Синтез формальдегида и его применение - Переработка полезных ископаемых на обогатительных фабриках

Формальдегид вырабатывается в очень больших масштабах (мировое производство в 1980 году составило свыше 2 млн. т) и широко используется в различных областях органического синтеза, а также в качестве дезинфицирующего и дезинсекционного средства. В больших количествах формальдегид применяют для производства феноло-, карбамидо - и меламидоформальдегидных полимеров, в качестве полупродукта в синтезах изопрена, пентаэритрита, гексаметилентетрамина (уротропина). Он используется в многочисленных синтезах, лежащих в основе производства химических волокон, многоатомных спиртов, красителей, взрывчатых веществ, фармацевтических препаратов.

Формальдегид может быть получен окислением метана и его гомологов или из метанола. При окислении метана в газовой фазе воздухом или кислородом при атмосферном давлении последовательно протекают реакции:

    (а) СН4 + 0,502 = СНзОН -?Н (б) СН3ОН + 0,502 = HCHO + Н20 - АН

Реакция (б) селективно ускоряется катализаторами на основе соединений меди и серебра. Однако процесс экономически невыгоден из-за малого выхода, т. к. селективность достигается только при очень малой степени окисления метана и недостатке кислорода (нужна высокая циркуляция метанола) - необходимо препятствовать дальнейшему окислению формальдегида.

Производство формальдегида окислительным дегидрированием метанола.

Основные стадии процесса:

    1. Стадия подготовки спиртовоздушной смеси, которая проводится в испарителе метанола. 2. Каталитическое превращение метанола в формальдегид, которое проводится в контактном аппарате при температуре более шестисот градусов, в слое катализатора. 3. Стадия поглощения формальдегида водой, которая проводится в абсорбционной колонне.

Окислительное дегидрирование метанола представляет гетерогенно-каталитический процесс, протекадющий в газовой фазе на твердом катализаторе. В этом процессе совмещены экзотермическая реакция окисления метанола: CH3OH + 0,502 = HCHO + Н20 и эндотермическая реакция его дегидрирования: CH3OH = НСНО + Н2.

При соотношении реакций и равным 0,55 : 0,45 тепловой эффект процесса достаточен для возмещения потерь тепла системы в окружающую среду и для нагревания исходных продуктов до нужной температуры.

В качестве катализаторов процесса окислительного дегидрирования используют медь (в виде сетки или стружки) и серебро, нанесенное на пемзу. Возможны реакции глубокого окисления до муравьиной кислоты, а также реакции дегидрирования и гидрирования (образования СО2+Н2О). Недостаток кислорода позволяет снизить удельный вес побочных реакций.

Температура 500С, выход формальдегида в расчете на пропущенное сырье составляет 80-85% при степени контактирования 0,85--0,90.

Получение формальдегида окислением метанола.

Проводят в избытке воздуха при температуре 350-430С и атмосферном давлении на окисном железо-молибденовом катализаторе, что увеличивает степень конверсии метанола (0,99), селективность по формальдегиду, достигающей 96% и высокой экзотермичностью. Используют трубчатые реакторы с интенсивным охлаждением циркулирующей в межтрубном пространстве водой или другими хладоагентами. К достоинствам метода относятся также низкие расходные коэффициенты по сырью и энергии.

Похожие статьи




Синтез формальдегида и его применение - Переработка полезных ископаемых на обогатительных фабриках

Предыдущая | Следующая