DE19822598A1 - Formaldehyde production by dehydrogenation of methanol - Google Patents

Formaldehyde production by dehydrogenation of methanol

Info

Publication number
DE19822598A1
DE19822598A1 DE1998122598 DE19822598A DE19822598A1 DE 19822598 A1 DE19822598 A1 DE 19822598A1 DE 1998122598 DE1998122598 DE 1998122598 DE 19822598 A DE19822598 A DE 19822598A DE 19822598 A1 DE19822598 A1 DE 19822598A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
methanol
reaction
dehydrogenation
formaldehyde
capillary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE1998122598
Other languages
German (de)
Inventor
Steffen Ruf
Gerhard Emig
Joerg Sauer
Lukas Von Hippel
Klaus Huthmacher
Rudolf Vanheertum
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Methanova GmbH
Original Assignee
Degussa GmbH
Degussa Huels AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Degussa GmbH, Degussa Huels AG filed Critical Degussa GmbH
Priority to DE1998122598 priority Critical patent/DE19822598A1/en
Publication of DE19822598A1 publication Critical patent/DE19822598A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/002Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by dehydrogenation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

In formaldehyde production by dehydrogenation of methanol at 650-1,050 deg C in the absence of oxygen, reaction is carried out in the presence of a gaseous compound (I) of an alkali(ne earth) element, copper, zinc or tin.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formaldehyd durch Dehydrierung von Methanol in Gegenwart eines gasförmigen Katalysators.The invention relates to a method for producing Formaldehyde by dehydration of methanol in the presence a gaseous catalyst.

Aus dem Stand der Technik sind vor allem Verfahren bekannt, die in Gegenwart fester heterogener Katalysatoren ablaufen. Dazu zählen die EP-B 0 405 486, in der Silikatkatalysatoren beschrieben werden, und die EP-B 0 405 348, gemäß der man Methanol in Gegenwart eines festen Katalysators auf Erdalkalialuminat unter Sauerstoffausschluß dehydriert.Methods are primarily known from the prior art, which take place in the presence of solid heterogeneous catalysts. These include EP-B 0 405 486, in which silicate catalysts are described, and EP-B 0 405 348, according to which one Methanol in the presence of a solid catalyst Alkaline earth aluminate dehydrated with the exclusion of oxygen.

Bei den heterogen katalysierten Umsetzungen wird der Katalysator jedoch im Laufe der Zeit mehr oder weniger schnell deaktiviert und muß daher ausgetauscht werden. Dies ist mit Produktionsunterbrechungen, Zwangsanfall an verbrauchtem Katalysator bzw. der Aufarbeitung dieses Katalysators verbunden.In the heterogeneously catalyzed reactions, the However, catalyst more or less over time deactivated quickly and must therefore be replaced. This is with production interruptions, forced attack spent catalyst or working up this Connected catalyst.

Aus der nicht vorveröffentlichten DE 196 44 188.9 ist ein Verfahren bekannt, bei dem man metallisches Natrium verdampft und die Dehydrierung in Gegenwart des gasförmig vorliegenden Metalls durchführt.From the unpublished DE 196 44 188.9 is a Process known in which metallic sodium evaporated and the dehydration in the presence of the gaseous metal.

Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Formaldehyd, für das man keinen festen Katalysator oder die Verdampfung von elementarem Natrium mit der damit jeweils verbundenen Problematik benötigt, und das trotzdem mit einer hohen Selektivität und einem hohen Umsatz abläuft.The object of the invention is a method for producing Formaldehyde, for which no solid catalyst or the Evaporation of elemental sodium with the each related problems, and still with high selectivity and high turnover.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Formaldehyd durch Dehydrierung von Methanol bei einer Temperatur von 650°C bis 1050°C unter Sauerstoffausschluß, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Reaktion in Gegenwart einer Verbindung von Alkali- oder Erdalkalielementen, Kupfer, Zink oder Zinn in der Gasphase durchführt. The invention relates to a method for producing of formaldehyde by dehydration of methanol at a Temperature from 650 ° C to 1050 ° C below Exclusion of oxygen, which is characterized in that the reaction in the presence of a compound of alkali or alkaline earth elements, copper, zinc or tin in the Performs gas phase.  

