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Verfahren zur Herstellung von Formaldehyd Die Erfindung -betrifft
ein 'Verfahren zur Herstellung von Förmaldehyd aus Wasserstoff_ und Kohlenoxyd enthaltenden
Gasen, wie Wassergas, Hochofengas..
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Es ist bereits bekannt, die zweckmäßig gereinigten Gase unter gewöhnlichem
Druck und bei Temperaturen über ioo' der Einwirkurig eines Katalysators auszusetzen:
Als Katalysatoren wurden Platin und Nickel verwendet. 'Indessen kommt .die Reaktion
leicht völlig zum Stillstand, der Katalysator' -büßt seine Wirksamkeit in «einigeln
Minuten ein. Man kann dies durch eine Polymerisation des Aldehyds und eine Depolarisation
des Katalysators erklären.
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Es ist bekannt, daß die Gasmischung -aus-CO + H unter den beschriebenen
-V'erfäh= rensbeidingungen zu Methan führen kann, wenn ,das Mischungsverhältnis
günstig ist. In dem Fall, in welchem # die Mischung CO -j- H nicht der theoretischen
Formel CO + 6 H-H,O -f- CH4 entspricht, kann sich auch noch Methan bilden,, aber
die Reaktion verläuft nunmehr teilweise.
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Im Verlaufe dieser Umwandlung hat man die Entstehung von-Aldehyden
(Formaldehyd, Benzaldehyd u. dgl.) festgestellt. Aber von diesem Augenblick ab verlangsamt.
sich ..,die Einwirkung :des Katalysators beträchtlich und strebt schnell gegen Null.
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Die Erfindung soll ermöglichen, das Verfahren bei längerer Verwendung
des gleichen Katalysators in technischem Maßstabe durchzuführen: Sie -besteht darin,
daß zwischen 130 und. Zoo' gearbeitet und zur Regenerierung des Katalysators
der -Strom der zu behandelnden Gase von Zeit zu Zeit unterbrochen wird, worauf man
über den Katalysator einen Stickstoff- oder Stickstoffoxydstrom leitet.
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Als Katalysatoren werden reduzierte Metalle oder Oxyde dieser Metalle,
wie Nickel, Eisen, Kobalt, Kupfer, Platin, Palladium, -verwendet- Die Durchgangszeiten
-für ,das zu behandelnde Gasgemisch bzw. für. das Regeneriergas betragen zweckmäßig
go Sekunden (-I- io Sekunden) bzw. 30 Sekunden (-I- 5 Sekunden). Die Regeneriergase
verbinden sich nicht mit dem Enderzeugnis, sie depolarisieren aber den Katalysator
und erhalten damit seine Aktivität bzw. sie stellen .die Aktivität wieder her. Mit
.der Depolarisation ist eine augenblickliche Depolymerisation der Aldehyde verbunden.
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Den gebildeten Aldehyd fängt man nach bekannten. ].Methoden auf. Er
dient den verschiedensten
Verwendungszwecken und ist gut für die
Herstellung von Alkali- und Erdalkalis.accharaten geeignet, überhaupt für die Herstellung
von Kohlehydraten.
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Eine Ausführungsform eines Apparates, wie er zur Durchführung des
Verfahrens nach der Erfindung verwendet werden kann, ist auf der Zeichnung dargestellt.
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Das aus einem Gaserzeuger i herkommende Wassergas wird in Reinigern
:2 behandelt, um es von den schädlichen Verbindungen, wie H2S und C02, zu befreien.
Das Gas wird dann in einem Gasometer 3 gesammelt. Aus diesem strömt es durch einen
Raum q., der mit einem Nickelkatalysator bekannter Art beschickt ist. Der Nickelkatalysator
kann z. B. aus gewickeltem Nickeldraht bestehen, der mit pulverförmigem Nickel,
sogenanntem reduziertem Nickel, bedeckt ist. Die Katalysekammer wird auf eine Temperatur
von ungefähr z75° (-I- io°) erwärmt. In dieser Kammer erleidet das gereinigte Gas
eine Umwandlung. Es strömt aus ihr, Rohr 9, zum großen Teil als Formaldehyd ab.
Im. Verlaufe dieser Reaktion beobachtet man ein Abfallen der katalytischen Wirkung,
die .gegen Null strebt. Man unterbricht dann den Wassergasstrom nach go Sekunden
(-I- io Sekunden) und leitet an seiner Stelle einen Stickstoffstrom 30 Sekunden
lang (-f- 5 Sekunden) durch die Katalysatorkammer. Dieser Stickstoff wird z. B.
zugeführt durch eine Leitung 5. Dann läßt man wieder den Wassergasstrom durchgehen
und so abwechselnd.
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Es wurden Versuche mit Nickelkatalysatoren gemacht, die teilweise
einen Zusatz von Kupfer erhielten. Die Nickel- oder Kupferkatalysatoren wurden
so hergestellt, daß man von den Hydroxyden ausging und sie vor ihrer Verwendung
mit Wasserstoff reduzierte. Ein Wassergas mit der Zusammensetzung C"Hn
- o,8 0/0; O - 2,2 0/0; C02 - 1,6 0/0; CO -q4,8 0/0; H = 5o,6 0/0 ergab eine
Ausbeute an Aldehyd von 85,0/,. Ein anderes Wassergas mit der Zusammensetzung C.Hn
- 2,6 0/0; O - o,8 0%o; C 02 = i,6 0/0; C O -q_o 1/o; H = 55 % ergab eine Ausbeute
-an Aldehyd im Betrage von 60,5 Die mittlere Ausbeute betrug ungefähr 70
oJo Formaldehyd.
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Kobaltkatälysatoren, die aus dem Hydroxyd durch Reduktion mit Wasserstoff
mit oder ohne Kupferzusatz hergestellt waren, führten zu ähnlichen Ergebnissdn.
Das gleiche gilt für die Palladium- und Platinkatalysatoren, die durch Reduktion
der entsprechenden Chloride mit Methylalkohol hergestellt waren.