DE1294360B - Process for the production of formaldehyde - Google Patents
Process for the production of formaldehydeInfo
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Description
1 21 2
Das Verfahren, Formaldehyd durch dehydrierende Für das Verfahren geeignet sind reines Methanol,The process, formaldehyde by dehydrogenating For the process are suitable pure methanol,
Oxydation von Methanol an Silberkatalysatoren her- technisch reines Methanol oder deren MischungenOxidation of methanol over silver catalysts - technically pure methanol or mixtures thereof
zustellen, wird bereits seit langem in großtechnischem mit Wasser; im letztgenannten Fall ist die Konzen-delivering has long been used on a large scale with water; in the latter case, the concentration
Maßstab ausgeführt. Nach den bisher durchgeführten tration der wäßrigen Gemische nicht kritisch undScale executed. After the previously carried out tration of the aqueous mixtures not critical and
Verfahren wurde der Silberkatalysator je Flächen- 5 kann zwischen 40 und 70 Gewichtsprozent, vorzugs-Process was the silver catalyst per surface 5 can be between 40 and 70 percent by weight, preferably
einheit des Katalysatorbettquerschnitts in der Zeit- weise zwischen 50 und 65 Gewichtsprozent, MethanolUnit of the catalyst bed cross-section is sometimes between 50 and 65 percent by weight, methanol
einheit nur mit relativ geringen Methanolmengen be- schwanken. Als oxydierendes Agens lassen sich so-unit can only fluctuate with relatively small amounts of methanol. As an oxidizing agent,
lastet, wodurch für die Reaktion entsprechend große wohl der reine Sauerstoff als auch freien Sauerstoffburdens, whereby the pure oxygen as well as free oxygen are correspondingly large for the reaction
Reaktoren verwendet werden mußten. So ist aus der enthaltende Gase, insbesondere Luft, verwenden.Reactors had to be used. For example, the gases contained, in particular air, should be used.
USA.-Patentschrift 2462413 bekannt, lediglich bei i0 Sauerstoff und Methanol werden zweckmäßig imUSA.-Patent 2462413 known, only with i0 oxygen and methanol are expedient in the
Katalysatorbelastungen zwischen umgerechnet 0,195 Molverhältnis von 0,3 bis 0,6, insbesondere von 0,4Catalyst loadings between the converted 0.195 molar ratio of 0.3 to 0.6, in particular of 0.4
und 1,4631 Methanol je.-Kätalysatorbettquerschnitt je bis 0,5,, angewandt. Dabei sind eventuelle Begleiterand 1.4631 methanol per catalyst bed cross section up to 0.5 ,, each applied. There are possible companions
Stunde zu arbeiten. des Sauerstoffs, wie Stickstoff und Argon, nicht mit-Hour to work. of oxygen, such as nitrogen and argon, do not
In der deutschen Auslegeschrift 1231229 ist ferner gerechnet. Eine Verdünnung der Reaktionsmischunbeschrieben, für die dehydrierende Oxydation von i5 gen mit Wasserdampf kann Vorteile mit sich bringen, Methanol zu Formaldehyd vorteilhaft Schichten wobei man zweckmäßig von 0,8 bis zu 1,9 Raumteile aus Silberkristallen zu verwenden, deren Kristalle zu Wasserdampf je Raumteil Methanoldampf verwendet, mindestens 50 Gewichtsprozent aus Kristallen der Die Reaktionstemperaturen liegen beim neuen VerKorngröße 1,25 bis 5,0 mm bestehen, und die Höhe fahren zwischen 600 und 800° C, vorteilhaft zwischen der Schicht zwischen 15 und 50 mm zu wählen. In 20 675 und 750° C. Es läßt sich sowohl bei gewöhnder genannten Auslegeschrift wird eine bevorzugte Hchem wie bei Unter- und Überdruck durchführen; Ausführungsform für die Umsetzung beschrieben, jm allgemeinen kommen Drücke zwischen 0,05 und welche darin besteht, daß man mit einem Zwei- 2 ata in Betracht.In the German Auslegeschrift 1231229 is also calculated. A dilution of the reaction mixture, not described, for the dehydrogenative oxidation of i5 gene with water vapor can bring advantages, methanol to formaldehyde advantageous layers, where it is expedient to use from 0.8 to 1.9 parts by volume of silver crystals, the crystals of which are water vapor per part volume of methanol vapor used, at least 50 percent by weight from crystals of the The reaction temperatures are the new grain size 1.25 to 5.0 mm, and the height go between 600 and 800 ° C, advantageously to choose between the layer between 15 and 50 mm. At 20 675 and 750 ° C. It is possible to carry out a preferred Hchem with the customarily mentioned interpretation, as well as with underpressure and overpressure; Embodiment for the implementation described, j m generally pressures between 0.05 and which consists in the fact that one with a two ata into consideration.