Die Alkali- und Erdalkaliverbindungen setzt man bevorzugt in Form methanolischer Lösungen ein. Besonders bevorzugt sind Alkaliverbindungen.The alkali and alkaline earth compounds are preferred in the form of methanolic solutions. Particularly preferred are alkali compounds.

Als Verbindungen der genannten Elemente werden insbesondere
As connections of the elements mentioned are in particular

  • a) Alkoholate, insbesondere Methanolate oder Ethanolate, aber aucha) alcoholates, in particular methanolates or ethanolates, but also
  • b) Acetate, Formiate oder Oxalate,b) acetates, formates or oxalates,
  • c) Carbonate oder in weiteren Ausführungsformenc) carbonates or in further embodiments
  • d) Hydroxided) hydroxides

verwendet.used.

Die Lösungen werden bevorzugt verdampft und verdünnt mit einem Inertgas, insbesondere Stickstoff, in die Reaktionszone geleitet. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Summe der Mengen von eingesetzter Verbindung und Methanol bei 1 bis 30 mol% in dem Inertgas.The solutions are preferably evaporated and diluted with an inert gas, especially nitrogen, into the Reaction zone passed. In a preferred one Embodiment is the sum of the amounts of used Compound and methanol at 1 to 30 mol% in the inert gas.

Es sind jedoch auch höhere Konzentrationen machbar.However, higher concentrations are also feasible.

In den eingesetzten Lösungen beläuft sich die Konzentration der genannten Verbindungen auf 0,03 bis 25 Gew.-%, insbesondere 0,03 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 0,03 bis 3 Gew.-%.The concentration is in the solutions used of the compounds mentioned to 0.03 to 25% by weight, in particular 0.03 to 15% by weight, preferably 0.03 to 3% by weight.

Bei Erhöhung des Molenbruchs von Methanol im Eingangsstrom fällt der Umsatzgrad von Methanol, während die tatsächlich umgesetzte Menge (repräsentiert durch das Produkt aus Molenbruch und Umsatzgrad) steigt.When increasing the molar fraction of methanol in the input stream the degree of conversion of methanol drops, while that actually converted amount (represented by the product Mole fraction and degree of turnover) increases.

Einen entscheidenden Einfluß auf den Umsatzgrad von Methanol hat ebenfalls die Strömungsgeschwindigkeit. Die Verkleinerung um 25% von 1,0 m/s auf 0,75 m/s führt zur Verdopplung des Umsatzgrades bei hoher Selektivität. Die Erhöhung der Reaktortemperatur führt gleichermaßen zu einem höheren Umsatzgrad an Methanol.A decisive influence on the degree of sales of Methanol also has the flow rate. The Reduction by 25% from 1.0 m / s to 0.75 m / s leads to Doubling of the degree of turnover with high selectivity. The Increasing the reactor temperature also leads to a higher degree of conversion of methanol.

Im Vergleich zu den Ergebnissen mit elementarem Natrium als Katalysator ist die Selektivität von Formaldehyd bei der Dosierung von zum Beispiel Natriummethylat bei vergleichbaren Reaktionsbedingungen, insbesondere bei ähnlichen Umsatzgraden, höher. Sie lag während der durchgeführten Messungen immer über 93%. Während sich im Falle von Natrium als Katalysator - bedingt durch den Versuchsaufbau - ein starker Konzentrationsgradient am Ort der Vermischung von Natrium und Methanol einstellt, liegt der Katalysator erfindungsgemäß bereits vor dem Reaktor mit dem Methanol gut durchgemischt vor. Durch die homogene Verteilung werden die Nebenreaktionen stärker unterdrückt, so daß die Selektivität von Formaldehyd nochmals gesteigert werden kann.Compared to the results with elemental sodium as The selectivity of formaldehyde in the catalyst  Dosage of, for example, sodium methylate comparable reaction conditions, especially at similar sales levels, higher. It lay during the measurements always made above 93%. While in Case of sodium as catalyst - due to the Experimental setup - a strong concentration gradient on site the mixing of sodium and methanol the catalyst according to the invention even before the reactor well mixed with the methanol. Because of the homogeneous Distribution, the side reactions are suppressed more, so that the selectivity of formaldehyde is further increased can be.

