TW202317471A - 一氧化碳之製造方法及製造裝置 - Google Patents
一氧化碳之製造方法及製造裝置 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202317471A TW202317471A TW111122845A TW111122845A TW202317471A TW 202317471 A TW202317471 A TW 202317471A TW 111122845 A TW111122845 A TW 111122845A TW 111122845 A TW111122845 A TW 111122845A TW 202317471 A TW202317471 A TW 202317471A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- carbon monoxide
- acid catalyst
- solid acid
- raw material
- surface area
- Prior art date
Links
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 119
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 119
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 20
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 119
- 239000011973 solid acid Substances 0.000 claims abstract description 97
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 90
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 82
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 45
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 29
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 30
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 28
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- -1 alkyl formate Chemical compound 0.000 claims description 16
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 8
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 72
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 42
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 39
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 39
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 37
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 24
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 23
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 7
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N methyl formate Chemical compound COC=O TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- WBJINCZRORDGAQ-UHFFFAOYSA-N formic acid ethyl ester Natural products CCOC=O WBJINCZRORDGAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052680 mordenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000000371 solid-state nuclear magnetic resonance spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/60—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the type L, as exemplified by patent document US3216789
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/40—Carbon monoxide
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本發明的一氧化碳之製造方法，其包括在固體酸觸媒的存在下藉由甲酸或甲酸烷基酯中的至少一者的原料的分解反應產生一氧化碳之步驟。上述固體酸觸媒具有590m
2/g以下的BET比表面積。
Description
本揭示係關於一種一氧化碳之製造方法及製造裝置。
以往，作為一氧化碳之製造方法，已知有將天然氣進行水蒸氣改質來製造一氧化碳之方法、在部分氧化觸媒的存在下藉由使氧與輕質烴接觸來製造一氧化碳之方法（參閱下述專利文獻1）或分解甲酸來製造一氧化碳之方法等。該等之中，以高選擇率獲得一氧化碳，因此分解甲酸來製造一氧化碳之方法有利。作為分解甲酸來製造一氧化碳之方法，已知有使用礦酸之方法、使用固體酸觸媒之方法。其中，使用固體酸觸媒之方法有望作為能夠以高轉化率製造一氧化碳之方法。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2019-181375號公報
[發明所欲解決之課題]
然而，在原料的轉化率方面而言，使用固體酸觸媒之一氧化碳之製造方法仍具有改善的空間。
因此，本揭示的目的在於提供一種能夠提高原料的轉化率的一氧化碳之製造方法及製造裝置。
[解決課題之技術手段]
本發明人等為了解決上述課題而進行了深入探討。具體而言，著眼於固體酸觸媒的BET比表面積進行了探討。通常，BET比表面積變得愈大，原料與固體酸觸媒的接觸面積愈增加，因此藉由增加固體酸觸媒的BET比表面積，有效分解原料，其結果，本發明人等預測將會提高原料的轉化率。但是，令人意外的是，明確了固體酸觸媒的BET比表面積愈小，原料的轉化率變得愈大。因此，本發明人等依據這樣的見解進而進行致力研究之結果，發現了藉由以下揭示能夠解決上述課題。
亦即，本揭示的一側面係一氧化碳之製造方法，其包括在固體酸觸媒的存在下藉由甲酸或甲酸烷基酯中的至少一者的原料的分解反應產生一氧化碳之步驟，前述固體酸觸媒具有590m
2/g以下的BET比表面積。
依據本揭示，與固體酸觸媒的BET比表面積超過590m
2/g之情況相比，能夠提高原料的轉化率。因此，依據本揭示的一氧化碳之製造方法，能夠高效地製造一氧化碳。
又，依據本揭示，與固體酸觸媒的BET比表面積超過590m
2/g之情況相比，不進行去除氫之純化步驟，亦能夠充分降低製造之一氧化碳中的氫濃度。因此，依據本揭示的一氧化碳之製造方法，亦能夠高效地並且以低成本製造高純度的一氧化碳。
本揭示的另一側面係一氧化碳的製造裝置，其在固體酸觸媒的存在下藉由甲酸或甲酸烷基酯中的至少一者的原料的分解反應產生一氧化碳，具備收容前述固體酸觸媒並且在前述固體酸觸媒的存在下藉由前述原料的分解反應產生一氧化碳之反應器，前述固體酸觸媒具有590m
2/g以下的BET比表面積。
依據該一氧化碳的製造裝置，若在反應器中在固體酸觸媒的存在下藉由甲酸或甲酸烷基酯中的至少一者的原料的分解反應產生一氧化碳，則與固體酸觸媒的BET比表面積超過590m
2/g之情況相比，能夠提高原料的轉化率。因此，依據本揭示的一氧化碳的製造裝置，能夠高效地製造一氧化碳。
又，依據上述一氧化碳的製造裝置，若在反應器中在固體酸觸媒的存在下藉由甲酸或甲酸烷基酯中的至少一者的原料的分解反應產生一氧化碳，則與固體酸觸媒的BET比表面積超過590m
2/g之情況相比，不進行去除氫之純化步驟，亦能夠充分降低製造之一氧化碳中的氫濃度。因此，依據本揭示的一氧化碳的製造裝置，亦能夠高效地並且以低成本製造高純度的一氧化碳。
上述一氧化碳之製造方法或製造裝置中，前述固體酸觸媒例如為質子型沸石。
上述一氧化碳之製造方法或製造裝置中，前述質子型沸石的Si/Al原子比為1～200為較佳。