Schichtenkatalysator arbeitet, dessen untere Schicht Die Silberkristalle werden in üblicher Weise durch aus Silberkristallen der erwähnten Korngröße besteht, a5 Elektrolyse von wäßrigen Silbersalzlösungen herauf der sich eine dünne Schicht von Silberkristallen gestellt. Diese Silbersalzlösungen, können durch Aufmit Korngroßen bis zu 1 mm befindet. Auch dieser lösen von frischem Silber oder von gebrauchtem Katalysator wurde mit nur 1,351 Methanol je Qua- Katalysator erhalten werden. Die Zusammensetzung dratmeter Katalysatorbettquerschnitt und Stunde be- der Korngrößen in den Schichten des Katalysators lastet, um eine möglichst lange Katalysatorlebens- 3o kann durch Sieben in Korngrößenklassen und nachdauer zu erreichen, trägliches Wiedervermischen in den gewünschtenLayered catalyst works, the lower layer D i e silver crystals are composed in a conventional manner by silver crystals of the mentioned particle size, up a5 electrolysis of aqueous silver salt solutions provided a thin layer of silver crystals. These silver salt solutions can be located by adding grain sizes up to 1 mm. Also, this resolve of fri sc h em silver or used catalyst was obtained with only 1,351 of methanol per square catalyst. The composition of the three-meter catalyst bed cross-section and the hour in which the grain sizes are loaded in the layers of the catalyst, in order to achieve the longest possible catalyst life by sieving into grain size classes and afterwards, subsequent mixing into the desired ones
Es wurde nun gefunden, daß sich Formaldehyd in Mengenverhältnissen erzielt werden. Man kann aberIt has now been found that formaldehyde can be obtained in proportions. But you can
der Gasphase durch Umsetzung von Methanol mit auch 5 die Elektrolyse so lenken, daß man unmittelbarthe gas phase by reacting methanol with 5 also steer the electrolysis so that you can immediately
Sauerstoff oder freien Sauerstoff enthaltenden Gasen, eine für dne d J er Katalysatorschichten geeigneteOxygen or free-oxygen containing gases, a suitable for dne d J he catalyst layers
gegebenenfalls m Gegenwart von Wasserdampf bei Korngrößenverteilung erhält.optionally obtained in the presence of water vapor with particle size distribution.
Ι^^^ΖίΆ^Γ^^^^ Ei käßi Ad Ι ^^^ ΖίΆ ^ Γ ^^^^ Ei käßi Ad
Ι^Ζ^^ΖίΆ^οΓ^^^^ά Eine zweckmäßige Anordnung des Zweischichten- Ι ^ Ζ ^^ ΖίΆ ^ οΓ ^^^^ ά A practical arrangement of the two-layer
die als Zweischichtkatalysator angeordnet sind, wobei katalysators besteht z B< darin daß man siIber_which are arranged as a two-layer catalyst, where the catalyst consists e.g.
