NO310107B1 - Fremgangsmåte for kontinuerlig fremstilling av vandige formaldehydopplösninger - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåten anvender en tilførselskolonne (3) og ytterligere varmevekslere (10, 11, 13) forbundet med absorpsjonskolonnen (8). Luft og metanol fra utsiden og en understrøm av metanol som kommer fra en kald metanolstrøm som går ut fra tilførsels-kolonnen (3), tilføres tilførselskolonnen (3). Disse utgående strømmene resirkulerer gjennom varmevekslerne (10, 11, 13) og deles i understrømmen som går tilbake til tilførselskolonnen (3) og en annen understrøm som tilføres en fordamper (4). En metanol-luftblanding går ut fra toppen av tilførsels-kolonnen (3) og tilføres en fordamper (4). Den kalde metanolen kjøles i tilførselskolonnen (3) ved fordamping av metanolen som danner en del av metanol-luftblandingen.

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for den kontinuerlige fremstillingen av vandige formaldehydoppløsninger, særlig oppløsninger med en konsentrasjon på 53-57 vektprosent, hvor fremgangsmåten innbefatter de følgende trinnene: (a) tilføring av luft og metanol til en fordamper hvor metanolen fordampes slik at det dannes en gassfaseblanding av metanol og luft; (b) reagering av gassfaseblandingen av metanol og luft over en katalysator ved en høy temperatur for å oppnå en reaksjonsblanding som innbefatter formaldehyd, som oppnås fra den partielle omdannelsen av metanol, og vanndamp og ikke-kondenserbare gasser; (c) strømming av reaksjonsblandingen gjennom minst én absorpsjonskolonne hvor blandingen absorberes i en vandig oppløsning som strømmer i den motsatte retningen; (d) separering av den vandige oppløsningen og de ikke-kondenserbare gassene i absorpsjonskolonnene; (e) kjøling og væskeutskilling av de ikke-kondenserbare gassene som inneholder små mengder av metanol og formaldehyd; og (f) fraksjonell destillering av den vandige oppløsningen med en tilsvarende

separasjon av metanolen.

Kommersielle oppløsninger av formaldehyd i vann fremstilles konvensjonelt ved fremgangsmåten beskrevet under.

I et reaksjonskar, kjent som fordamper, strømmer luft gjennom metanolen eller metanol-vannblandingene ved en slik inntillingstemperatur at den oppnådde gassholdige metanol-luft eller metanol-vann-luftblandingen er utenfor eksplosjonsgrensene. Denne gassholdige blandingen strømmer gjennom en katalysator, som er sølv hvis det velges en dehydrogenerings-oksidasjonsprosess med overskudd av metanol, eller metalloksider hvis det velges en oksidasjonsprosess med overskudd av luft. For begge tilfellene må gassene som strømmer fra katalysatoren absorberes i vannet, hvorved den vandige formaldehydoppløsningen oppnås. Prosessen kan varieres i samsvar med katalysatoren som anvendes.

Den foreliggende oppfinnelsen angår fremgangsmåten som anvender sølv som katalysator, og derfor er denne beskrivelsen begrenset bare til denne fremgangsmåten.

Gassene som strømmer gjennom sølvkatalysatoren inneholder overskudd av metanol, og i vannabsorpsjonstrinnet forblir derfor denne metanolen i den oppnådde vandige formaldehydoppløsningen. Selv om tilstedeværelsen av metanol kan være av interesse i en annen anvendelse, er dette veldig ofte ikke tilfelle, og metanolen må fjernes fra oppløsningen. Dette utføres i en separat destillasjonskolonne, som kan drives ved atmosfærisk eller ved redusert trykk. Metanolen som blir oppsamlet som destillat, resirkuleres til fordamperen som utgangsmetanol.