Die Reaktionstemperaturen bei der Dehydrierung des Methanols belaufen sich allgemein auf 650°C bis 1050°C, vorzugsweise 700°C bis 920°C.The reaction temperatures in the dehydrogenation of the Methanol generally range from 650 ° C to 1050 ° C, preferably 700 ° C to 920 ° C.

Der beim Verfahren herrschende Druck ist nicht kritisch. Wesentlich ist nur die Bedingung, daß die Reaktion in der Gasphase abläuft.The pressure in the process is not critical. The only essential thing is that the reaction in the Gas phase expires.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann diskontinuierlich, vorzugsweise jedoch kontinuierlich, durchgeführt werden.The process according to the invention can be carried out batchwise, but preferably continuously.

Es liefert einen wasserfreien Formaldehyd mit guter Selektivität und Ausbeute.It provides an anhydrous formaldehyde with good Selectivity and yield.

Die Ergebnisse des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigen, daß es gelingt, mit der Dosierung von Verbindungen ein besseres Ergebnis zu erzielen als bei Verdampfen der Elemente wie zum Beispiel Natrium. The results of the method according to the invention show that it succeeds in dosing compounds a better one Achieve result than when evaporating the elements like for example sodium.  

VersuchsdurchführungTest execution

Eine der als Katalysator genannten Verbindungen wird in Methanol gelöst und über eine Kapillare in das geheizte Reaktionsrohr gefördert. Das Reaktionsrohr besteht aus einem Keramikrohr (Aluminiumoxid-Keramik) mit einem Innendurchmesser von 8 mm. Das Reaktionsrohr wird senkrecht in einem elektrisch beheizten Ofen befestigt, in dem eine 450 mm lange Zone isotherm auf der vorgegebenen Reaktionstemperatur gehalten werden kann. Die Kapillare wird von oben so in das Reaktionsrohr eingeführt, daß das Ende der Kapillare bis zum Beginn der isotherm geheizten Zone reicht.One of the compounds mentioned as a catalyst is described in Dissolved methanol and into the heated via a capillary Reaction tube promoted. The reaction tube consists of a ceramic tube (alumina ceramic) with a Inner diameter of 8 mm. The reaction tube becomes vertical fixed in an electrically heated oven in which one 450 mm long zone isothermal on the given Reaction temperature can be kept. The capillary is introduced into the reaction tube from above so that the End of the capillary until the start of the isothermally heated Zone is enough.

Beim Betrieb des Versuchsaufbaus ist darauf zu achten, daß die in der Kapillare strömende Flüssigkeit beim Verdüsen in die auf Reaktionstemperatur geheizte Zone verdampft wird, da es beim Verdampfen innerhalb der Kapillare zum Verstopfen der Kapillare kommt. Durch ein Thermoelement, das durch die Kapillare bis zu deren Ende geführt ist, kann die Temperatur in der Verdampfungszone kontrolliert werden. Ein Verdampfen innerhalb der Kapillare kann dadurch ausgeschlossen werden.When operating the experimental setup, make sure that the liquid flowing in the capillary when spraying into the zone heated to the reaction temperature is evaporated, as it evaporates inside the capillary Clogging of the capillary comes. Through a thermocouple, which is led through the capillary to the end of it control the temperature in the evaporation zone. Evaporation within the capillary can thereby be excluded.

Die Kapillare wird von außen mit einem Gasstrom umspült, um die Temperatur in der Kapillare möglichst niedrich zu halten.A gas stream flows around the capillary from the outside the temperature in the capillary increases as low as possible hold.