SS f1ÄS S1V Kß ™ 4°bd SS f1ÄS S 1 V Kß ™ 4 ° bd
SSTeSS ßfrri1ÄS3iE SVf KorTße ™ bf 4'°t ramuTbrndbere SSTeSS ßfrri1ÄS3iE SVf Kor T ße ™ b f 4 '° t ram uT b r nd b ere
einen Zweischichtenkatalysator verwendet, dessen X>? *IS 2:5 m.m' auf einer perforierten Unterlage, beiuntere Schicht 15 bis 40 mm stark ist und zu minde- 4<> spielsweise einem Sieb oder einer Lochplatte in einer stens 50 Gewichtsprozent aus Kristallen der Korn- . Schichthohe von 15 bis 40 mm vorzugsweise 20 bis größe 1,0 bis 4,0 mm besteht und dessen obere 30 mm, aufschüttet. Auf der erhaltenen Schicht wird Schicht eine Stärke von 0,75 bis 3,0 mm hat und aus em,e 0^5. ^s 3,0 mm, insbesondere 1,0 bis 2 0 mm Kristallen mit Korngrößen von 0,1 bis 0,9 mm be- hohe Schicht von Silberkristallen der Korngroße von steht, und diesen Katalysator mit 1,5 bis 3 t, ins- 45 0,1 bis 0,9 mm, vorteilhaft 0,2 bis 0,75 mm, aufbesondere mit 2 bis 3 t Methanol je Quadratmeter getragen. Man kann die obere Schicht des Zwei-Katalysatorbettquerschnitt und Stunde belastet. Schichtenkatalysators gleichmäßig auf der unterenuses a two-layer catalyst whose X >? * IS 2 : 5 m . m 'on a perforated base, the lower layer is 15 to 40 mm thick and at least 4 <> for example a sieve or a perforated plate in at least 50 percent by weight of crystals of the grain. Layer height of 15 to 40 mm, preferably 20 to 1.0 to 4.0 mm in size, and its upper 30 mm, piles up. On the layer obtained, the layer will have a thickness of 0.75 to 3.0 mm and will consist of em , e 0 ^ 5 . ^ s 3.0 mm, in particular 1.0 to 20 mm crystals with grain sizes from 0.1 to 0.9 mm, a layer of silver crystals with a grain size of stands, and this catalyst with 1.5 to 3 t, ins - 45 0.1 to 0.9 mm, advantageously 0.2 to 0.75 mm, in particular with 2 to 3 tons of methanol per square meter. You can load the upper layer of the two catalyst bed and hour. Layered catalyst evenly on the lower
Nach dem neuen Verfahren wird dehydrierende Schicht auftragen. Es ist jedoch zweckmäßig, die Oxydation von Methanol bei etwa dem gleichen Um- Schichtdicke der oberen Schicht in der Randzone satz bei einer bis zu mehr als doppelt so hohen Be- so größer zu wählen als in der Mitte der Katalysatorlastung des Katalysatorbettquerschnitts wie bisher fläche. Zur technischen Ausführung verwendet man ausgeführt. Hierdurch wird gegenüber den bekannten bevorzugt Katalysatorbettdurchmesser von minde-Verfahren eine wesentlich höhere Raum-Zeit-Aus- destens 0,5 m, beispielsweise 1 bis 3 m. beute erzielt. Durch die Silberschüttung werden die miteinanderAccording to the new process, a dehydrating layer is applied. However, it is useful that the Oxidation of methanol at about the same µm layer thickness of the upper layer in the edge zone The rate should be selected to be greater than in the middle of the catalytic converter load if the load is up to more than twice as high of the catalyst bed cross-section as before. For technical execution one uses executed. As a result, the diameter of the catalyst bed of the minde process is preferred over the known ones a significantly higher space-time clearance of at least 0.5 m, for example 1 to 3 m. Through the pouring of silver they become one another
Das neue Verfahren beruht auf der überraschen- 55 vermischten und erhitzten Ausgangsstoffe, gegebenenden Beobachtung, daß bei der Katalysatorbelastung falls unter Zumischen von Wasserdampf, hindurchnach der Erfindung bis zum Abfall der Katalysator- geleitet. Nach Verlassen des Katalysators werden die aktivität eine größere Menge an Methanol je Ge- Reaktionsgase möglichst schnell abgekühlt und konwichtseinheit des Katalysators in Formaldehyd um- densiert, wobei das Kondensat zum Auswaschen der gewandelt wird, als wenn man den Katalysator ge- 60 Gase verwendet wird. In einer nachgeschalteten Abringer oder auch höher belastet. sorptionsanlage werden die restlichen 5 bis 15% desThe new process is based on the surprisingly mixed and heated raw materials Observation that during the space velocity over the catalyst, if with the addition of steam, through after the invention passed to the waste of the catalyst. After leaving the catalytic converter, the activity a larger amount of methanol per Ge reaction gases cooled as quickly as possible and weight unit of the catalyst is converted into formaldehyde, the condensate being used to wash out the is converted as if the catalyst is being used. In a downstream wrestler or even more heavily loaded. the remaining 5 to 15% of the
Das neue Verfahren läßt sich vorteilhaft bei Formaldehyds im Gegenstrom mit Wasser aus-In the case of formaldehyde, the new process can advantageously be carried out in countercurrent with water.