Videre føres metanolen, formaldehydet og vannet som kondenseres og opplø-ses i vannet, bort fra katalysatoren sammen med ikke-kondenserbare gasser, nitrogenet fra luften, hydrogenet dannet i reaksjonen og mindre mengder karbondioksid, karbonmonoksid, metan og ubrukt oksygen.

Disse ikke-kondenserbare gassene, som er uoppløselige i den oppnådde vandige oppløsningen, inneholder varierende mengder av metanol, formaldehyd og vann avhengig av temperaturen på absorpsjonsoppløsningen og antall trinn. Generelt er det to eller tre absorpsjonstrinn med uavhengig resirkulering av oppløsningen i hver av dem. Siden gassene som innføres er varme og varme avgis i absorpsjonsprosessen, må tilstrekkelige kjølings-anordninger være tilgjengelige. Driftstemperaturen i hvert trinn er viktig siden formaldehydet oppløses bedre ved en relativt høy temperatur (60-70°C), mens metanolen bibeholdes bedre ved lave temperaturer. Når det gjelder formaldehyd, må det tas i betraktning dannelsesreaksjonen av metylenglykolet ifølge ligningen: og polymerisasjonsreaksjonen:

Polymerisasjonsreaksjonene finner sted ved høye formaldehydkonsentrasjoner og ikke veldig høye temperaturer, mens depolymerisasjonsreaksjonene kan være alminnelig utbredt ved høye temperaturer (>70°C).

Videre er omfanget av polymerisasjonsreaksjonene lav i fortynnede oppløs-ninger, og ved høye temperaturer vil likevekten for metylenglykoldann-elsesreaksjonen gå mot venstre med frigjøring av formaldehyd som resultat. Kompleksiteten av disse reaksjoner avhenger av temperaturen og formalde-hydkonsentrasjonen.

Gjennomstrømningen av en gass i formaldehydoppløsningen, om enn fortynnet, forskyver også likevekten til venstre ved fjerning av formaldehydmonom-eren med gassen. (Walker J.F.: Formaldehyde, 3rd Ed. Reinhold Pub. Corp. 1964, side 113). Tabellen i denne referansen viser den store temperaturinn-virkningen på formaldehydverdiene i luften, såvel som effekten på formalde-hydkonsentrasjonen i oppløsningen.

Metanolen har et mye høyere damptrykk, og derfor tapes en betydelig mengde med mindre den fanges opp.

Uansett hvilken absorpsjonsprosess som anvendes, angir i prinsippet praktisk talt alle patenter nevnt i litteraturen ved et eller annet sted i anlegget, bruken av vann-væskeutskilling av gassene fra absorpsjonen. (Eksempler: US 3 113 972, 3 174 911, 4 990 685, FR 1 500 550, DE 2 444 586,

EP 0 100 809). Dette omfatter en fortynning av den totale formaldehyd-oppløsning.

US 4 594 457 beskriver fremstillingen av vandige formaldehydoppløsninger opp til 60% med lavt metanolinnhold, fra blandinger av metanol, luft og vanndamp. I denne prosessen resirkuleres en vandig strøm, som føres fra toppen av absorpsjonskolonnen og som inneholder en bestemt mengde metanol og formaldehyd, til katalysatoren som har en temperatur på opptil 680°C, vanligvis 620-650°C. Under disse forholdene er mengden av metanol-rest i gassblandingen som forlater katalysatoren, liten, men det totale utbytte reduseres. Videre må anlegget ha større dimensjonert utstyr pga. det høye volumet av gasser som må gjennomstrømmes.

Generelt er den oppnådde konsentrasjon av formaldehydoppløsningen i området 30-50 vektprosent. Prosessene som beskriver fremstillingen av høyere konsentrasjoner gjør dette enten ved å tape mere metanol og formaldehyd i gassene, hvorved det totale utbytte blir lavere, eller ved å føre to forskjellige strømmer bort fra systemet, hvor den ene strømmen er konsentrert og den andre strømmen er fortynnet.

