JPH02111738A - ホルムアルデヒド標準ガス発生方法 - Google Patents

ホルムアルデヒド標準ガス発生方法

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JPH02111738A
JPH02111738A JP26343088A JP26343088A JPH02111738A JP H02111738 A JPH02111738 A JP H02111738A JP 26343088 A JP26343088 A JP 26343088A JP 26343088 A JP26343088 A JP 26343088A JP H02111738 A JPH02111738 A JP H02111738A
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亨一 石川
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    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ホルムアルデヒド標準ガス発生方法に関する
〔従来の技術〕
例えば大気中のホルムアルデヒドを分析するための分析
計を校正する場合、濃度の確かなホルムアルデヒド標準
ガス(以下、標準ガスと云う)が必要であるが、この標
準ガスを得るのに、従来よりホルムアルデヒド(HCH
O)の三量体であるトリオキサン((CH*0)i)の
蒸気を、リン酸を担持させた炭化珪素(S i C)か
らなる触媒を充填した熱分解触媒筒を通すようにして、
熱分解によってトリオキサンからホルムアルデヒドに転
化させ、これによって得られたホルムアルデヒドを適宜
希釈するようにしていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記従来の方法では次のような問題点が
あった。
即ち、トリオキサンの転化のために用いる触媒がリン酸
を担持させた炭化珪素であるため、トリオキサン蒸気や
転化後のホルムアルデヒドが前記触媒の表面に吸着され
、トリオキサンからホルムアルデヒドへの転化率が50
〜60%に止まると共に、前記吸着の度合が変化するた
め、ホルムアルデヒドの発生量(発生濃度)が不安定に
なり易かった。
そして、上記のように吸着された物質が触媒の表面から
離脱することがあり、このような離脱が生じると、例え
ば触媒筒の下流側に分析計を接続してこれを校正してい
るような場合、この校正に悪影響が及ぼされることにな
る。
また、リン酸は吸湿性があるため、これを炭化珪素に担
持させる処理が面倒で、しかも、この処理によって得ら
れた触媒の保管に細心の注意を払う必要があるなど、触
媒の製作および取り扱いが面倒であった。
本発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その
目的とするところは、トリオキサンからホルムアルデヒ
ドへの転化率をほぼ100%にすることができるホルム
アルデヒド標準ガス発生方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上述の目的を達成するため、本発明に係るホルムアルデ
ヒド標準ガス発生方法は、トリオキサン蒸気を接触させ
る触媒として炭化珪素を用いるようにした点に特徴があ
る。
(作用〕 上記方法によれば、トリオキサン蒸気や転化後のホルム
アルデヒドが炭化珪素からなる触媒の表面に吸着される
ことがなく、従って、トリオキサンからホルムアルデヒ
ドへの転化率がほぼ100%になる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を、図面を参照しながら説明す
る。
第1図は本発明方法を実施するための標準ガス発生装置
のフローシートの一例を示し、同図において、lはマス
フローコントローラで、その上流側(図中の左方)に設
けられたガス源(図外)から供給されるキャリヤガスと
しての窒素ガス(以下、N、ガスと云う)の流量を精密
に制御するものである。
2は恒温槽3内に設けられたベーパライザで、例えばス
テンレスよりなる筒体内に適宜量のトリオキサンが充填