在該情況下，存在更加提高沸石的觸媒活性、提高原料的轉化率之傾向。
上述一氧化碳之製造方法中，前述原料的分解反應在100～300℃進行為較佳。
在該情況下，存在抑制氫等副產物的產生、更加充分降低製造之一氧化碳中的氫濃度並且能夠有效地進行分解反應之傾向。
上述一氧化碳之製造方法或製造裝置中，前述固體酸觸媒具有480m
2/g以下的BET比表面積為較佳。
在該情況下，不進行去除氫之純化步驟，亦能夠更加充分降低製造之一氧化碳中的氫濃度。
[發明效果]
依據本揭示，可提供一種能夠提高原料的轉化率的一氧化碳之製造方法及製造裝置。
又，依據本揭示，可提供一種不進行去除氫之純化步驟，亦能夠充分降低製造之一氧化碳中的氫濃度之一氧化碳之製造方法及製造裝置。
以下，對本揭示的實施形態進行詳細說明。但是，本揭示並不限定於以下的實施形態。
本揭示之一氧化碳之製造方法，其包括在固體酸觸媒的存在下藉由甲酸或甲酸烷基酯中的至少一者的原料的分解反應產生一氧化碳之步驟。作為固體酸觸媒，可使用具有590m
2/g以下的BET比表面積之固體酸觸媒。本揭示之一氧化碳之製造方法例如能夠藉由具備收容上述固體酸觸媒並且在固體酸觸媒的存在下藉由原料的分解反應產生一氧化碳之反應器之一氧化碳的製造裝置來實施。
（固體酸觸媒）
固體酸觸媒並無特別限制，作為固體酸觸媒，例如較佳地使用質子型沸石。作為質子型沸石，可舉出絲光沸石、ZSM-5、β型、Y型、US-Y型等沸石。作為質子型沸石觸媒，例如能夠使用TOSOH CORPORATION製的高二氧化矽沸石觸媒等。
固體酸觸媒的BET比表面積為590m
2/g以下。若固體酸觸媒的BET比表面積為590m
2/g以下，則與使用BET比表面積超過590m
2/g之固體酸觸媒之情況相比，能夠提高原料的轉化率。又，若固體酸觸媒的BET比表面積為590m
2/g以下，則與使用BET比表面積超過590m
2/g之固體酸觸媒之情況相比，不進行去除氫之純化步驟，亦能夠充分降低製造之一氧化碳中的氫濃度。
固體酸觸媒的BET比表面積較佳為580m
2/g以下，更佳為550m
2/g以下，進一步較佳為500m
2/g以下。從不進行去除氫之純化步驟而更加充分降低製造之一氧化碳中的氫濃度之觀點考慮，固體酸觸媒的BET比表面積較佳為480m
2/g以下，更佳為450m
2/g以下，進一步較佳為400m
2/g以下。
但是，固體酸觸媒的BET比表面積較佳為100m
2/g以上，更佳為200m
2/g以上，特佳為300m
2/g以上。若固體酸觸媒的BET比表面積為100m
2/g以上，則更加容易進行原料的分解反應，作為結果，存在更加提高原料的轉化率之傾向。
BET比表面積係指，使用作為分析裝置的BELSORP-MAX（MicrotracBEL Corp.製），在下述條件下測量之值。
（條件）
測量溫度：-196℃
吸附劑：氮氣
平衡吸附時間：300秒
固體酸觸媒的前處理條件：真空下（泵規格：到達壓力6.7×10
-7Pa以下）的加熱處理（350℃、5h）
用作固體酸觸媒之質子型沸石的Si/Al原子比並無特別限制，較佳為1以上，更佳為5以上。若Si/Al原子比為1以上，則存在更加提高沸石的觸媒活性、提高原料的轉化率之傾向。Si/Al原子比較佳為200以下，更佳為150以下，更進一步較佳為100以下，特佳為50以下。若Si/Al原子比為200以下，則存在更加提高沸石的觸媒活性、提高原料的轉化率之傾向。因此，從提高原料的轉化率的觀點考慮，質子型沸石的Si/Al原子比為1～200為較佳。尤其，在固體酸觸媒的BET比表面積為300～500m
2/g之情況下，Si/Al原子比為5～150為較佳，5～50為更佳，5～30為更進一步較佳，5～20為特佳。在固體酸觸媒的BET比表面積為300～500m
2/g之情況下，若Si/Al原子比為5～50，則顯著提高原料的轉化率。
再者，Si/Al原子比能夠藉由基於固體NMR法之測量來求出。
（原料）
作為原料，可舉出甲酸及甲酸烷基酯。該等能夠分別單獨使用或亦能夠用作混合物。作為甲酸烷基酯，例如可舉出甲酸甲酯及甲酸乙酯。
（分解反應）
原料的分解反應藉由使原料與固體酸觸媒接觸並且進行加熱而分解來進行。或者，原料的分解反應亦可以藉由使原料與用礦酸預先修飾之固體酸觸媒接觸並且進行加熱而分解來進行。原料與固體酸觸媒的接觸例如能夠藉由使包含原料之氣體或液體與固體酸觸媒接觸來進行。在使包含原料之氣體與固體酸觸媒接觸之情況下，使用氣化器等從包含原料之溶液產生包含原料的蒸氣之氣體，可以將其供給於固體酸觸媒而接觸。原料與固體酸觸媒的接觸藉由使包含原料之氣體與固體酸觸媒接觸來進行為較佳。在該情況下，存在提高分解反應的效率之傾向。再者，在使用包含原料之液體之情況下，液體中的原料的濃度並無特別限定，從能量效率的觀點考慮，以溶液的質量為基準（100質量%），40質量%以上為較佳。作為包含原料之液體，例如可舉出甲酸水溶液。