Et unntak fra fortynning av oppløsningen med vann beskrives i FR 2 311 048, hvor sluttvæskeutskillingen av gassene påvirkes med en relativt konsentrert polymerisert formaldehydoppløsning. For dette tilfelle innføres det ikke noe vann i systemet, og oppløsninger med en konsentrasjon på 65-70% oppnås ved bunnen av destillasjonskolonnen uten fortynnede sidestrømmer. Til tross for fordelen som oppnås ved at man får konsentrerte formaldehydoppløsning-er direkte fra et produksjonsanlegg, er utbyttet, om enn lite, ikke desto mindre uheldig påvirket, og kraftforbruket økes.

For de fleste anvendelsene for fremstillingen av lim og harpikser, er det tilstrekkelig å oppnå en 55 vektprosent formaldehydkonsentrasjon, slik at det ikke er nødvendig å innføre noe lim- eller harpiksdestillasjonstrinn. Men som nevnt over for oppnåelse av denne konsentrasjonen, innebærer dette å måtte væskeutskille de ikke-kondenserbare gassene med lite vann, med risikoen for å tape en bestemt mengde av metanol og til og med formaldehyd. En løsning vil være å væskeutskille med veldig lite kaldt vann, men dette omfatter bruken av kjølesystemer som gjør prosessen dyrere og dermed mindre lønnsom.

Det er en hensikt med oppfinnelsen å overvinne det ovennevnte problemet. Denne hensikten oppnås med en fremgangsmåte av den typen som er nevnt ovenfor, som kjennetegnes ved at den bruker en tilførselskolonne og minst to ytterligere varmevekslere som er forbundet med den minst ene absorpsjonskolonnen; i tilførselskolonnen finner det sted en tilførsel av luft og tilførsel av metanol fra utsiden såvel som tilførsel av en første understrøm av metanol, som kommer fra en utgående strøm av kald metanol fra bunnen av tilførsels-kolonnen, hvor den utgående strømmen resirkulerer suksessivt gjennom de ytterligere varmevekslerne og blir delt i en første understrøm som går tilbake til toppen av tilførselskolonnen og en andre understrøm som strømmer til fordamperen; fra toppen av tilførselskolonnen er det en utgående strøm av metanol og luftblanding som strømmer mellom tilførselskolonnen og fordamperen; og den kalde metanolen er blitt kjølt innenfor tilførselskolonnen ved fordamping av metanolen som er en del av metanolen og luftblandingen.

Ifølge en ytterligere side av oppfinnelsen i en ytterligere varmeveksler som er plassert oppstrøms, kjøler den utgående metanolstrømmen væskeutskiller-vannet som deretter når toppen av absorpsjonskolonnen, mens det i varmeveksleren plassert nedstrøms, kjøler den utgående metanolstrømmen en oppløsning for væskeutskilling av de ikke-kondenserbare gassene som inneholder metanol.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse er de ytterligere varmevekslerne fortrinnsvis plassert innenfor absorpsjonskolonnen.

Ifølge et ytterligere trekk ifølge oppfinnelsen anvendes i fordamperen varmen som frigjøres i absorpsjonstrinnet for å oppvarme og fordampe metanol-luftblandingen før reaksjonen i katalysatoren (fortrinnsvis sølv).

Oppfinnelsen går ut på at det fraksjonelle destillasjonstrinnet (f) utføres ved et trykk lavere enn atmosfæretrykk.

Det er også ifølge oppfinnelsen at i en varmeveksler som står i forbindelse med katalysatoren, anvendes den produserte varmen i katalysatoren under den katalytiske reaksjon for den fraksjonelle destillasjonen, med samtidig kjøling av reaksjonsblandingen.

Fortrinnsvis er temperaturen for katalysatoren på 500-600°C, og gassene som forlater katalysatoren, kjøles til 130°C i varmeveksleren som står i forbindelse med katalysatoren.

