<B>Procédé de fabrication de solutions aqueuses concentrées de</B> formaldéhyde et appareillage pour la mise en aeuvre de ce procédé La présente invention a pour objet un procédé de fabrication de solutions aqueuses concentrées de formaldéhyde par oxydation catalytique de méthanol au moyen d'air, caractérisé par le fait que le mélange gazeux provenant de la réaction catalytique est refroidi pour en séparer les produits condensables des gaz et que ces derniers sont lavés avec du métha nol froid,
le mélange des condensats et de la solution méthanolique de lavage étant réunis et l'ensemble traité par distillation pour séparer en totalité ou partiellement le méthanol de la solution aqueuse de formaldéhyde.
L'invention a également pour objet un appa reillage pour la mise en oeuvre du procédé, dans lequel les gaz non condensés et sortant du lavage au méthanol sont lavés à l'eau pour récupérer le méthanol et dans lequel le méthanol récupéré est concentré, caractérisé par le fait que cet appareillage comprend un dispositif de chauffage alimenté en fluide chaud constitué par des vapeurs de méthanol issues de la colonne de concentration du méthanol,
la circulation de ce méthanol chaud chauffant la colonne de désalcoolisation de la solution de formal- déhyde.
Il est connu de fabriquer le formaldéhyde à partir du méthanol généralement en phase gazeuse à haute température en laissant passer un mélange de vapeurs de méthanol et d'air en proportion convenable sur un catalyseur. Les produits de cette réaction sont refroidis de manière à recueillir les produits conden- sables et les gaz non condensés sont lavés à l'eau pour obtenir le formaldéhyde et récupérer le métha nol non transformé. La solution ainsi obtenue et réunie aux condensais constitue la solution aqueuse brute de formaldéhyde. Cette solution est plus ou moins concentrée selon la quantité d'eau utilisée pour le lavage des gaz.
Cette solution contient à part le formaldéhyde, du méthanol en quantité variable selon le catalyseur utilisé et la proportion d'air et de méthanol employée. Elle peut être utilisée telle qu'elle est, mais peut aussi être libérée en partie ou en totalité du méthanol qu'elle contient.
Cette technique connue est généralement satis faisante, mais la concentration des solutions aqueuses de formaldéhyde obtenues est nécessairement limi tée, car il faut laver les gaz non condensés avec une quantité d'eau suffisante pour réduire les pertes en formaldéhyde et en méthanol dans ces gaz.
Il a été trouvé qu'il est possible d'éviter la dilu tion des solutions de formaldéhyde par les eaux de lavage en refroidissant les gaz provenant de l'oxyda tion catalytique du méthanol pour en séparer les produits condensables et en lavant les gaz non con densés et refroidis avec du méthanol pour récupérer le formaldéhyde et l'eau qu'ils contiennent. Ce lavage est d'autant plus facile que la température des gaz s'abaisse fortement du fait de l'évaporation d'une partie du méthanol utilisé pour le lavage.
Le métha nol recueilli au lavage des gaz est joint aux conden- sats et ce mélange est désalcoolisé totalement ou partiellement, selon le produit désiré, par distillation.
Le méthanol obtenu par lavage et désalcoolisation est concentré et peut être utilisé comme du méthanol neuf dans la fabrication. On récupère du méthanol par lavage des gaz saturés de méthanol avec de l'eau et par distillation de ces eaux de lavage.
Cette méthode permet d'obtenir des solutions aqueuses de formaldéhyde très concentrées puis- qu'elles ne comportent que l'eau produite au cours de la réaction catalytique.
Cette méthode permet aussi de récupérer très complètement le méthanol dans les gaz non conden sés parce que la quantité d'eau de lavage n'est limitée que par l'accroissement de dépense calorifique résul tant de l'épuisement en méthanol du supplément d'eau de lavage.
Les gaz non condensés sont envoyés à la colonne de lavage au méthanol à une température aussi basse que le permet la température de l'eau de refroidisse ment dont on dispose. Cette température pourra généralement ne pas excéder 30o C, mais le principe du procédé reste valable, même si la température des gaz atteint 400 C.
Le principe du procédé reste aussi- inchangé si on procède au lavage des gaz par le méthanol à basse température en utilisant une machine frigorifique pour refroidir le méthanol utilisé ou la colonne de lavage.
Les distillations de la solution de formaldéhyde et de l'eau de lavage pour en séparer le méthanol peuvent être effectuées de toutes manières usuelles, c'est-à-dire avec des colonnes appropriées à la pres sion atmosphérique, sous vide partiel ou sous une pression inférieure à -la pression atmosphérique.
