JPS58222044A - ホルムアルデヒドの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はメタノールを原料とするポルムアルデヒドの製
造法の改良に関するものである。

メタノールと空気よりホルムアルデヒドを製造するプロ
セスにおいて、従来はメタノール気化器、メタノール蒸
気と空気との混合ガスの加熱器、混合ガス中の微小な鉄
分、ゴミなどを除去するための沖過器、混合ガスを反応
させる反応器、および反応生成ガスを吸収させる吸収塔
がそれぞれ独立して設けられ、これら機器を配管などで
連絡することによって製造プロセスが完成されている。

しかしながら、前記製造プロセスにおいてはメタノール
気化器から吸収塔にいたる経路が複雑多岐になり、架構
類および製造設備の面積が膨大なものとなっている。

またメタノール気化器がら反応器にいたる混合ガスの凝
縮を防止するため加熱器で必要以上の加熱を行なってい
る。さらに沖過器には加熱ジャケットまたは加熱コイル
を設けて外部より加熱する必要さえおこる。

また反応器へ供給された混合ガスは触媒層にて温度約６
００〜７００尤のホルムアルデヒド含有反応生成ガスと
なるが、高温での熱分解を防止するため急速に冷却する
必要があり、反応生成ガスにホルムアルデヒド水溶液を
スプレーして冷却する方法または廃熱ボイラーなどで冷
却する方法が用いられている。しがしながら、スプレー
による冷却のばあいには反応器と吸収塔間の配管内部に
パラホルムアルデヒドが析出しゃすく、また廃熱ボイラ
ーで冷却するばあいには給水温度が低いと給水入口周辺
での局部的な過冷却などのためにバラホルムアルデヒド
の析ａｔが詔められることがある。

さらに吸収塔においては、ボルムアルデヒド水溶液を循
環させて反応生成ガスからホルムアルデヒドを吸収して
いるが、反応生成ガスの保有する顕然および潜熱、なら
びにホルムアルデヒドの溶解熱などにより循環液の？Ｍ
度が上昇してくるため、循環液ラインに容量の大きな熱
交換器を設けて冷却する必要がある。

本発明者らは従来のホルムアルデヒドの製造法における
かがる種々の問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた結果
、まったく新たなホルムアルデヒドの製造プロセスを完
成するに至った。

すなわち本発明は、メタノールおよび空気がらホルムア
ルデヒドを製造する方法において、メタノールの気化部
分、メタノール、空気などの混合ガスの加熱部分、濾過
部分、反応部分、反応生成ガスの吸収部分などのうちの
検数部分を組合せて一体化構造とした装置を使用するこ
とを特徴とするホルムアルデヒドの製造法である。

なお、前記混合ガスとしてはメタノール、空気以外に水
蒸気、不活性ガス（窒素、炭酸ガス、ホルムアルデヒド
製造時の廃ガスなど）を混合使用することは何ら差支え
ない。

本発明の特徴は、従来においては、たとえば気化、加熱
、濾過、反応、吸収などの単位操作を気化器、加熱器、
沖過器、反応器、吸収塔などの単位装置を配管で連結し
て製造装置が完成されていたが、本発明はその内の単位
装置の複数個を組込んだ装置により、前述した従来の欠
点を解決せんとするものである。

かかる組合せとしては、たとえば（１）気化部分と加熱
部分と濾過部分との組合ぜ、（２）加熱部分とＶ過部分
との組合せ、（８）反応部分と吸収部分との組合せ、（
４）反応部分と吸収部分と気化部分との組合せなどがあ
げられ、これらの組合せは併用してもよく、たとえば（
１）の組合せと（８）の組合せの併用、（２）の組合せ
と（４）の組合せの併用などがあげられる。

つぎに図面により本発明の詳細な説明するが、図面に示
される実施態様は各部分の組合せの単なる例示にすぎず
、本願の特許請求の範囲はこれらに限定されるものでは
ない。

第１図は本発明の方法の一実施態様を示す概略説明図で
あり、この実施態様においては気化部分と加熱部分と濾
過部分とが一体化構造とされ、かつ反応部分と吸収部分
とが一体化構造とされている。すなわち、気化部分、加
熱部分および濾過部分を内蔵するメタノール気化器と反
応部分および吸収部分を内蔵する反応器とからなる装置
を用いるホルムアルデヒドの製造プロセスを示している
。