原料的分解反應能夠使用反應器來進行。作為反應器，可使用反應釜或填充有觸媒之反應塔。在作為反應器使用反應釜之情況下，將觸媒與原料裝入反應釜中進行加熱，藉此產生一氧化碳即可。在作為反應器使用填充有觸媒之反應塔之情況下，例如向填充於反應塔之觸媒通過原料的蒸氣進行加熱，藉此產生一氧化碳即可。若考慮反應效率，則作為反應器使用填充有觸媒之反應塔為較佳。反應塔可以為1個，亦可以連接多個反應塔。由多個反應塔構成之反應器在反應器內的流速分布的偏差的抑制及用於加熱的傳熱面積的確保的方面有利。再者，在將包含原料之氣體或液體連續供給於反應器之情況下，一般反應器具有用於供給或排出氣體或液體之入口及出口，該等與外部的流路連接。
反應器例如藉由碳等非金屬材料構成。由非金屬材料形成之反應器不易受到基於原料及一氧化碳之腐蝕，又，不易對反應帶來影響。在進行原料的分解反應之溫度（反應溫度）為相對低溫（例如100～200℃）之情況下，作為反應器，亦能夠使用具有藉由玻璃內襯處理之表面之反應器。
包含原料之氣體（以下，稱為“原料氣體”）的空間速度（SV：Space Velocity）並無特別限定，1000[1/h]以下為較佳。從更加提高原料的轉化率之觀點考慮，原料氣體的空間速度為280[1/h]以下為更佳，240[1/h]以下為特佳。但是，SV為0.1[1/h]以上為較佳，100[1/h]以上為更佳，200[1/h]以上為特佳。
原料氣體的空間速度係指藉由標準換算基準進行測量之值。原料氣體的空間速度例如能夠由原料氣體的供給速度（g/h）及固體酸觸媒的體積等依據以下式來算出。
原料氣體的空間速度[1/h]
=原料氣體的供給速度（g/h）×0.01
×原料氣體中的甲酸或甲酸烷基酯中的至少一者的濃度（重量%）
÷甲酸或甲酸烷基酯的分子量（g/mol）
×標準狀態體積22.4（NL/mol）
÷固體酸觸媒的體積（L）
再者，在原料氣體為將包含原料的液體（以下，稱為“原料液”）進行氣化而成之氣體之情況下，將“原料液中的甲酸或甲酸烷基酯中的至少一者的濃度”設為“原料氣體中的甲酸或甲酸烷基酯中的至少一者的濃度”。
反應溫度為能夠進行原料的分解之溫度即可，較佳為100～300℃，更佳為100～200℃。藉由將反應溫度設為100～300℃，存在抑制氫等副產物的產生、更加充分降低製造之一氧化碳中的氫濃度並且能夠有效地進行反應之傾向。作為反應器，例如使用填充有觸媒之反應塔，在固體酸觸媒的周圍設置加熱器之情況下，將該加熱器的設定溫度設為反應溫度。原料的分解反應一般在將觸媒、原料或該等兩者加熱到上述溫度之狀態下進行。
產生之包含一氧化碳之氣體或液體等的產物有時作為副產物除了水以外還包含極微量的氫氣、二氧化碳及甲烷。因此，一氧化碳之製造方法還可以包括由從反應器取出之包含一氧化碳之產物（氣體或液體）去除未反應的原料及副產物之步驟及從產物去除水之步驟。原料及副產物能夠藉由一般的清洗方法來去除，從而能夠獲得高純度的一氧化碳。原料及二氧化碳例如能夠藉由苛性鈉容易去除。水例如能夠藉由冷卻及吸附於脫水材料來去除。藉由該等步驟，亦能夠將去除水、原料及副產物之後的產物中的一氧化碳的純度設為99.99%以上。這樣的高純度的一氧化碳能夠利用於包括半導體製造領域之各種用途。
圖1係表示本揭示的一氧化碳的製造裝置的一實施形態之概略圖。如圖1所示，本揭示的一氧化碳的製造裝置10具備反應器1及收容於反應器1內之固體酸觸媒2。作為反應器1，可使用上述之反應器，作為固體酸觸媒2，可使用上述之固體酸觸媒。反應器1具有用於供給或排出氣體或液體之入口1a及出口1b。在反應器1的外部，入口1a上連接有供給甲酸或甲酸烷基酯中的至少一者的原料之流路3，出口1b上連接有排出氣體或液體之流路4。一氧化碳的製造裝置10依據需要還可以具備加熱固體酸觸媒2、原料或該等兩者之加熱裝置（未圖示）、從包含一氧化碳之產物去除未反應的原料及副產物之裝置（未圖示）及從產物去除水之裝置（未圖示）。
在一氧化碳的製造裝置10中，原料藉由流路3通過入口1a供給到反應器1，使固體酸觸媒2通過。此時，在固體酸觸媒的存在下，藉由原料的分解反應產生一氧化碳。包含一氧化碳之產物從反應器1的出口1b通過流路4而排出。如此製造一氧化碳。
再者，本揭示的概要如下。
[1]一種一氧化碳之製造方法，其包括在固體酸觸媒的存在下藉由甲酸或甲酸烷基酯中的至少一者的原料的分解反應產生一氧化碳之步驟，前述固體酸觸媒具有590m
2/g以下的BET比表面積。
[2]如[1]所述之一氧化碳之製造方法，其中