Ifølge en foretrukket side av oppfinnelsen finner absorpsjonen sted i sirkula-sjonstrinnet (c) i tre trinn ved forskjellige temperaturer i en vandig metanol-formaldehyd-inneholdende oppløsning, slik at i det første trinnet eller ved bunnen er temperaturen på den resirkulerende væsken 75-80°C; i det andre trinnet er temperaturen på den resirkulerende væsken 38-42°C og i det tredje trinnet er temperaturen på den resirkulerende væsken 22-26°C.

Videre er det slik at vann ved en temperatur på 10-12°C blir brukt i trinn (e), hvor de ikke-kondenserbare gassene kjøles og væskeutskilles.

Ifølge en ytterligere foretrukket side av oppfinnelsen føres en del av opp-løsningen fra bunnen av absorpsjonskolonnen til den fraksjonelle destillasjonskolonnen ved redusert trykk, fortrinnsvis 40-46 kPa.

Med prosessen er det mulig å kjøle toppen av absorpsjonskolonnen uten at det er behov for noe eksternt kjøleutstyr. Dette gjøres ved at nødvendig varme for å fordampe metanolet ved at luft føres gjennom, kommer fra selve metanol-massen som derfor kjøles. Dette gjøres i en kolonne som er oppstrøms for fordamperen.

Kolonnen er av den pakkede typen, og den nye metanolen samt den resirku-lerte metanolen tilføres toppen av denne kolonnen, og luften tilføres ved den nedre enden. Den kjølte metanolen oppsamles ved bunnen av kolonnen. Metanolen oppsamlet ved bunnen av kolonnen blir suksessivt strømmet gjennom de ytterligere varmevekslerne. Alt mates gjennom varmevekslerne for å dra fordel av temperaturgradienten som er oppnådd i kjølingen. Det oppnås hovedsakelig kjøling av de væskeutskillende strømmene som resirkulerer i absorpsjonskolonnen såvel som det endelige gassutskillingsvannet. Disse varmevekslerne er supplerende til de vanlige varmevekslerne som hovedsakelig bruker vann i den første kjølingen. Varmevekslerne kan være eksterne til absorpsjonskolonnen eller de kan være plassert inne i selve kolonnen.

Ved fremstilling av 55 vektprosent formaldehydoppløsninger, kan det oppnås fordeler med denne effekten (dvs. kjølingen oppnådd ved fordamping av metanolen ved å strømme luft igjennom), ved tilførselsvann kjølt av denne prosessen til toppen av absorpsjonskolonnen, hvor både metanolen og formaldehydet i de ikke-kondenserbare gassene beholdes mye mer effektivt. Under drift av denne prosessen, oppnås det en økning av det totale utbytte på 0,4-0,8% (summen av dette korresponderer med formaldehydet og til det av metanolen fordampet som formaldehyd). Hvis de enorme mengdene av dette fremstilte produktet tas i betraktning, betyr disse utbytteøkningene betydelige fortjenester.

Varmevekslingen mellom gassene som forlater katalysatoren og væsken ved bunnen av absorpsjonskolonnen, kan være direkte eller indirekte. For det første tilfelle strømmer væsken fra bunnen av kolonnen gjennom varme-vekslingsrørene, og gassene som strømmer fra katalysatoren går gjennom mantelen. Varmevekslingen er tilstrekkelig for å holde kolonnens bunnvæske kokende og for å destillere metanolet som føres sammen med formaldehyd-oppløsningen. Ikke desto mindre i dette arrangementet ender disse rørene opp med å bli tilgriset med formaldehydpolymerer, som reduserer varmevekslings-utbyttet og til og med i en slik grad at den tilstopper varmeveksleren.

