DE557650C - Process for the production of formaldehyde - Google Patents
Process for the production of formaldehydeInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von Formaldehyd Es wurde bereits vorgeschlagen, Formaldehyd durch katalytische Vereinigung von Kohlenoxyd mit Wasserstoff herzustellen, gegebenenfalls in Anwesenheit von Wasserdampf, der sich jedoch im Endprodukt unverändert wiederfindet.Process for the production of formaldehyde It has already been proposed To produce formaldehyde through the catalytic combination of carbon monoxide with hydrogen, possibly in the presence of water vapor, which, however, remains unchanged in the end product finds again.
Diese Verfahren haben sich jedoch praktisch nicht bewährt.However, these methods have not proven their worth in practice.
Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung von Formaldehyd, das auf der Tatsache beruht, daß die neue Reaktion 2C0+H20-CO2+HCOH bei Gegenwart geeigneter Katalysatoren in technischem Maßstab durchgeführt werden kann. Das für die Reaktion benötigte Wasser kann hierbei in flüssigem oder dampfförmigem Zustand zugegen sein.The invention now relates to a process for the production of Formaldehyde, which is based on the fact that the new reaction 2C0 + H20-CO2 + HCOH be carried out in the presence of suitable catalysts on an industrial scale can. The water required for the reaction can be in liquid or vapor form State to be present.
Es ist bereits bekannt, aus Kohlenoxyd und Wasser in Gegenwart von Katalysatoren Ameisensäure herzustellen, und andererseits hat man nach verschiedenen Methoden Ameisensäure in Formaldehyd verwandelt. Hingegen ist es bisher nicht bekannt gewesen, daß die Gesamtumwandlung nach obiger Summenformel in einem einzigen Arbeitsgang mit einem einheitlichen Katalysator vorgenommen werden kann.It is already known from carbon dioxide and water in the presence of Catalysts to produce formic acid, and on the other hand one has after various Methods Formic acid is converted into formaldehyde. However, it is not yet known been that the total conversion according to the above empirical formula in a single operation can be made with a single catalyst.
Unter den im nachfolgenden näher geschilderten Bedingungen verläuft die Reaktion fast ausschließlich im Sinne der genannten Summenformel, andere zwischen Kohlenoxyd und Wasser- ebenfalls mögliche Reaktionen, z. B.Runs under the conditions described in more detail below the reaction almost exclusively in terms of the stated molecular formula, others between Carbon oxide and water - also possible reactions, e.g. B.
CO -f- H20 - C02 --f- H2 CO + I-12 O =@ H C 02 H, finden hierbei in merklichem Ausmaß nicht statt.CO -f- H20 - C02 --f- H2 CO + I-12 O = @ H C 02 H, can be found in noticeable extent does not take place.
Die der Erfindung zugrunde liegende Reaktion läßt man vorzugsweise unter Druck und bei Temperaturen von ungefähr Zoo bis 6öo° vor sich gehen. Der günstigste Wert für die Temperatur hängt von der Höhe des angewandten Druckes ab. Als Katalysatoren dienen die Metalle oder Oxyde der Gruppen Magnesium-Zink, Mangan, Zinn undAntimon. Hingegen sind die Metalle oder Metalloxyde der Chromgruppe, des Vanadiums, des Kupfers, der Eisen-Kobalt-Nickel-Gruppe fernzuhalten, ebenso die Alkalimetalle, die das Wasser bereits im kalten Zustand angreifen. Die übrigen Metalle sind ohne wesentliche Wirkung.The reaction on which the invention is based is preferably allowed go on under pressure and at temperatures of about zoo to 60 degrees. The cheapest The value for the temperature depends on the level of the applied pressure. As catalysts the metals or oxides of the groups magnesium-zinc, manganese, tin and antimony are used. On the other hand, the metals or metal oxides of the chromium group, vanadium, copper, Keep away from the iron-cobalt-nickel group, as well as the alkali metals that make up the water attack even when cold. The other metals have no significant effect.
Man kann auch Salze der obengenannten Katalysatormetalle anwenden, beispielsweise diejenigen dieser Salze, wie ameisensaure Salze, die kein anderes Element enthalten als die Elemente, die in der Reaktionsgleichung enthalten sind, oder die Salze, die durch die Verbindung der wirksamen Oxyde mit nicht schädlichen Oxyden, beispielsweise Magnesi-Umsilikat, erhalten werden.You can also use salts of the abovementioned catalyst metals, for example those of these salts, such as formic acid salts, which no other Element included than the elements included in the reaction equation, or the salts produced by combining the effective oxides with not harmful Oxides, for example magnesi-umsilicate, can be obtained.
Es versteht sich von selbst, daß obige Katalysatoren - entweder- allein oder untereinander vermischt oder in Verbindung miteinander (z. B. antimonsaures Magnesium) verwendet werden können.It goes without saying that the above catalysts - either - alone or mixed with one another or in combination with one another (e.g. antimonsaures Magnesium) can be used.