Il est en particulier avantageux d'utiliser un appa reillage fonctionnant sous un vide partiel pour la désalcoolisation de la solution de formaldéhyde et un appareillage sous pression pour la distillation de la solution aqueuse de manière à chauffer la première colonne par la seconde.
A titre d'exemple non limitatif on décrit ci-des sous un mode d'application du procédé. <I>Exemple</I> 1000 kg/h d'air atmosphérique à une pression de 750 mm de Hg aspirés par un surpresseur de gaz B à travers un filtre A sont refoulés dans un appareil C où ils barbotent dans du méthanol main tenu à 521, C par un chauffeur à vapeur avec réglage par le robinet 4.
Cet appareil est alimenté en méthanol provenant d'un bac O avec réglage du débit par un robinet 1. Le mélange contenant 975 kg/h de méthanol sortant du saturateur C passe sur le catalyseur D à base d'argent métallique qui se maintient à une tem pérature voisine de 5000 C en transformant selon la réaction bien connue 585 kg/h de méthanol en for- maldéhyde avec libération de l'hydrogène correspon dant, dont une partie est oxydée en eau par l'oxygène de l'air.
Il se forme en même temps un peu de COz et tout (oxygène de l'air disparait dans la réaction.
Le mélange gazeux pénètre ensuite à la base de la colonne E qui reçoit en tête des produits de la condensation mis en circulation par une pompe I à partir du soubassement de E et refroidis dans un réfrigérant G.
Les gaz ainsi refroidis à 300 C sont ensuite lavés dans une colonne F qui reçoit en tête 140 kg/h de méthanol. Une partie de ce méthanol s'évapore en abaissant la température du gaz à -h 15o C.
Le méthanol de lavage recueille dans la colonne F le formaldéhyde et l'eau dont les gaz étaient chargés en sortant de la colonne E et ce méthanol rejoint dans cette colonne E les condensats.
On recueille ainsi au soubassement de la colonne E un mélange liquide contenant
EMI0002.0039
formaldéhyde <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 4:87 <SEP> kg
<tb> eau <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 208 <SEP> kg
<tb> méthanol <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 410 <SEP> kg
<tb> total <SEP> des <SEP> condenses <SEP> : <SEP> 1105 <SEP> kg Ce mélange est refoulé par la pompe I sous contrôle d'un robinet 6 à une colonne à distiller K, qui est maintenue sous une pression absolue de 0,6 atmosphère par une pompe à vide N et qui distille dans un condenseur M.
Cette colonne K épuise en méthanol le mélange qu'elle reçoit et ce méthanol est renvoyé au bac O sous contrôle du robinet 2.
Le mélange, eau-formol, restant titre 70 % envi ron de formol et peut être pratiquement exempt de méthanol. On le prélève au soubassement de la colonne à distiller K et on l'évacue après refroidisse ment à 750 C dans un réfrigérant P.
Les gaz saturés de méthanol à 150 C passent de la colonne F à la base d'une colonne H, qui reçoit en tête 480 kg/h d'eau froide. Ces gaz sont ainsi lavés et s'échappent en tête de colonne pratiquement exempts de méthanol.
La partie inférieure de cette colonne H est refroi die par un faisceau de tubes Q dans lesquels on fait circuler de l'eau froide. On recueille à la base de la colonne H un mélange de 480 kg/h d'eau et 120 kg/h de méthanol qu'on envoie par une pompe J à une colonne à distiller L. Cette colonne chauffée par barbotage de vapeur admise par un robinet 12, fonc tionne sous la pression effective de 4 atmosphères en chauffant par un dispositif de chauffage R la colonne K qui est constituée par un serpentin. Dans une variante on peut prévoir en complément un second serpentin alimenté en vapeur.
La colonne K concen tre en tête le méthanol qui est renvoyé en vapeur à un saturateur C par un robinet 11, tandis que l'eau épuisée en méthanol est envoyée à l'égout par un purgeur 16.
La colonne L est munie à sa tête d'une conduite 18 reliant cette colonne au serpentin R situé dans la partie inférieure de la colonne K. Une bouteille V permet de scinder la masse de méthanol sortant du serpentin R en deux parties soit le méthanol con densé qui reflue par le conduit 19 sur la colonne L, soit la vapeur de méthanol non condensé qui est envoyé dans l'appareil C par l'intermédiaire d'une conduite 20 munie du robinet 11 permettant de régler le débit, de manière que du méthanol pratique ment pur seulement soit ainsi soustrait à la colonne L.