前述固體酸觸媒為質子型沸石。
[3]如[2]所述之一氧化碳之製造方法，其中
前述質子型沸石的Si/Al原子比為1～200。
[4]如[1]至[3]之任一項所述之一氧化碳之製造方法，其中
前述原料的分解反應在100～300℃下進行。
[5]如[1]至[4]之任一項所述之一氧化碳之製造方法，其中
前述固體酸觸媒具有480m
2/g以下的BET比表面積。
[6]一種一氧化碳的製造裝置，其在固體酸觸媒的存在下藉由甲酸或甲酸烷基酯中的至少一者的原料的分解反應產生一氧化碳，前述一氧化碳的製造裝置具備收容前述固體酸觸媒並且在前述固體酸觸媒的存在下藉由前述原料的分解反應產生一氧化碳之反應器，前述固體酸觸媒具有590m
2/g以下的BET比表面積。
[7]如[6]所述之一氧化碳的製造裝置，其中
前述固體酸觸媒為質子型沸石。
[8]如[7]所述之一氧化碳的製造裝置，其中
前述質子型沸石的Si/Al原子比為1～200。
[9]如[6]所述之一氧化碳的製造裝置，其中
前述固體酸觸媒具有480m
2/g以下的BET比表面積。
[實施例]
以下，舉出實施例對本揭示進而進行具體的說明。但是，本揭示並不限定於該等實施例。
（實施例1）
向內徑2.5cm、長度25cm的作為反應器的管柱，以10cm的長度填充有作為固體酸觸媒的沸石觸媒（TOSOH CORPORATION製、Si/Al原子比：20、BET比表面積：397m
2/g）。所使用之沸石觸媒的量設為35g（49mL）。將填充有觸媒之管柱從外部用設定成175℃之加熱器加熱，並且從管柱的一個端部以31g/h的供給速度送入藉由濃度76重量%的甲酸水溶液通過氣化器來產生之120℃的甲酸的蒸氣。如此，使甲酸的蒸氣與固體酸觸媒接觸，進行分解反應，藉此產生包含一氧化碳之氣體。此時，甲酸的蒸氣（原料氣體）的空間速度以標準換算基準計為234[1/h]。
而且，使從管柱的另一個端部排出之氣體以濃度20重量%的苛性鈉水溶液及水的順序通過。藉由苛性鈉水溶液，去除了氣體中所包含之微量的二氧化碳。將通過苛性鈉水溶液及水之氣體進行冷卻乾燥之後，藉由作為檢測器具備PDD（Pulsed Discharge Detector，脈衝放電檢測器）之氣相層析法，對氣體中的氫量進行定量，並且由求出之氫量及氣體的流量求出了甲酸的轉化率與對一氧化碳的選擇率。又，算出了以比較例1為基準之轉化率的提高率。將結果示於表1中。如表1所示，甲酸的轉化率為75%，以比較例1為基準之轉化率的提高率為134%。又，對一氧化碳的選擇率為99.99%以上，氫濃度為2.2ppm。
再者，關於固體酸觸媒的BET比表面積，使用作為分析裝置的BELSORP-MAX（MicrotracBEL Corp.製）在下述條件下進行了測量。
（條件）
測量溫度：-196℃
吸附劑：氮氣
平衡吸附時間：300秒
固體酸觸媒的前處理條件：真空下（泵規格：到達壓力6.7×10
-7Pa以下）的加熱處理（350℃、5h）
（實施例2）
作為填充於管柱之固體酸觸媒，使用了39g（49mL）的沸石觸媒（TOSOH CORPORATION製、Si/Al原子比：110、BET比表面積：477m
2/g），除此以外，以與實施例1相同的方式進行反應，產生包含一氧化碳之氣體。而且，以與實施例1相同的方式求出甲酸的轉化率與對一氧化碳的選擇率，算出了以比較例1為基準之轉化率的提高率。將結果示於表1中。如表1所示，甲酸的轉化率為60%，以比較例1為基準之轉化率的提高率為88%。又，對一氧化碳的選擇率為99.99%以上。此外，將通過苛性鈉水溶液及水之氣體進行冷卻乾燥之後，藉由作為檢測器具備PDD之氣相層析法，對氣體中的氫量進行定量，從求出之氫量及氣體的流量，還求出了氫濃度。將結果示於表1中。如表1所示，氫濃度為4.9ppm。
（實施例3）
作為填充於管柱之固體酸觸媒，使用了36g（49mL）的沸石觸媒（TOSOH CORPORATION製、Si/Al原子比：9、BET比表面積：485m
2/g），除此以外，與實施例1相同地進行反應，產生包含一氧化碳之氣體。而且，以與實施例1相同的方式求出甲酸的轉化率與對一氧化碳的選擇率，算出了以比較例1為基準之轉化率的提高率。將結果示於表1中。如表1所示，甲酸的轉化率為73%，以比較例1為基準之轉化率的提高率為128%。又，對一氧化碳的選擇率為99.99%以上，氫濃度為6.9ppm。
（實施例4）
作為填充於管柱之固體酸觸媒，使用了35g（49mL）的沸石觸媒（TOSOH CORPORATION製、Si/Al原子比：20、BET比表面積：571m