Methanolumsätzen von mindestens 87%, zweck- gewaschen; dabei wird die Wassermenge so bemes-Methanol conversions of at least 87%, purposefully washed; the amount of water is measured
mäßig von 90 bis 97%, insbesondere von 92 bis sen, daß man die gewünschte Konzentration erhält.moderately from 90 to 97%, in particular from 92 to sen, that the desired concentration is obtained.
96%, ausführen. Man erhält bei dieser Arbeitsweise 65 . .96%, run. This procedure gives 65. .
höhere Ausbeuten an Formaldehyd und entsprechend Beispiele i und /higher yields of formaldehyde and corresponding examples i and /
geringere Mengen an Nebenprodukten als nach den Entsprechend den Mengenangaben der Tabellesmaller amounts of by-products than according to the amounts given in the table
bekannten Verfahren. wird eine Mischung von Methanol und Wasser ver-known procedures. a mixture of methanol and water is used
dampft und, mit Luft vermischt, bei 650 bis 700° C durch den in der Tabelle angegebenen Katalysator geleitet. Es ergeben sich im Hinblick auf die Katalysatorlebensdauer, die in der Zeit bis zur Inaktivierung des Katalysators erhaltene Menge Formaldehyd je Kilogramm des Katalysators und die Ausbeute an Formaldehyd die in der Tabelle angegebenen Ergebevaporates and, mixed with air, at 650 to 700 ° C by the catalyst indicated in the table directed. With regard to the catalyst life, it results in the time until inactivation the amount of formaldehyde obtained per kilogram of the catalyst and the yield of the catalyst Formaldehyde the results given in the table
nisse:nits:
Beispiele zur Katalysatorschüttung und KatalysatorbelastungExamples of the catalyst bed and the space velocity over the catalyst
Beispiel
(Vergleich)example
(Comparison)
Schütthöhe Dumping height
Katalysatorcatalyst
Zusammensetzung
Korngröße / mmcomposition
Grain size / mm
Katalysatorbelastung TonnenCatalyst loading tons
MethanolMethanol
Wasser Luft
Ncm3 Water air
Ncm 3
KatalysatorlebensdauerCatalyst life
Tonnen
Formaldehyd
Tage je Kilogrammmetric tons
formaldehyde
Day j e kg
Katalysatorcatalyst
Ausbeute
°/o der Theorie,
bezogen auf eingesetztes Methanolyield
° / o of theory,
based on methanol used
2
(1)2
(1)
20 mm20 mm
25 mm
20 mm25 mm
20 mm
94%= 1,0 bis 3,0
6% = 0,2 bis 0,7594% = 1.0 to 3.0
6% = 0.2 to 0.75
100%= 1,0 bis 3,0100% = 1.0 to 3.0
94%= 1,0 bis 3,0
6% = 0,2 bis 0,7594% = 1.0 to 3.0
6% = 0.2 to 0.75
2,22.2
2,2
1,352.2
1.35
1,471.47
1,47 0,9 29001.47 0.9 2900
2900
18002900
1800
7070
75
9075
90
33,533.5
34,5
26,434.5
26.4
89,089.0
86,8
88,386.8
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