第１図において、（１）は気化部分（２へ加熱部分（８
）および濾過部分（４）を内蔵するメタノール気化器で
ある。原料メタノールおよび空気はそれぞれメタノール
供給パイプ（６）および空気供給パイプ（６）からメタ
ノール気化器（１）の気化部分（２）に供給される。必
要に応じて水または不活性ガスをパイプ（７）から気化
部分（２ンに供給してもよい。気化部分（２）は加熱水
蒸気または加熱媒体などによって加熱される。（ｌｏ）
は加熱水蒸気または加熱媒体の循環バイブである。加熱
によってメタノールは気化され、所定の混合比率となっ
たメタノール蒸気および空気からなる混合ガス（必要に
応じてざらに水蒸気および（または）不活性ガスを含有
してもよい）かえられ、この混合ガスはメタノール気化
器（１）の中間部に設けらゎに加熱ＲＩＳ分（３）にて
所定の温度まで間接的に加熱される。（１１）は加熱水
蒸気または加熱媒体の循環パイプである。

加熱部分（３）を出た混合ガスには必要に応じてパイプ
（８）から水蒸気、ざらに不活性ガスを加えてもよい。

このように各成分の混合比率および温度がｔｔ整された
混合ガスはメタノール気化器（１）の上部に設けられた
濾過部分（４）を通ってバイブ（９）により反応器（Ｉ
２）に４メ入される。

反応器（ロ）は反応部分（（２）および第１Ｕ＆収部分
伸）を内蔵するものであり、混合ガスは反応器（１２１
の上部に設けられた反応部分０３）に導入され、銀、銅
などの金属触媒などからなる触媒層（ロ）を通過してホ
ルムアルデヒドを含有する反応生成ガスとなる。反応生
成ガスは高温でのホルムアルデヒドの熱分解を防止する
ためにパイプＣｌ１ｌより送られ、スプレー（１６）、
その他の適当な手段により導入される吸収液によって途
やかに冷却され、中間部に設けられた第１吸収部分（鴫
において反応生成ガス中のホルムアルデヒドが吸収液中
に吸収され、ホルムアルデヒド水溶液として反応器（ロ
）の下部に溜められる。

反応器（ロ）を出たなお若干の未吸収のホルムアルデヒ
ドを含有するガスはパイプ（１７）によって吸収塔（１
８１に導入される。吸収塔（ホ）は従来法における吸収
塔と同様なものでよく、パイプ（２４’　）より送られ
る吸収液がスプレーに）、その他の適当な　　　　・手
段により吸収塔（ホ）の上部に供給され、第２吸収部分
（１９）において残存ホルムアルデヒドを吸収し、ホル
ムアルデヒド水溶液として吸収塔に）の下部に溜められ
る。ホルムアルデヒドカ完全ニ吸収回収されたガスは吸
収塔（ホ）の頂部からパイプ０１）によって系外に排出
される。

反応器（］２）および吸収塔（ト）の下部に溜ったホル
ムアルデヒド水溶液はそれぞれ吸収液循環ポンプＱ４お
よび（２２’　）により取出され、冷却器−および（２
６’）によって冷却され、パイプに）を通してパイプζ
４１）によっておよびパイ−／１２４’）によって反応
器（―および吸収塔（四の上部に送られ循環利用される
と共に一部はパイプ（ハ）より所定濃度のホルムアルデ
ヒド水溶液として系外に取出される。パイプ（２４’）
にはパイプｅ４が接続され、吸収水が補充される。

第１図においては、気化部分（２）と加熱部分（８）と
濾過部分（４）とを一体化構造としたメタノール気化器
（１）と、反応部分（ｌ→と吸収部分０４）とを一体化
構造とした反応器（（２）とにより構成されているから
、気化部分、加熱部分、濾過部分、反応部分および吸収
部分がそれぞれ独立して設けられている従来法にくらべ
て、架構類、ｉ！！絡配管、製造設備面積が大巾に低減
される。

また気化部分（２）と加熱部分（８）と濾過部分（４）
とが一体化構造とされているので、混合ガスの放散熱量
が少なくエネルギーが節約できる。

さらに反応部分θ３）と吸収部分（１４）とが一体化構
造とされているので、反応部分０３）で生成したホルム
アルデヒドは吸収部分θ１）において生成と同時に急速
に冷却されるから、熱分解が充分に抑制される。また生
成したホルムアルデヒドが直ちに水に吸収されるのでバ
ラホルムアルデヒドが析出しない。