Hvis varmen som avgis av gassene som forlater katalysatoren derimot anvendes i en damp generator, er det tilsynelatende ikke noe tilgrising her, og varmevekslingen utnyttes maksimalt. Dampen som her genereres, sørger for å destillere formaldehydoppløsningen ved bunnen av kolonnen, hvor det heller ikke er noe tilgrising, siden dampen strømmer gjennom rørene og ikke formaldehydoppløsningen. Som en konsekvens av dette sistnevnte arrangementet, forbedres også varmeytelsen av prosessen.

Denne prosessen forbruker ikke ytterligere energi, siden metanolen kjølt før den blir tilført fordamperen, oppvarmes ved varmeveksling med absorpsjons-oppløsningene, som avgir varme i absorpsjonen. Varmen i disse oppløsninge-ne gjør det også hele tiden mulig å opprettholde tilstrekkelig temperatur i fordamperen. Absorpsjonsoppløsningene som må kjøles for å opprettholde de tilstrekkelige temperaturene for absorpsjonen, kjøles så på grunn av denne varmevekslingen og varmevekslingen med den kjølte metanolen. Temperaturer som oppnås på toppen av absorpsjonskolonnen, er 10-15°C lavere enn de oppnådd i de tidligere kjente prosessene. Denne prosessen har fordelen av at den kan drives som beskrevet i dokument FR 2311048 for fremstilling av konsentrerte formaldehydoppløsninger ved kjøling av væskeutskillings-oppløsningen basert på polymerisert formol istedenfor vann ved forbedring av utbyttet, siden det blir mulig å redusere metanol- og formaldehydinnholdet av de utstrømmende gassene i forhold til prosessen beskrevet i det nevnte dokumentet.

Det er vedlagt to figurer hvor fig. 1 viser den foreliggende prosessen og fig. 2 er en konvensjonell prosess.

For en bedre forståelse av oppfinnelsen tilveiebringes en rekke eksempler: Eksempel 1 angår prosessen ifølge oppfinnelsen (skjematisk illustrert i fig. 1, som allerede angitt ovenfor), og eksempel 2, som angår en konvensjonell prosess, som skjematisk er illustrert i fig. 2. Disse eksemplene viser den kontinuerlige driften av anlegget. De angitte mengdene må forstås slik at anlegget har nådd stabil tilstand.

Eksempel 1

1,197 kg/h metanol fra tank 1 og 2,260 kg/h luft tilført ved hjelp av en vifte 2 tilføres henholdsvis til toppen av tilførselskolonnen 3 og til bunnen av den samme kolonnen, i et anlegg ifølge fig. 1. Metanolen kjølt av den partielle

fordampingen kjøler metanolen som strømmer fra tanken og metanolen som resirkulerer gjennom tilførselskolonnen.

2,260 kg/h luft inneholdende 179.4 kg/h metanol går ut fra toppen av kolonnen 3. Denne blandingen tilføres fordamperen 4.

5,577 kg/h av metanol M oppsamlet i bunnen av tilførselskolonnen 3 ved en temperatur på 8°C, blir suksessivt strømmet gjennom de ytterligere varmevekslerne 10, 11 og 13. Vann (H20) strømmer i motstrøm i oppstrøms-varmeveksleren 10, kjøles og tilføres toppen av kolonnen 9. En absorpsjons-oppløsning strømmer i motstrøm i nedstrømsvarmevekslerne 11 og 13. En strøm av vann A strømmer også gjennom disse varmevekslerne. Ved utgangen av varmeveksleren 13, plassert nedstrøms, deles strømmen av metanol ved en temperatur på 25°C i to understrømmer: en første understrøm dannet av 4,576.4 kg/h, som resirkuleres til tilførselskolonnen 3 og en andre understrøm på 1,000.6 kg/h, som tilføres fordamperen 4. Disse varmevekslerne kan bli plassert i det indre av kolonnen 9.