2/g），除此以外，與實施例1相同地進行反應，產生包含一氧化碳之氣體。而且，以與實施例1相同的方式求出甲酸的轉化率與對一氧化碳的選擇率，算出了以比較例1為基準之轉化率的提高率。將結果示於表1中。如表1所示，甲酸的轉化率為62%，以比較例1為基準之轉化率的提高率為94%。又，對一氧化碳的選擇率為99.99%以上，氫濃度為6.9ppm。
（實施例5）
向內徑2.5cm、長度25cm的作為反應器的管柱，以10cm的長度填充有作為固體酸觸媒的沸石觸媒（TOSOH CORPORATION製、Si/Al原子比：12、BET比表面積：381m
2/g）。所使用之沸石觸媒的量設為40g（49mL）。將填充有觸媒之管柱從外部用設定成175℃之加熱器加熱，並且從管柱的一個端部以31g/h的供給速度送入藉由濃度76重量%的甲酸水溶液通過氣化器來產生之120℃的甲酸的蒸氣。如此，使甲酸的蒸氣與固體酸觸媒接觸，進行分解反應，藉此產生包含一氧化碳之氣體。此時，甲酸的蒸氣（原料氣體）的空間速度以標準換算基準計為234[1/h]。
而且，使從管柱的另一個端部排出之一氧化碳以濃度20重量%的苛性鈉水溶液及水的順序通過。藉由苛性鈉水溶液，去除了一氧化碳中所包含之微量的二氧化碳。將通過苛性鈉水溶液及水之氣體進行冷卻乾燥之後，藉由作為檢測器具備PDD之氣相層析法，對一氧化碳中的氫量進行定量，從求出之氫量及氣體的流量，求出了甲酸的轉化率、對一氧化碳的選擇率及氫濃度。將結果示於表1中。如表1所示，甲酸的轉化率為89%，以比較例1為基準之轉化率的提高率為178%。又，對一氧化碳的選擇率為99.99%以上，氫濃度為1.8ppm。
再者，關於固體酸觸媒的BET比表面積，使用與實施例1相同的分析裝置，在與實施例1相同的條件下進行了測量。
（比較例1）
作為填充於管柱之固體酸觸媒，使用了34g（49mL）的沸石觸媒（TOSOH CORPORATION製、Si/Al原子比：15、BET比表面積：599m
2/g），除此以外，與實施例1相同地進行反應，產生包含一氧化碳之氣體。而且，以與實施例1相同的方式求出了甲酸的轉化率及對一氧化碳的選擇率。將結果示於表1中。如表1所示，甲酸的轉化率為32%，對一氧化碳的選擇率為99.99%以上。再者，比較例1作為轉化率的提高率的基準，因此在表1中，關於比較例1的轉化率的提高率顯示為“-”。此外，以與實施例5相同的方式還求出了氫濃度。將結果示於表1中。如表1所示，氫濃度為11ppm。
（比較例2）
作為填充於管柱之固體酸觸媒，使用了32g（49mL）的沸石觸媒（TOSOH CORPORATION製、Si/Al原子比：3、BET比表面積：614m
2/g），除此以外，與實施例1相同地進行反應，產生包含一氧化碳之氣體。而且，以與實施例1相同的方式求出甲酸的轉化率與對一氧化碳的選擇率，算出了以比較例1為基準之轉化率的提高率。將結果示於表1中。如表1所示，甲酸的轉化率為22%，以比較例1為基準之轉化率的提高率為-31%。又，對一氧化碳的選擇率為99.99%以上。此外，以與實施例5相同的方式還求出了氫濃度。將結果示於表1中。如表1所示，氫濃度為90ppm。
（比較例3）
作為填充於管柱之固體酸觸媒，使用了35g（49mL）的沸石觸媒（TOSOH CORPORATION製、Si/Al原子比：3、BET比表面積：662m
2/g），除此以外，與實施例5相同地進行反應，產生包含一氧化碳之氣體。而且，以與實施例5相同的方式求出了甲酸的轉化率及對一氧化碳的選擇率及氫濃度。將結果示於表1中。如表1所示，甲酸的轉化率為21%，以比較例1為基準之轉化率的提高率為-34%。又，對一氧化碳的選擇率為99.93%以上，氫濃度為644ppm。
［表1］
| 固體酸觸媒 | 轉化率 | 轉化率的提高率 （比較例1基準） | 選擇率 | 氫濃度 | ||
| BET比表面積 （m 2/g） | Si/Al 原子比 | （%） | （%） | （%） | （ppm） | |
| 實施例1 | 397 | 20 | 75 | 134 | 99.99以上 | 2.2 |
| 實施例2 | 477 | 110 | 60 | 88 | 99.99以上 | 4.9 |
| 實施例3 | 485 | 9 | 73 | 128 | 99.99以上 | 6.9 |
| 實施例4 | 571 | 20 | 62 | 94 | 99.99以上 | 6.9 |
| 實施例5 | 381 | 12 | 89 | 178 | 99.99以上 | 1.8 |
| 比較例1 | 599 | 15 | 32 | - | 99.99以上 | 11 |
| 比較例2 | 614 | 3 | 22 | -31 | 99.99以上 | 90 |
| 比較例3 | 662 | 3 | 21 | -34 | 99.93以上 | 644 |
