Способ получения окиси углерода Советский патент 1988 года по МПК C01B31/18 

Изобретение относится к области получения окиси углерода.

Целью изобретения является повышение производительности процесса и снижение энергетических затрат.

(-СГ2--СР2)л-(СГ2-СР);„Пример 1. В трубчатый реактор, снабженный термостатирующей рубашкой, загружают 2,7 г гранулированного катализатора. Катализатор представляет собой сополимер перфторэтиле- на и перфтор-3,6-диокса-4-метш1-7- октенсульфокислоты общей формулы

Изобретение относится к способу получения окиси углерода путем разложения муравьиной кислоты в газовой фазе в присутствии сульфокатионитно- го катализатора при 100-130 С. С целью повышения производительности процесса и снижения энергетических затрат в качестве катализатора используют сополимер перфторэтилена и пер- фтор-3,6-диокса-4-метил-7-октен- сульфокислоты, имеющий молекулярную массу 50000 - 500000 у.е. Дана структурная формула соединения. Производительность процесса достигает 2,41 кг НСООН/кг катализатора.ч. Сте- с пень конверсии НСООН 49,2%. 1 з.п. ф-лы, 1 табл./Л

0-CF2-CF-0-CF2 CF2-S03H

20

25

15 где п 800-8000;

m 70 - 730.

Молекулярная масса катализатора находится в пределах 50000 - 500000 у.е., эквивалентная масса 800-1250, обменная емкость 0,7-1,2 мг-экв/г.

Диаметр гранул катализатора 0,1- 2 мм.

Температуру в реакторе поднимают до 130 С и пропускают через реактор пары муравьиной кислоты со скоростью 4,9 кг НСООН/кг катализатора в час. На выходе из реактора пары охлаждают. Вода конденсируется, а образовавшуюся окись углерода собирают в газометр. Опыт ведут на протяжении часа. За время опыта в газометре собрано 3,12 л окиси углерода. Производительность каталитического объема по му- равьиной кислоте составляет, таким образом, 2,37 кг НСООН/кг катализато-35 ра в час, конверсия муравьиной кислоты за один проход 48,4%. Получение сополимера ведут согласно примеру VIII, а перевод сополимера з активное состояние согласно примеру 0 V источника 1.

(-CTi-CFzb-lCFz-flm30

Данные по зависимости произ тельности процесса и конверсии равьиной кислоты от температур реакторе приведены в таблице ка катализатора и условия пров с. пыта аналогичны примеру 1) .

Проведенные опыты показываю и при температуре процес рактеризуется высокой производ ностью и степенью конверсии му ной кислоты, однако дальнейшее жение температуры процесса при к заметному снижению активност ме того, для перевода муравьин кислоты в газообразное состоян в системе необходимо соз разрежение.

Поскольку при повьшении тем ры от 130 до производите процесса изменяется незначител такое повьшение температуры пр ляется нецелесообразным.

Пример 2. Отработанну цессе электролиза хлористого н и непригодную к дальнейшей экс ции ионообменную мембрану, пол ную из сополимера общей формул

O-CPj-CF-O-CFz-CFj-SOaH

СГз

где п - 800 - 8000;

m - 70 -730,

разрезают на ленты длиной 40-50 мм и шириной 5-10 мм и кипятят на протяжении 4 ч в 15%-ном растворе соляной кислоты (на 10 г сополимера 400 мл кислоты). После этого сополимер промывают водой до нейтральной реакции и сущат до постоянного веса При . Высушенный сополимер по

СГз

Данные по зависимости производительности процесса и конверсии муравьиной кислоты от температуры в реакторе приведены в таблице (загрузка катализатора и условия проведения с. пыта аналогичны примеру 1) .

Проведенные опыты показывают, что и при температуре процесс характеризуется высокой производительностью и степенью конверсии муравьиной кислоты, однако дальнейшее снижение температуры процесса приводит к заметному снижению активности. Кроме того, для перевода муравьиной кислоты в газообразное состояние при в системе необходимо создавать разрежение.

Поскольку при повьшении температу ры от 130 до производительность процесса изменяется незначительно, то такое повьшение температуры представляется нецелесообразным.

Пример 2. Отработанную в процессе электролиза хлористого натрия и непригодную к дальнейшей эксплуатации ионообменную мембрану, полученную из сополимера общей формулы

мещают в реактор в количестве 2,5 г. Температуру в реакторе поднимают до 120 С и пропускают муравьиную кисло ту со скоростью 4,8 кг/кг катализатора в час. Анализ продуктов реакции показал, что производительность процесса составляет 2, 33 кг НСООН/кг катализатора в час, а конверсия му- рувьиной кислоты за один проход 47,5%.

31

Таким образом предлагаемый способ характеризуется высокой производительностью и степенью конверсии муравьиной кислоты при пониженных энергетических затратах. Кроме того, предлагаемый способ открывает перспективу утилизации отработанных в процессах производства едкого натра ионообменных мембран благодаря возможности использования их в качестве катализаторов процесса получения окиси углерода дегидратацией муравьиной кислоты.

При известном способе конверсия муравьиной кислоты за один проход составляет всего 29%, производитель- HodTb процесса по муравьиной кислоте не превьппает 1,42 кг/кг КУ-2 в час.

(СГ2-СР2)л-(СГ2-СР)O-CFg-CF-O-CPz-CFj-SOjH

CF,,

где п - 800-8000;

m - 70 -730, и с мол.м. 50000-500000 у.е.

Давление в системе 0,7 атм.

Относительно высокая температура (ISS-iyO C) проведения процесса обуславливает повьшен1Шв энергетические затраты.

Формула изобретения

и перфтор-3,6-диокса-4-метил-7-октенсульфокислоты общей формулы

2. Способ ПОП.1, отличающийся тем, что процесс ведут при 100-130 6.