しである。そして、このベーパライザ2が適宜の温度に
加熱・保温されることにより、トリオキサンが蒸発して
所定の蒸気圧のトリオキサン蒸気となり、マスフローコ
ントローラlからのN2ガスによって下流側に搬送され
るようにしである。4はベーパライザ2と直列接続され
た予熱管、5は圧力ゲージである。
6は乾燥器7内に設けられた熱分解触媒筒で、例えばス
テンレスよりなる筒体内に触媒として粒状の炭化珪素(
粒径100メツシユ)を所定量充填しであると共に、所
定の温度に加熱・保温されるように構成しである。そし
て、ベーパライザ2からのトリオキサン蒸気はこの熱分
解触媒筒6内の炭化珪素に接触することにより、所定の
条件下において熱分解され、ホルムアルデヒドに転化さ
れる。
8は熱分解触媒筒6の下流側の出口に近い点Aにおいて
合流するように設けられた希釈ガス供給ラインで、図外
のガス源から供給される希釈ガスとしてのN2ガスの流
量を精密に制御するためのマスフローコントローラ9と
予熱管10とを備えている。そして、熱分解触媒筒6に
おいて生成されたホルムアルデヒドはこの希釈ガス供給
ライン8からのN3ガスにより所望の濃度に希釈されて
標準ガスとなる。
11は熱分解触媒筒6の下流側にサンプラー12を介し
て設けられるガスクロマトグラフィで、熱分解触媒筒6
からの4!li準ガスを分析し、その濃度を測定する。
13はガスクロマトグラフィ11へのガスライン14に
おける点Bから分岐したガスライン15に設けられた熱
酸化筒で、例えばステンレスよりなる筒体内に適宜量の
酸化触媒が充填しであると共に、適宜の温度に加熱・保
温されるようにしてあり、熱分解触媒筒6からの標準ガ
スと未転化のトリオキサンとを熱酸化して炭酸ガス(C
O2)に変換する。
そして、この熱酸化筒13の下流側にはCO□濃度計1
6が設けてあり、熱酸化筒13からのCOlの濃度を測
定する。つまり、このCO2濃度計16によって、熱分
解触媒筒6から排出されるホルムアルデヒドと未転化の
トリオキサンとの総量が計測されるのである。
17は上記熱酸化に供される酸素ガス(0,)の流量を
制御するためのマスフローコントローラで、図外のガス
源に接続しである。また、18.19はニードルバルブ
である。
なお、恒温槽3と乾燥器7との間、乾燥器7とガスクロ
マトグラフィ11との間、点Bと熱酸化筒13との間の
それぞれの管路にはヒータが設けてあり、これらの管路
を少なくとも90°C1あるいは、ホルムアルデヒドの
濃度が数%を超える場合には250°C以上になるよう
に加熱・保温するようにしである。
第2図は上記ベーパライザ2.熱分解触媒筒6熱酸化筒
13に用いられる筒体20の一例を示し、図中のdは筒
体20の内径を示し、本実施例においては71m!lで
ある。また、Xは筒体20内に充填される充填物の長さ
を示し、ベーパライザ2においては充填物としてトリオ
キサンを10c+a、熱分解触媒筒6においては炭化珪
素を10cm (このときの炭化珪素の重量は約6g)
、また、熱酸化筒13においては酸化用触媒としてDA
SH−220(日本エンゲルハルト−社製)を23C1
1充填した。なお、21゜21は筒体20の両端開口部
に詰め部材として設けられる石英ウールである。
而して、上記構成において、ベーパライザ2において所
定の蒸気圧でトリオキサン蒸気が発生している状態で、
マスフローコントローラ1を介してNtガスを、その最
大流量が200cc/sinになるようにしてベーパラ
イザ2に供給すると、トリオキサン蒸気は熱分解触媒筒
6方向に搬送され、ここで、熱分解触媒筒6内の炭化珪
素に接触することにより熱分解され、トリオキサンがほ
ぼ100%の割合でホルムアルデヒドに転化する。この
反応によって生成するホルムアルデヒドの濃度は、前記
N2ガスの流量やベーパライザ2の温度に依存するが、
0.1〜20%の範囲の濃度で定量的に発生する。そし
て、このホルムアルデヒドをマスフローコントローラ9
を介して供給されるN、ガスで希釈することにより、I
)I)bオーダル数10%オーダの標準ガスが得られる
そして、熱分解触媒筒6における温度を変化させて、反
応温度とトリオキサンのホルムアルデヒドへの転化率と
の関係を求めたところ、表1に示すような結果が得られ
た。