Nach dem Vorhergehenden können die mit den Gasen in Berührung stehenden Wände des Reaktionsgefäßes durch indifferente Metalle, wie Aluminium, oder- durch Legierungen solcher Metalle untereinander oder auch durch Legierungen und Vereinigungen solcher Metalle mit der Reaktion schädlichen Metallen (beispielsweise verzinntem Kupfer) gebildet werden.According to the foregoing, those in contact with the gases can Walls of the reaction vessel by indifferent metals such as aluminum, or by Alloys of such metals with one another or through alloys and associations such metals react with harmful metals (e.g. tin-plated Copper).
Da die Reaktion unter -kräftiger Wärmeentwicklung verläuft, -so kann man, wenn nötig, die bekannten Maßnahmen treffen, um den Wärmeüberschuß abzuführen, und die Reaktion in den passenden Temperatürgren-. zen zu halten. _ _ Das Kohlenoxyd kann- Gase, 'wie Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Methan usw., enthalten, die mit Rücksicht auf die verwendeten Katalysatoren und die Reaktionsverhä'1tnisse die bemerkenswerte Eigentümlichkeit aufweisen; daß sie praktisch indifferent sind und sich in den rückständigen Gasen wiedervorfinden.Since the reaction takes place under -developing heat, -so can if necessary, take the known measures to dissipate the excess heat, and the reaction in the appropriate temperature range. to keep zen. _ _ The carbon dioxide may contain gases, such as hydrogen, nitrogen, oxygen, methane, etc., which with regard to the catalysts used and the reaction conditions show remarkable peculiarity; that they are practically indifferent and to be found again in the residual gases.
Nachstehend soll als Beispiel eine ' Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, ' bei welcher Wasser in flüssigem Zustand verwendet wird; in der Zeichnung ist- eine'Einrichtung schematisch dargestellt, - die man zu diesem `Zweck verwenden kann.The following is an example of an embodiment of the present Invention to be described 'in which water is used in the liquid state will; in the drawing is a 'device shown schematically, - the one can use for this `purpose.
In dieser Zeichnung ist A 'ein druckfestes Stahlrohr; das mit einem inneren Mantel B aus Aluminium versehen ist, innerhalb dessen sich "das Katalysiermaterial C befindet. Das Kohlenoxyd wird dein unteren: Teil bei D unter Druck zugeführt, während das bis zur gewünschten Temperatur erhitzte Wasser in den oberen Teil bei E eingedrückt wird. Dieses Wasser strömt in entgegengesetzter Richtung wie das Kohlenoxyd; und oben strömt bei F- ein Gemisch von Kohlenoxyd, Wasserdampf und Kohlensäure aus, das nach Ausscheidung' der Kohlensäure einer weiteren Behandlung unterzögen werden kann. Andererseits strömt unten bei G Wasser aus, das Formaldehyd und Kohlensäure in gelöstem Zustande enthält.In this drawing, A 'is a pressure-resistant steel pipe; that with one inner jacket B made of aluminum is provided, within which "the catalytic material C is located. The carbon dioxide is fed to the lower part at D under pressure, while the water heated to the desired temperature is added to the upper part E is depressed. This water flows in the opposite direction as the carbon dioxide; and above at F- a mixture of carbon dioxide, water vapor and carbonic acid flows out, that will be subjected to further treatment after the carbon dioxide has been eliminated can. On the other hand, water flows out below at G, the formaldehyde and carbonic acid contains in a dissolved state.
Als Beispiel sollen die Arbeitsbedingungen angegeben werden, unter denen man mit dieser Einrichtung in kleinerem Maßstab arbeiten kann. -Als Katalysator Wird ein Gemisch- von 2 MgO =[- Sb20g gewählt, das auf einem Bimssteinträger aufgetragen und in den Mantel B in einem Raum von 45 mm Durchmesser bei 450 mm Länge eingeführt wird. Unter einem Druck von 45o Atm. werden bei D ungefähr 8oo 1 Kohlenoxyd in der Stunde eingedrückt, während bei E unter demselben Drück 5oo ccm Wasser bei 2oo° eingeführt werden; die Reaktionstemperatur wird durch eine geeignete Heizung auf 34o° aufrechterhalten.. ---Bei dieser Temperatur beträgt die Dampfspannung des Wassers-ungefähr i 5oAtm ;bei einem Gesamtdruck von 45oAtm. beträgt der Teildruck des Kohlenoxyds 3oo Atm., so daß die Gasphase die der gewünschten _ Reaktion - entsprechende Molekularzusammensetzung aufweist, nämlich 2 C0 + H20. Eine Notwendigkeit, dieses Verhältnis beizubehalten" besteht jedoch nicht.As an example, the working conditions should be given under which you can work with this facility on a smaller scale. -As a catalyst If a mixture of 2 MgO = [- Sb20g is chosen, it is applied to a pumice stone support and inserted into the jacket B in a space 45 mm in diameter by 450 mm in length will. Under a pressure of 45o atm. at D there are about 8oo 1 carbon dioxide in the Hour, while at E under the same pressure 5oo ccm of water at 2oo ° to be introduced; the reaction temperature is raised by suitable heating Maintained 34o ° .. --- At this temperature the vapor tension of the water is approximately i 5oAtm; at a total pressure of 45oAtm. is the partial pressure of the carbon dioxide 300 atm., So that the gas phase has the molecular composition corresponding to the desired reaction has, namely 2 C0 + H20. A need to maintain that relationship " however does not exist.