Fordamperen 4 tilføres også 770 kg/h metanol utvunnet fra destillasjonskolonnen 16 og kondensert i kondensatoren 17. 1,967 kg/h metanol fordampes i fordamperen 4 ved en temperatur på 50,5°C på grunn av den tilførte varmen i det første absorpsjonstrinnet 8, av væsken som strømmer fra kolonnen 8 til fordamperen 4, mellomvarmeveksler 15 og igjen kolonne 8. Denne væsken er absorpsjonsoppløsningen av gassene som forlater katalysatoren 6, som er dannet av vann, metanol og formaldehyd.

Metanol-luftblandingen føres så til sølvkatalysatoren 6, som holdes ved en temperatur på 560°C, slik at den omdanner 1,185 kg/h metanol til formaldehyd. Gassene som strømmer fra katalysatoren, inneholder 1,000 kg/h formaldehyd, 782.2 kg/h metanol og 470 kg/h vann, med unntagelse av de ikke-kondenserbare gassene dannet av hydrogenet fremstilt i reaksjonen (21,8 volumprosent), mindre mengder karbondioksid (3,7 volumprosent), karbonmonoksid (mindre enn 0.1 volumprosent), metan (mindre enn 0.1 volumprosent), noe oksygen (mindre enn 0.1 volumprosent), hvor luftnitrogenet er det resterende.

Disse gassene (dvs. både de kondenserbare gassene og de ikke-kondenserbare gassene samt dannet vanndamp) kjøles i varmeveksleren 7 (som står i forbin-deise med katalysatoren 6) med væsken fra bunnen av destillasjonskolonnen 16 til en temperatur på 140°C. Denne væsken er en 55% formaldehyd-oppløsning med mindre enn 1% metanol.

De nå kjølte gassene angitt i det forannevnte avsnittet strømmer fra varmeveksleren 7 til absorpsjonskolonnen 8, hvor de væskeutskilles med en absorp-sjonsoppløsning dannet av vann, metanol og formaldehyd, og en oppløsnings-temperatur på 78-80°C opprettholdes ved hjelp av varmeveksleren 5 etter utveksling av deler av varmeinnholdet i fordamperen, for å holde dampen ved en tilstrekkelig temperatur for fordampningen av luft-metanolblandingen.

Gassene som går ut fra kolonnen 8 (dvs. de varige gassene som ikke oppløses samt de oppløselige gassene som ikke ennå er blitt oppløst), strømmer til kolonnen 9, hvor det pga. varmeveksleren 14 (hvor vann strømmer igjennom som kjølings væske) og varmeveksleren 13 (plassert nedstrøms og hvor kald metanol strømmer igjennom som kjølingsvæske), opprettholdes en resirkulering av 12 m<3>/h av absorpsjonsoppløsningen (dvs. vann, metanol og formaldehyd) ved en temperatur på 40°C. Denne resirkuleringen finner sted mellom bunnen og toppen av kolonne 9A.

En strøm på 1.2 m<3>/h føres ut fra kolonnen 9B like over punktet hvor resirku-lasjonen fra kolonne 9A går inn, og resirkuleres etter å ha blitt kjølt til 25°C av varmeveksleren 12 (hvor vann strømmer igjennom som kjølingsvæske) og varmeveksleren 11 (som umiddelbart følger varmeveksleren 10 plassert oppstrøms og hvor kald metanol strømmer igjennom som kjølingsvæske). Denne strømmen er en absorpsjonsoppløsning som angitt ovenfor, selv om den har en lavere metanol- og formaldehydkonsentrasjon. Denne strømmen resirkulerer mellom bunnen og toppen av kolonne 9B.

Til slutt tilsettes 336 kg/h vann kjølt til 12°C på toppen av kolonnen 9C, hvorved de ikke-kondenserbare gassene som går ut fra kolonnen 9 og strøm-mer til brenneren 15, inneholder 0,4 g/m<3> formaldehyd og 1,25 g/m<3> metanol. Disse mengdene representerer et utbyttetap på 0,27%, beregnet som formaldehyd.