由表1所示之結果可知，實施例1～5與比較例1～3相比，原料的轉化率的提高率顯著變高。
因此確認到，若將固體酸觸媒的BET比表面積設為590m
2/g以下，則與固體酸觸媒的BET比表面積超過590m
2/g之情況相比，能夠提高原料的轉化率。
由表1所示之結果還可知，實施例1～5與比較例1～3相比，一氧化碳中的氫濃度顯著降低。
因此還確認到，若將固體酸觸媒的BET比表面積設為590m
2/g以下，則固體酸觸媒的BET比表面積超過590m
2/g之情況相比，不進行去除氫之純化步驟，能夠充分降低製造之一氧化碳中的氫濃度。
1:反應器
1a:入口
1b:出口
2:固體酸觸媒
3,4:流路
10:一氧化碳的製造裝置
[圖1]係表示本揭示的一氧化碳的製造裝置的一實施形態之概略圖。
Claims (9)
- 一種一氧化碳之製造方法，其包括在固體酸觸媒的存在下藉由甲酸或甲酸烷基酯中的至少一者的原料的分解反應產生一氧化碳之步驟， 前述固體酸觸媒具有590m 2/g以下的BET比表面積。
- 如請求項1所述之一氧化碳之製造方法，其中， 前述固體酸觸媒為質子型沸石。
- 如請求項2所述之一氧化碳之製造方法，其中， 前述質子型沸石的Si/Al原子比為1～200。
- 如請求項1至請求項3之任一項所述之一氧化碳之製造方法，其中， 前述原料的分解反應在100～300℃下進行。
- 如請求項1所述之一氧化碳之製造方法，其中， 前述固體酸觸媒具有480m 2/g以下的BET比表面積。
- 一種一氧化碳的製造裝置，其在固體酸觸媒的存在下藉由甲酸或甲酸烷基酯中的至少一者的原料的分解反應產生一氧化碳， 前述一氧化碳的製造裝置具備收容前述固體酸觸媒並且在前述固體酸觸媒的存在下藉由前述原料的分解反應產生一氧化碳之反應器， 前述固體酸觸媒具有590m 2/g以下的BET比表面積。
- 如請求項6所述之一氧化碳的製造裝置，其中， 前述固體酸觸媒為質子型沸石。
- 如請求項7所述之一氧化碳的製造裝置，其中， 前述質子型沸石的Si/Al原子比為1～200。
- 如請求項6所述之一氧化碳的製造裝置，其中， 前述固體酸觸媒具有480m 2/g以下的BET比表面積。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021104254 | 2021-06-23 | ||
| JP2021104175 | 2021-06-23 | ||
| JP2021-104175 | 2021-06-23 | ||
| JP2021-104254 | 2021-06-23 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202317471A true TW202317471A (zh) | 2023-05-01 |
Family
ID=84544877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW111122845A TW202317471A (zh) | 2021-06-23 | 2022-06-20 | 一氧化碳之製造方法及製造裝置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPWO2022270409A1 (zh) |
| KR (1) | KR20240025557A (zh) |
| TW (1) | TW202317471A (zh) |
| WO (1) | WO2022270409A1 (zh) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3822981B2 (ja) * | 1998-07-21 | 2006-09-20 | 住友精化株式会社 | 高純度一酸化炭素の製造方法 |
| CN1422803A (zh) * | 2001-12-07 | 2003-06-11 | 中国科学院成都有机化学研究所 | 一种高纯一氧化碳的制备方法 |
| JP6396246B2 (ja) * | 2015-03-27 | 2018-09-26 | 住友精化株式会社 | 一酸化炭素の製造方法 |
| KR101790222B1 (ko) * | 2015-07-21 | 2017-10-26 | 대성산업가스 주식회사 | 리사이클 공정을 이용한 고순도 일산화탄소 제조장치 및 제조방법 |
| JP7100843B2 (ja) | 2018-04-11 | 2022-07-14 | 国立大学法人北海道大学 | 軽質炭化水素の部分酸化触媒及びそれを用いた一酸化炭素の製造方法 |