Bei G tritt Wasser aus, das ungefähr 12 °1o Formaldehyd an- Gewicht enthält, und in dem bei F austretenden Gas kann man feststellen, daß ungefähr 13 °!o CO verschwunden sind, während 6°I,Kohlensäure sich gebildet haben.At G water comes out, the weight of about 12 ° 10% formaldehyde contains, and in the gas escaping at F one can determine that about 13 °! O CO have disappeared, while 6 ° I carbonic acid have formed.
Verwendet marL Kohlenoxyd, das aus einem wasserstoffreichen Gasgemisch durch Abtrennung gewönnen' wurde, so enthält es in der -Regel noch erhebliche Mengen an Wasserstoff, die jedoch auf den Gang- des Verfahrens keinen Einflüß --ausüben. -- - Werden z. B. in die angegebene Vorrichtung stündlich 8oo 1 eines Gasgemisches mit 85 °/o Kohlenoxyd; iö °]o Wasserstoff und_ 5 °/o Stickstoff- unter einem Druck von 45oo.Atm. eingeführt und = außerdem noch Soo ccm Wasser unter dem- - gleichen Druck; so gewinnt man- bei G eine Lösung mit- etwa io % Formaldehyd,. während bei F ungefähr 7501 eines Gemisches entweichen, das. -79 bis 8o °1o Kohlenoxyd, 5 °1o Kohlendioxyd; io bis i i °1o Wasserstoff und 5 °1o-- Stickstoff enthält.If marL uses carbon oxide which has been obtained from a hydrogen-rich gas mixture by separation, it usually still contains considerable amounts of hydrogen, which, however, have no influence on the course of the process. - - Are z. B. in the specified device every hour 800 liters of a gas mixture with 85% carbon oxide; iö °] o hydrogen and 5 ° / o nitrogen - under a pressure of 4500 atmospheres. introduced and = also soo ccm of water under the same pressure; in this way, a solution with about 10 % formaldehyde is obtained at G. while at F about 7501 of a mixture escapes which contains -79 to 80 ° 10 carbon dioxide, 5 ° 10 carbon dioxide; contains io to ii ° 1o hydrogen and 5 ° 1o-- nitrogen.
Man .erkennt, - daß - der Stickstoff ebenso wie der Wasserstoff an -der Reaktion nicht teilnehmen, inert bleiben und sich in den Restgasen nahezu vollständig wiederfinden.One recognizes - that - the nitrogen as well as the hydrogen -not participate in the reaction, remain inert and remain almost completely in the residual gases find again.
Die Verwendung des Wassers -in flüssigem Zustand, also bei -Temperaturen unter seinem kritischen Punkt, bietet verschiedene Vorteile, insbesondere den, daß die Reaktion nicht begrenzt ist, denn- das in der- Gasphase vorhandene - Gleichgewicht- wird. durch die dauernde Ausscheidung des erzugten Formaldehyds durch Auflösung verschoben. Die Ausscheidung des Formaldehyds ist eine 1i fast restlose, da die Dampfspannung der wässerigen Formaldehydlösung vernachlässigt werden kann; demgemäß enthalten die austretenden Gase nur sehr wenig Formaldehyd.The use of water in a liquid state, i.e. at temperatures below its critical point, offers several advantages, in particular that the reaction is not limited, because - the - equilibrium - present in the gas phase will. by the permanent excretion of the formaldehyde produced by dissolution postponed. The elimination of formaldehyde is almost complete, since the Vapor tension of the aqueous formaldehyde solution can be neglected; accordingly the escaping gases contain very little formaldehyde.
Außerdem wird die planmäßige -Aufnahme des Kohlenoxyds durch einen- Kreislauf desselben im Gegenstrom zum Wasser durchgeführt und- die Bildung von Polymeren des Formaldehyds vermieden, die sonst bei der trockenen Kondensation .der gasförmigen Reaktionsprodukte entstehen. Endlich bildet das flüssige Wasser eine thermische Schwungmasse, durch welche jede örtliche Temperaturerliöhung vermieden wird.In addition, the planned uptake of the carbon dioxide is ensured by a- Circulation of the same carried out in countercurrent to the water and the formation of polymers of Formaldehyde avoided, which would otherwise occur with dry condensation .of the gaseous reaction products arise. Finally the liquid water forms a thermal flywheel, which avoids any local increase in temperature will.
Claims (3)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR557650X | 1926-06-03 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE557650C true DE557650C (en) | 1932-08-26 |
Family
ID=8941019
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DES79933D Expired DE557650C (en) | 1926-06-03 | 1927-05-28 | Process for the production of formaldehyde |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE557650C (en) |
-
1927
- 1927-05-28 DE DES79933D patent/DE557650C/en not_active Expired
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