镍。
7、离子交换法
某些晶体物质(如合成沸石分子筛)的金属阳离子(如Na)可与其他阳离子交换。将其投入含有其他金属(如稀土族元素和某些贵金属)离子的溶液中,在控制的浓度、温度、pH条件下,使其他金属离子与Na进行交换。
发展中新方法:
1、化学键合法
此法现大量用于制造聚合催化剂。其目的是使均相催化剂固态化。能与过渡金属络合物化学键合的载体,表面有某些官能团(或经化学处理后接上官能团),如-X、-CH2X、-OH基团。将这类载体与膦、胂或胺反应,使之膦化、胂化或胺化,然后利用表面上磷、砷或氮原子的孤电子对与过渡金属络合物中心金属离子进行配位络合,即可制得化学键合的固相催化剂,如丙烯本体液相聚合用的载体──齐格勒-纳塔催化剂的制造。
2、纤维化法
用于含贵金属的载体催化剂的制造。如将硼硅酸盐拉制成玻璃纤维丝,用浓盐酸溶液腐蚀,变成多孔玻璃纤维载体,再用氯铂酸溶液浸渍,使其载以铂组分。根据实用情况,将纤维催化剂压制成各种形状和所需的紧密程度,如用于汽车排气氧化的催化剂,可压紧在一个短的圆管内。如果不是氧化过程,也可用碳纤维。纤维催化剂的制造工艺较复杂,成本高。
制备催化剂的方法有哪些
制造催化剂的每一种方法,实际上都是由一系列的操作单元组合而成.传统的方法有机械混合法、沉淀法、浸渍法、溶液蒸干法、热熔融法、浸溶法(沥滤法)、离子交换法等,近十年来发展的新方法有化学键合法、纤维化法等
催化剂生产流程是什么??
催化剂制备大体包括沉淀、过滤与洗涤、干燥、成型、浸渍、焙烧、还原与硫化等单元操作怎样由甲醇工业制作乙酸?低压,催化剂条件都要。
甲醇羰基化法制醋酸:CH3OH+CO→CH3COOH甲醇羰基化制醋酸有高压法(BASF法)和低压法(Monsanto法)。高压法用羰基钴为主催化剂,碘甲烷为助催化剂,在约250℃和70MPa压力下进行。而低压法以三碘化铑为主催化剂,碘甲烷为助催化剂,在175-200℃,反应总压3MPa,CO分压1-1.5 MPa条件下进行。BASF高压法生产工艺流程。甲醇经尾气洗涤塔后,与一氧化碳、二甲醚及新鲜补充催化剂及循环返回的钴催化剂、碘甲烷一起连续加入高压反应器,保持反应温度250℃、压力70MPa。由反应器顶部引出的粗乙酸与未反应的气体经冷却后进入低压分离器,从低压分离器出来的粗酸送至精制工段。在精制工段,粗乙酸经脱气塔脱去低沸点物质,然后在催化剂分离器中脱除碘化钴,碘化钴是在乙酸水溶液中作为塔底残余物质除去。脱除催化剂后的粗乙酸在共沸蒸馏塔中脱水并精制,由塔釜得到的不含水与甲酸的乙酸再在两个精馏塔中加工成纯度为99.8%以上的纯乙酸。以甲醇计乙酸的收率为90%,以一氧化碳计乙酸的收率为59%。副产3.5%的甲烷和4.5%的其他液体副产物。Monsanto低压法生产流程。甲醇预热后与一氧化碳、返回的含催化剂母液、精制系统返回的轻馏分及含水醋酸一起加入反应器底部,在温度175~200℃,总压3MPa、一氧化碳分压1~1.5MPa下反应,反应后于上部侧线引出反应液,闪蒸压至200kPa左右,使反应产物与含催化剂的母液分离,后者返回反应器,反应器排出 的气体含有一氧化碳、碘甲烷、氢、甲烷送入涤气塔。精制系统共有四个塔,含粗醋酸、轻馏分的反应混合液以气相送入第一个塔脱轻塔,在80℃左右脱出轻馏分,塔顶气含碘甲烷、醋酸甲酯、少量甲醇,进入涤气塔。脱轻塔釜液为含水粗醋酸,送第二个塔脱水塔。塔底为无水粗醋酸送入第三个塔,脱重馏分塔,于塔上部侧线引出成品酸,塔釜液含丙酸40%及其它高级羧酸。第四个塔是废酸蒸馏塔,较小,回收脱重塔底部馏分中的醋酸。塔底排出重质废酸为产量0.2%,可焚烧或回收。四个塔与反应器排出的气体汇总后的组成为CO 40~80%,其余20~60%为H2、CO2、N2、O2以及微量的醋酸、碘甲烷,一起在涤气塔用冷甲醇洗涤回收碘后焚烧放空。催化剂:甲醇低压羰化制醋酸所用的催化剂是由可溶性的铑络合物和助催化剂碘化物两部分组成,铑络合物是[Rh+1(CO)2I2]-负离子,在反应系统中可由Rh2O3和RhCl3等铑化合物与CO和碘化物作用得到,已由红外光谱和元素分析证实,[Rh+1(CO)2I2]-存在于反应溶液中,是羰化反应催化剂活性物种。 所用的碘化物可以是HI或CH3I或I2,常用的是HI,反应过程中HI能与CH3OH作用生成CH3I,CH3I的作用是与铑络合物形成甲基-铑键,以促进CO生成酰基-铑键而少生成或不生成羰基铑(参见反应机理),但关键是烷基-卤素键的强度要适宜。可以看出C-I键最容易断裂,C-Cl键最难断裂,故CH3I作助催化剂是较好的。NaI或KI不能用作催化剂,因为在反应过程中,这些碘化物不能与CH3OH反应生成CH3I。 由于铑基催化剂比钴基催化剂更易与CH3I反应,且由此生成的[CH3-Rh(CO)2I3]-比[CH3Co(CO4)]更不稳定,即CO插入CH3-Rh键更加容易,最后由于乙酰碘可直接从中消去而使铑基催化剂比钴基更加有利参考资料:醇醚技术网全文地址: http:///html/chunmixiangguanxingye/chunmixiayouchanpin/2009/0223/617.html