Die nach der Reaktionszone erhaltenen Produkte werden auf eine Temperatur von 160°C abgekühlt. Die Zusammensetzung des Produktgases wird mit Hilfe eines on-line geschalteten Gaschromatographen ermittelt. Aus der Zusammensetzung der Produktgase wird der Umsatz von Methanol nach folgender Formel berechnet:
The products obtained after the reaction zone are cooled to a temperature of 160 ° C. The composition of the product gas is determined using an on-line gas chromatograph. The conversion of methanol is calculated from the composition of the product gases using the following formula:

Die Selektivität zu Formaldehyd wird nach folgender Formel berechnet:
The selectivity to formaldehyde is calculated using the following formula:

Beispiel 1example 1

Natriummethylat (Merck KGaA) wird mit Methanol auf eine Konzentration von 0.3% w/w verdünnt. Mit Hilfe einer Dosierpumpe wird die verdünnte Lösung von Natriummethylat in der Reaktionszone verdüst. Die Kapillare wird dabei mit einem Stickstoffstrom umströmt. In der Reaktionszone ergibt sich aus dem Verhältnis der beiden Ströme eine Methanolkonzentration von 13 mol%. Die Reaktionszone wird auf eine Temperatur von 700°C geheizt. Am Reaktorende wird nach Abkühlen der Reaktionsgase ein Umsatz von Methanol von 44.6% gemessen. Dabei wird eine Formaldehyd-Selektivität von 98.9% erreicht. Sodium methylate (Merck KGaA) is mixed with methanol on a Concentration of 0.3% w / w diluted. With the help of a Dosing pump is the dilute solution of sodium methylate atomized in the reaction zone. The capillary is included flows around a nitrogen stream. Results in the reaction zone one from the ratio of the two currents Methanol concentration of 13 mol%. The reaction zone is heated to a temperature of 700 ° C. At the end of the reactor after cooling the reaction gases a conversion of methanol from 44.6% measured. It does a formaldehyde selectivity reached by 98.9%.  

Beispiel 2 bis 6Examples 2 to 6

Die Ergebnisse der Versuche 2 bis 6 sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.
The results of experiments 2 to 6 are summarized in Table 1.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung von Formaldehyd durch Dehydrierung von Methanol bei einer Temperatur von 650°C bis 1050°C unter Sauerstoffausschluß, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion in Gegenwart einer gasförmigen Verbindung der Alkali- oder Erdalkalielemente, Kupfer, Zink oder Zinn durchführt.1. A process for the preparation of formaldehyde by dehydrogenation of methanol at a temperature of 650 ° C to 1050 ° C with the exclusion of oxygen, characterized in that one carries out the reaction in the presence of a gaseous compound of the alkali or alkaline earth elements, copper, zinc or tin. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Verbindungen der genannten Elemente
  • a) Alkoholate, insbesondere Methanolate oder Ethanolate,
  • b) Acetate, Formiate oder Oxalate,
  • c) Carbonate oder
  • d) Hydroxide
einsetzt.
2. The method according to claim 1, characterized in that one of compounds of the elements mentioned
  • a) alcoholates, in particular methanolates or ethanolates,
  • b) acetates, formates or oxalates,
  • c) carbonates or
  • d) hydroxides
starts.
3. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Lösungen einsetzt, die 0,03 bis 30 Gew.-% der genannten Verbindungen enthalten.3. The method according to claims 1 and 2, characterized, that you use solutions that 0.03 to 30 wt .-% of mentioned compounds included. 4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösungen 0,03 bis 15 Gew.-% der genannten Verbindungen enthalten.4. The method according to claim 3, characterized, that the solutions 0.03 to 15 wt .-% of said Connections included. 5. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung bei 700°C bis 900°C durchführt.5. The method according to claims 1 to 4, characterized, that one carries out the reaction at 700 ° C to 900 ° C.
DE1998122598 1998-05-20 1998-05-20 Formaldehyde production by dehydrogenation of methanol Withdrawn DE19822598A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998122598 DE19822598A1 (en) 1998-05-20 1998-05-20 Formaldehyde production by dehydrogenation of methanol

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998122598 DE19822598A1 (en) 1998-05-20 1998-05-20 Formaldehyde production by dehydrogenation of methanol