第２図は本発明の他の実施態様を示す概略説明図である
。このばあいは、加熱部分と濾過部分とが一体化構造と
され、かつ反応部分と吸収部分と気化部分とが一体化構
造とされでいる。

すなわち、加熱部分および濾過部分を内蔵する混合ガス
加熱器と反応部分、吸収部分および気化部分を内蔵する
反応器とからなる装置を用いるホルムアルデヒドの製造
プ四セスをボしている。

第２図において、ψ′りは加熱部分（３）および濾過部
分（４）を内蔵する混合ガス加熱器であり、（ハ）は反
応部分（＋８）　、第１吸収部分０４）およびメタノー
ルを気化させる気化部分（２ａ）を内蔵した反応器であ
る。

原料メタノールはメタノール供給パイプ（５）カら反応
器（財）の下部に設置られた気化部分（２ａ）に供給さ
れる。気化部分（２ａ）に供給されたメタノールは第１
吸収部分０４）から流下するホルムアルデヒド水溶液お
よび未吸収ガスと間接的に熱交換し、それによってメタ
ノールが気化する。メタノール蒸気は気化部分（２ａ）
を出たのち空気および必要により不活性ガスまたは水蒸
気と所定の割合に混合され、混合ガス加熱器１乃の加熱
部分（３）にパイプ←Ｏ）により導入される。空気また
は不活性ガスは気化部分（２ａ）にメタノールとともに
導入することもできる。加熱部分（３）は加熱水蒸気ま
たは加熱媒体によって所定の温度まで間接的に加熱され
る。加熱部分（３）を出た混合ガスには必要に応じて水
蒸気を加えたのち濾過部分（４）を通ってパイプ（９）
により反応器に）に導入される。

反応器（ハ）の上部に導入された混合ガスは、第１図の
ばあいと同様に触媒層０→を通過してホルムアルデヒド
を含有するガスとなり、熱分解防止のために吸収液によ
り速やかに冷却され、第１吸収部分０→においてホルム
アルデヒド水溶液となる。

このホルムアルデヒド水溶液の温度は６０〜８０°Ｏ程
度あり、メタノールを気化するに充分な熱容量を有して
いる。したがって気化部分（２ａ）の加熱媒体として使
用される。なお気化部分（２ａ）の温度コントロールを
容易にするため吸収液バイパスパイプ（，３すが設けら
れている。

気化部分（２ａ）でメタノールと熱交換したホルムアル
デヒド水溶液は反応器に）の下部に溜められる。

反応器ψ呻における、若干の未吸収ホルムアル　　　　
ゝ゛デヒド含有するガスはパイプ（１゛υによって吸収
塔（ホ）に導入され、第１図のばあいと同様に残存ホル
ムアルデヒドが吸収される。

反応器（ハ）および吸収塔（（ロ）の下部に溜ったホル
ムアルデヒド水溶液は、第１図のＧずあし）と１司様に
吸収液として循環使用されると共（こその−Ｎｓは製品
として取出される。

第２図においては、加熱部分（３）と濾過部分（４）と
を一体化構造とした混合ガス加熱器Ｂｌ）と、反応部分
（１３）と吸収部分０ノ）と気化ＮＳ分（２ａ）とを一
体化構造とした反１＋ｉ；　ｇ’ｄ斡９とにより構成さ
オｌてし）るから、第１図のばあいと同様に、架構類、
連絡配管、製造設備面積が大ｒｌｊに低減されるととも
に、混合ガスの放射熱量が少なくエネルギー力５節約さ
れる。また反応器（ハ）にお（′１て反応部分θ３）ど
吸収部分０４）とを一体化構造としたことＧこより、熱
分解が充分に抑制されかつノぐう７ｊｔルムアルデヒド
の析出が防止される。

さらに反応器（ハ）においては吸収部分（１１）と気化
部分（２ａ）とを一体計構造としたことにより、吸収液
および未吸収ガスとの熱交換Ｇこよってメタノールが気
化されるから、メタノールを気化させるだめに要してい
た熱エネルギーが不要となる。