このときの他の発生条件は次の通りである。
ベーパライザ温度、 46.2℃ ベーパライザへのN2ガス流量; 60cc/min希
釈用N2ガス量i 61/valn ゲージ圧力i  0.8kg/CdG 炭化珪素の充填長さ10cm 表  1 て、炭化珪素の充填長さとトリオキサンのホルムアルデ
ヒドへの転化率との関係を求めたところ、表2に示すよ
うな結果が得られた。
このときの他の発生条件は次の通りである。
ベーパライザ温度; 46.2°C ヘーパライザへのN2ガス流量: 60cc/+win
希釈用N、ガス量;61/lllIn ゲージ圧力i  0.8kg/c4G 熱分解触媒筒温度;270°C 表2 上記表1から、熱分解時の反応温度が250°Cにおい
ては、トリオキサンのホルムアルデヒドへの転化率が9
8.7%となり、前記温度が270°C以上においては
転化率が100%になることが判る。
次に、熱分解触媒筒6(筒体20の内径は20 mm 
)に充填する炭化珪素の充填長さ(充填量)を変化させ
上記表2から、炭化珪素の充填長さが10c= (充填
量として約6g)あれば、転化率が100%になること
が判る。
また、重量法によりトリオキサンの定時間での減少量を
計り、発生したホルムアルデヒドの濃度より収率を求め
たところ、98.1%であった。
さらに、ベーパライザ2の温度を30〜50°Cにおい
て5℃ずつ変化させ、発生したホルムアルデヒドとの関
係を求めたところ、濃度は各温度に依存しており、蒸気
圧を濃度から求めたところ、タラジウスータラペイロン
の関係と一致することが確かめられた。
そして、ベーパライザ2に供給されるN、ガスの流量を
変化することによって、ホルムアルデヒドの発生濃度を
、500.1000.1500.2000 ppmと段
階的に変化させたときのステップ応答を調べたところ、
第3図に示す通りであり、応答性にすぐでいることが判
る。なお、ベーパライザ2に供給されるN2ガスの流量
を変化させたとき、前記濃度が安定するまでに5分程度
必要であった。
また、ホルムアルデヒドを連続的に9809P−発生さ
せたときのCO□濃度計16による測定結果は第4図に
示す通りである。そして、ガスクロマトグラフの結果で
は、5分間おきに20回サンプリングを行い面積を比較
したところ、変動係数は1.8%であり、これらのこと
から、安定性に優れていることが判る。
上記実施例では、キャリヤガスおよび希釈ガスとしてN
2ガスを用いているが、他の不活性ガスを用いてもよい
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、きわめて安定し
てトリオキサンからホルムアルデヒドに転化させること
ができ、特に、270℃以上の反応温度で、炭化珪素の
充填長さが10鋪(内径711II11、充填量6g)
以上あれば、その転化率を100%にすることができ、
従来方法では実現が困難であった10%以上の標準ガス
を発生させることができ、この標準ガスをN2ガスなど
不活性ガスを用いて希釈することにより、任意濃度の標
準ガスを得ることができる。
そして、本発明によれば、従来方法のように触媒による
ガス吸着がないから、この吸着に起因する弊害を一掃す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法を実施するための標準ガス発生装置
のフローシートである。 第2図はベーパライザ、熱分解触媒筒、熱酸化筒に用い
られる筒体の一例を示す図である。 第3図はステップ応答性を示す図である。 第4図は安定性を示す図である。 2・・・ベーパライザ、6・・・熱分解触媒筒。 第2図 出 願 人   株式会社 エステツク化 理 人  
 弁理士  藤本英夫

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. トリオキサン蒸気を所定温度に加熱された触媒に接触さ
    せて熱分解によりホルムアルデヒドを発生するようにし
    たホルムアルデヒド標準ガス発生方法において、前記触
    媒として炭化珪素を用いることを特徴とするホルムアル
    デヒド標準ガス発生方法。
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