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19822598A1 true DE19822598A1 (en) 1999-11-25

Family

ID=7868382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1998122598 Withdrawn DE19822598A1 (en) 1998-05-20 1998-05-20 Formaldehyde production by dehydrogenation of methanol

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19822598A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7390932B2 (en) 2003-03-04 2008-06-24 Basf Aktiengesellschaft Method for preparing highly concentrated, gaseous formaldehydes
US9365537B2 (en) 2011-11-24 2016-06-14 Ticona Gmbh Process for recycling polyacetals
US10829467B2 (en) 2018-03-29 2020-11-10 Celanese Sales Germany Gmbh Process for producing a cyclic acetal in a heterogeneous reaction system

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7390932B2 (en) 2003-03-04 2008-06-24 Basf Aktiengesellschaft Method for preparing highly concentrated, gaseous formaldehydes
US9365537B2 (en) 2011-11-24 2016-06-14 Ticona Gmbh Process for recycling polyacetals
US9469624B2 (en) 2011-11-24 2016-10-18 Ticona Gmbh Integrated process for producing cyclic acetals and oxymethylene polymers
US9499512B2 (en) 2011-11-24 2016-11-22 Ticona Gmbh Process for producing a cyclic acetal in a heterogeneous reaction system
US9546148B2 (en) 2011-11-24 2017-01-17 Ticona Gmbh Process for the production of trioxane from aqueous formaldehyde sources
US9574061B2 (en) 2011-11-24 2017-02-21 Celanese Sales Germany Gmbh Process for producing a cyclic acetal
US9604956B2 (en) 2011-11-24 2017-03-28 Celanese Sales Germany Gmbh Process for the production of trioxane
US10829467B2 (en) 2018-03-29 2020-11-10 Celanese Sales Germany Gmbh Process for producing a cyclic acetal in a heterogeneous reaction system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2904775C2 (en) Process for the preparation of glyoxylic acid esters
DE2155109C3 (en) Process for the simultaneous production of 13-butadiene and methacrolein
DE2413206C3 (en) Catalyst based on Mo-V-Cu-W for the production of acrylic acid from acrolein
DE2151417C3 (en) Process for the manufacture of catalysts
DE2529537B2 (en) Process for the production of methacrylic acid by catalytic gas phase oxidation of methacrolein
DE2902986C2 (en) Process for the production of maleic anhydride
DE19822598A1 (en) Formaldehyde production by dehydrogenation of methanol
DE2547536A1 (en) METHACRYLIC ACID MANUFACTURING METHOD
DE1805001B2 (en) METHOD OF STABILIZATION OF TERT.-BUTYL HYDROPEROXIDE
DE1103911B (en) Process for the continuous production of unsaturated carbonyl compounds from olefins
EP1200374A1 (en) Friedel-crafts acylation in a static micromixer
DE2321150A1 (en) METHACRYLNITRILE PRODUCTION PROCESS
DE1814707A1 (en) Process for the production of phthalic anhydride
DE2434926C2 (en) Process for the production of methacrolein
DE2836309C2 (en) Process for the production of methacrylic acid and its esters as well as methacrolein
DE2558522B2 (en) Process for the continuous production of di-tert-butyl cresols
DE2454587C2 (en) Process for the production of methacrylic acid
DE2035359C (en) Process for the preparation of 2-chlorobutenes
DE1443108C (en) Process for the production of acetaldehyde and / or acetic acid or acetone
DE2904754C2 (en)
DE1568783C3 (en)
EP0022238A1 (en) Process for the preparation of methyl glyoxal
DE1568461A1 (en) Process for the production of linear olefins
DE1262993B (en) Process for the production of benzoic acid
DE2645712A1 (en) METHOD FOR PRODUCING SECONDARY AMINES BY ALKYLATING AMMONIA WITH ALCOHOLS

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: DEGUSSA AG, 40474 DUESSELDORF, DE

8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: METHANOVA GMBH, 55120 MAINZ, DE

8141 Disposal/no request for examination