[发明专利]甲醇分解的方法

说明书

本发明是关于甲醇分解的方法，更详细地说，本发明是关于以得到含有H₂和CO为主要成分的气体的甲醇分解的方法。

在一些国家中，甲醇的原料可以以低成本得到，并已建立起3000吨/日水平的大规模工厂，并且大量的甲醇从这些国家输出到其它消费国家。大部分甲醇都是用作化学原料，例如用于甲醛的合成。进而，又注意到甲醇是很廉价的，并且是清净的能源和CO及H₂的一种来源。

以分解甲醇得到的含有CO和H₂为主要成分的气体，可以用作内燃机和其它机械的燃料。那是因为由内燃机排出的废气可被用作加热分解甲醇反应所需的能源。因此，废气的能源可以有效地回收，并且内燃机的热效率可以得到改善。此外，这种情况下，抑制了醛的生成，并且易于得到清净的废气。

进而，由甲醇分解而得到的CO和H₂是有用的化工原料。即，它们是制备以下化合物重要的基本原料。例如用于羰基化反应合成醛类，甲醇羰基化合成醋酸，通过用H₂还原二硝基甲苯来合成二胺，通过CO与Cl₂反应生成光气，通过二胺与光气生产异氰酸盐（TDI）和类似化合物。

通常，CO和H₃在工业上可通过烃类的水蒸气转化过程或部分氧化而得到。这些烃类，如甲烷、石脑油、原油和煤。另一方面，通过分解甲醇得到CO和H₂的方法与上述一般的方法相比较，其优点是可以使用较低的反应温度，设备上以较少的投资，操作中只需较少量的劳动力。可以说，是由于使用了廉价的甲醇，所以通过分解甲醇来制备CO和H₂的方法是比较经济的。

在甲醇分解时，使用了催化剂，在本申请中提出了多种催化剂，它们是如载于预先处理过的氧化铝载体上的活性金属化合物，特别是铂族元素、非贵重金属元素、如铜、镍、铬和锌及它们的氧化物。此外，在分解反应中，也提出了不使用载体，而直接用含有基底金属氧化物的混合催化剂。特别是用于甲醇合成上不使用任何载体的氧化铬/氧化锌体系、氧化铜/氧化锌体系或氧化铜/氧化锌/氧化铝体系的催化剂。

一般使用的催化剂具有以下的缺点：

（1）在载体上的催化剂寿命短，特别是对于在载体上的贵重金属或铜族元素的催化剂。由于存在于原料中的杂质，使得催化剂的活性日趋降低，更坏的是，铜族元素催化剂的耐热性低。

（2）与具有载体的催化剂相比，甲醇合成的催化剂在寿命上是优于前者的，但是使用后者催化剂，会产生出二甲醚、甲烷和高沸点产物的副产物。

（3）众所周知，当使用普通催化剂时，甲醇的分解反应是缓慢的，并且碳沉积在催化剂上。因此，当在长时间周期内使用该催化剂时，催化剂的活性日趋降低（AlCHE，Spring    Nalional    Meeling，“作为燃料用甲醇的分解”1984，EPB118700;USP4，780.300，和日本公开专利NOS.51-119002，51-122102和52-52902）。为了解决上述问题，曾提出过将甲醇和水加入到催化剂层中，以便使局部发生甲醇的水蒸汽转化过程，然后，将得到沉积在催化剂上的含碳物质或它的原始物，通过蒸气蒸馏而被除去的方法。

如上所述，当甲醇与水一起加入到催化剂层时，则CO/H₂在产生气体中的比例下降。这样的气体组成是不适用于用羰基化合成醛类，或用于只需CO的甲醇和CO合成醋酸的方法中。

如上所述，在一般的甲醇分解方法中，催化剂的稳定性较低和寿命较短，而且在高温下，可以看到催化剂的活性降低。进而，在用一般分解方法中而得到的气体中，还含有大量的副产物，如甲烷、二甲醚和高沸点产物。因此，当CO和H₂被用作生产化学产品的原料时，这类气体需要提纯。

本发明的目的是提供了以高效率分解醇的方法，并且没有一般方法中所存在的问题。

本发明的另一个目的是提供了分解甲醇的方法，该方法是甚至在水与加入到催化剂层中的甲醇不共存的情况下，也能高效率地分解甲醇，这种方法使得在长时间操作中，含碳物质不会沉积，以致催化剂的活性不会降低。

本发明还有一个目的是提供制备高的CO/H₂比例的气体的方法。