しかも吸収液の有する熱エネルギーが除去されるから吸
収液循環ラインに設けられる冷却器の容坦が小さくてす
む。

本発明によるホルムアルデヒド製造法の特徴を列記する
とつぎのごとくである。

（１）各部分の組合せによる一体化構造の装置を用いて
いるため装置全体がコンノくクトであり、経済的である
。気化部分から吸収部分にし）たる間の設備費用を１例
として生産能力５００トン／月のものについて積算して
みると、本発明もこよるばあい従来法にくらべ１７２程
度に抑えること力（できる。このことから、従来採算面
で不利とされていた小規模なホルムアルデヒド製造設備
においてとくに本発明の有利性が認められる。

（２）各部分間の連絡配管などが大巾に削減されるとと
もに操作も簡単である。

（３）混合ガスの凝縮防止のために要する熱エネルギー
がわずかでよく、省エネルギーが達成される。

（４）さらに各部分の組合せ方によってより一層の省エ
ネルギーが可能である。

（５）生成ホルムアルデヒドの熱分解およびバラホルム
アルデヒドの析出が防止される。

つぎに実施例をあげて本発明の詳細な説明する。

実施例１ 第１図に示される装置を用いて下記の条件でホルムアル
デヒドのＭ＆を行なった。

原料メタノール３２６　ｋｙ／ｈ　ｒおよび空気４０Ｏ
Ｎ＋ｎ３／ｈｒを気化部分に供給し、５４°Ｃに加熱し
てメタノールと空気との混合ガスを発生させた。この混
合ガスを加熱部分で７１°Ｃに加熱後水蒸気１６０に９
／ｈｒを添加し、濾過部分を経て反応部分へ導入し、銀
触媒の存在下反応温度６４ｏ０ｃにて反応させ、反応生
成ガスをホルムアルデヒド水溶液によって急冷し吸収部
分でホルムア、ルデヒドを吸収させた。未吸収のホルム
アルデヒドを含有するガスは吸収塔に送り、残存ボルム
アルデヒドｔ−２１１Ｍ液に吸収させた。

えられたホルムアルデヒド水溶液は６２６に、／ｈｒ（
ホルムアルデヒド濃度４１重社％、残留メタノール濃度
６．６重量％）であった。加熱用水蒸気の使用屋は約３
６０に９／ｈｒであり、これは従来法にくらべて約１１
　ｋｇ／ｈ　ｒの減少となった。またパラホルムアルデ
ヒドの析出は認められなかった。

実施例２ 第２図に示される装置を使用して実施例１と同一条件で
ホルムアルデヒドの製造を行なった。

えられたホルムアルデヒドの製品品質は実施例１と変わ
りなく、加熱用水蒸気の使用最は気化部分における蒸気
使用がまったく不要であることから従来法にくらべて約
１９６ｋｐ／ｈｒの減少となった。またパラホルムアル
デヒドの析出は紹められなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の一実りｎ’ｔｘ　ＬＮ様を示す
概略説明図、第２図は他の実ＩＮＮ様を示す概略説明図
である。 （図面の主要符号） （１）；メタノール気化器 （２）、（２ａ）　：気化部分 （３）：加熱部分 （４）：濾過部分 （鴫：反応器 （１３）：反応部分 （１・１戸第１吸収部分 ｅｏ：混合ガス加熱器 （ハ）：反応器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　メタノールおよび空気を用いてホルムアルデヒドを
   製造する方法において、メタノールのに化部分、メタノ
   ール、空気の混合ガスの加熱部分、濾過部分、反応部分
   、および反応生成ガスの吸収部分のうちの複数部分を組
   合せて一体化構造とした装置を使用することを特徴とす
   るホルムアルデヒドの製造法。 ２　加熱部分と濾過部分とが一体化構造である装置を使
   用する特許請求の範囲第１項記載の製造法。 ６　気化部分と加熱部分と濾過部分とが一体化構造であ
   る装置行を使用する特許請求の範囲第１項記載の製造法
   。 ４　反応部分と吸収部分とが一体化構造である装置を使
   用する特許請求の範囲第１項または第６項記載の製造法
   。 ５　反応部分と吸収部分と気化部分とが一体化構造であ
   る装置を使用する特許請求の範囲第１項または第２項記
   載の製造法。 ６　気化部分において原料メタノールと吸収液とが熱交
   換される特許請求の範囲第５項記載の製造法。 ′７　混合ガスがざらに水蒸気および（または）不活性
   ガスを含有する特市：＃＃求のＩｉ！ｉ　ｆ７１ｆ第１
   項記載の製造法。