2,585 kg/h av væsken som resirkulerer i trinn 8, tilføres destillasjonskolonnen 16 for å fjerne metanolen som destillat (770 kg/h). Etter kondensasjon i kondensatoren 17 returnerer denne metanolen til fordamperen 4. 1,815 kg/h

av oppløsningen inneholdende 55 vektprosent formaldehyd og mindre enn 1 vektprosent metanol utvinnes fra bunnen av kolonnen 16.

Eksempel 2

Ifølge anlegget i fig. 2 tilføres 997.3 kg/h metanol fra tanken 1 og 1,869 kg/h luft ved hjelp av viften 2 til fordamperen 4. Metanol utvunnet fra destillasjonskolonnen 16 tilføres også fordamperen 4. 1,629.3 kg/h metanol fordampes i fordamperen 4 takket være varmen som tilveiebringes av kolonnen 8 i dennes absorpsjonstrinn. Metanol-luftblandingen strømmer til sølvkatalysa-toren 6, som holdes ved 560°C, slik at 980 kg/h metanol omdannes til formaldehyd. Gassene som forlater katalysatoren, inneholder 839.5 kg/h formaldehyd, 649.5 kg/h metanol og 390 kg/h vann samt de ikke-kondenserbare gassene dannet av hydrogenet fremstilt i reaksjonen (22 volumprosent), mindre mengder av karbondioksid (4.1 volumprosent), karbonmonoksid (mindre enn 0,1 volumprosent), metan (mindre enn 0,1 volumprosent), noe oksygen (mindre enn 0,1 volumprosent), med luftnitrogenet som det resterende.

Disse gassene kjøles, kondenseres og væskeutskilles som beskrevet i eksempel 1 med den forskjellen at avkjølingene med kald metanol har blitt utelatt, og 289 kg/h vann ved romtemperatur (25°C) istedenfor avkjølt vann tilføres toppen av kolonnen. Temperaturen på toppen av denne kolonnen når således 30°C. De utstrømmende gassene som tilføres brenneren 15, inneholder 0,8 g/m<3> formaldehyd og 5 g/m<3> metanol. Disse mengdene representerer et utbyttetap på 0,97%, beregnet som formaldehyd.

2,150.6 kg/h av væsken som resirkulerer i kolonnen 8 tilføres kolonnen 16 hvor 632 kg/h metanol destilleres og returneres til fordamperen. 1,580 kg/h av en oppløsning inneholdende 54,6% formaldehyd og mindre enn 1% metanol utvinnes fra bunnen av kolonnen.

Det sees at økningen i formaldehydutbyttet, som et resultat av væskeutskillin-gen med kalde oppløsninger, når 0,70% i dette eksempelet.

Claims (17)