| JP2021045726A (ja) * | 2019-09-19 | 2021-03-25 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 一酸化炭素製造用触媒、その製造方法、及びそれを用いた一酸化炭素の製造方法 |
-
2022
- 2022-06-16 JP JP2023530409A patent/JPWO2022270409A1/ja active Pending
- 2022-06-16 WO PCT/JP2022/024147 patent/WO2022270409A1/ja active Application Filing
- 2022-06-16 KR KR1020237045150A patent/KR20240025557A/ko unknown
- 2022-06-20 TW TW111122845A patent/TW202317471A/zh unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2022270409A1 (ja) | 2022-12-29 |
| KR20240025557A (ko) | 2024-02-27 |
| JPWO2022270409A1 (zh) | 2022-12-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7062686B2 (ja) | 精製された形態でメタンスルホン酸を回収するための方法及びシステム | |
| JP5486299B2 (ja) | 標的ストリーム中のアルデヒド濃度の低減法 | |
| KR101531734B1 (ko) | 요오드 화합물 제조시스템 및 제조 방법 | |
| RU2638922C2 (ru) | Объединенный способ получения уксусной кислоты | |
| US2673221A (en) | Process of producing ethyl alcohol by hydration of ethylene | |
| TWI636956B (zh) | 寡聚矽烷之製造方法 | |
| RU2381175C2 (ru) | Способ получения водородометановой смеси | |
| KR101790222B1 (ko) | 리사이클 공정을 이용한 고순도 일산화탄소 제조장치 및 제조방법 | |
| TW202317471A (zh) | 一氧化碳之製造方法及製造裝置 | |
| RU2478078C1 (ru) | Способ получения метановодородной смеси | |
| WO2023022032A1 (ja) | 一酸化炭素の製造方法及び製造装置 | |
| RU2003130259A (ru) | Способ получения фенола путем гидрооксигенирования бензолдиолов | |
| EP2711336B1 (en) | Non-co2 emitting manufacturing method for synthesis gas | |
| CN117321001A (zh) | 一氧化碳的制造方法及制造装置 | |
| JP2023095971A (ja) | 一酸化炭素の製造方法 | |
| JP2016185891A (ja) | 一酸化炭素の製造方法 | |
| JP3856872B2 (ja) | 高純度一酸化炭素の製造方法 | |
| CN117794858A (zh) | 一氧化碳的制造方法及制造装置 | |
| US3994986A (en) | Method of producing cyclopentene | |
| WO2022209360A1 (ja) | 一酸化炭素を製造する方法、及び一酸化炭素製造装置 | |
| JP3041445B2 (ja) | 高純度一酸化炭素の製造方法 | |
| JP2507296B2 (ja) | メタノ−ル改質水素製造方法 | |
| US3145079A (en) | Process for the preparation of purified hydrogen bromide gas by the use of activated arbon as catalyst | |
| JP3822981B2 (ja) | 高純度一酸化炭素の製造方法 | |
| JP3397370B2 (ja) | 高純度一酸化炭素の製造方法 |