1. Fremgangsmåte for kontinuerlig fremstilling av vandige formaldehydopp-løsninger, særlig oppløsninger med en konsentrasjon på 53-57 veksprosent, hvor prosessen innbefatter de følgende trinnene: (a) tilføring av luft og metanol til en fordamper (4) hvor metanolen fordampes slik at det dannes en gassfaseblanding av metanol og luft; (b) reagering av gassfaseblandingen av metanol og luft over en katalysator (6) ved en forhøyet temperatur for oppnåelse av en reaksjonsblanding innbefattende formaldehyd, som oppnås fra den partielle omdannelsen av metanol, og vanndamp og ikke-kondenserbare gasser; (c) strømming av reaksjonsblandingen gjennom minst én absorpsjonskolonne (8) hvor blandingen absorberes i en vandig oppløsning som strømmer i motsatt retning; (d) separering av den vandige oppløsningen og de ikke-kondenserbare gassene i absorpsjonskolonnene; (e) kjøling og væskeutskilling av de ikke-kondenserbare gassene som inneholder små mengder metanol og formaldehyd; og (f) fraksjonell destillering av den vandige oppløsningen med en tilsvarende separasjon av metanolen, hvor der brukes en tilførselskolonne (3) og minst to ytterligere varmevekslere (10, 11, 13), forbundet med den minst ene absorpsjonskolonnen (8); hvor det finner sted i tilførselskolonnen (8) en tilførsel av luft og meta nol fra utsiden såvel som tilførsel av en første understrøm av metanol som kommer fra en utgående strøm av metanol fra bunnen av tilførsels-kolonnen (3); hvor den resirkulerer suksessivt gjennom varmevekslerne (10, 11, 13) og blir delt i den første understrømmen som går tilbake til toppen av tilfør-selskolonnen (3) og en andre understrøm som strømmer til fordamperen (4); fra toppen av tilførselskolonnen (3) går det en utgående strøm av en metanol- og luftblanding som strømmer mellom tilførselskolonnen (3) og fordamperen (4); og hvor det kalde metanolet har blitt kjølt innenfor tilførselskolonnen (3) ved fordampningen av metanolen som er en del av metanol- og luftblandingen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at i varmeveksleren (10) plassert oppstrøms, kjøler den utgående metanolstrømmen væskeutskillingsvannet som deretter når toppen av absorpsjonskolonnen (8).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at i varmevekslerne (11, 13) plassert ned-strøms, kjøler de utgående metanolstrømmene en oppløsning for væskeutskilling de ikke-kondenserbare gassene som inneholder metanol.

4. Fremgangsmåte ifølge minst ett av kravene 1-3, karakterisert ved at varmevekslerne (10, 11, 13) er plassert inne i absorpsjonskolonnen (8).

5. Fremgangsmåte ifølge minst ett av kravene 1-4, karakterisert ved at i fordamperen (4) anvendes varmen som frigjøres i absorpsjonstrinnene for å varme og fordampe metanol-luftblandingen før reaksjon i katalysatoren (6).

6. Fremgangsmåte ifølge minst ett av kravene 1-5, karakterisert ved at den fraksjonelle destillasjonen utføres ved et trykk under atmosfærisk trykk.

7. Fremgangsmåte ifølge minst ett av kravene 1-6, karakterisert ved at i en varmeveksler (7), som står i forbindelse med katalysatoren (6), anvendes den fremstilte varmen i katalysatoren (6) under den katalytiske reaksjonen for den fraksjonelle destillasjonen, med samtidig kjøling av absorpsjonsblandingen.

8. Fremgangsmåte ifølge minst ett av kravene 1-7, karakterisert ved at katalysatoren (6) er sølv.

9. Fremgangsmåte ifølge minst ett av kravene 1-8, karakterisert ved at temperaturen på katalysatoren er 500-600°C.

10. Fremgangsmåte ifølge minst ett av kravene 1-9, karakterisert ved at gassene som forlater katalysatoren (6) kjøles til 130°C i varmeveksleren (7) som står i forbindelse med katalysatoren (6).

11. Fremgangsmåte ifølge minst ett av kravene 1-10, karakterisert ved at absorpsjonen finner sted i sirkulasjons-trinnet (c) i tre trinn ved forskjellige temperaturer i en vandig metanol-formaldehyd-inneholdende oppløsning.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at i det første trinnet eller ved bunnen er temperaturen på den resirkulerende væsken 75-80°C.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at i det andre trinnet er temperaturen på den resirkulerende væsken 38-42°C.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at i det tredje trinnet er temperaturen på den resirkulerende væsken 22-26°C.

15. Fremgangsmåte ifølge minst ett av krav 1-14, karakterisert ved at vann ved en temperatur på 10-12°C anvendes i trinnet (e) hvor de ikke-kondenserbare gassene kjøles og væskeutskilles.

16. Fremgangsmåte ifølge minst ett av krav 1-15, karakterisert ved at en del av oppløsningen fra bunnen av absorpsjonskolonnen (8) tilføres den fraksjonelle destillasjonskolonnen (16) ved redusert trykk.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert ved at trykket er 40-46 kPa.