СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОРМАЛЬДЕГИДАК с Е с о Ю 3 И А Я Советский патент 1973 года по МПК C07C47/48 C07C45/33 

1

Изобретение относится к области получения альдегидов, а именно формальдегида, который находит широкое применение в качестве исходного продукта в многочисленных органических синтезах.

Известен способ получения формальдегида окислением метансодержащего газа при нагревании до 500-600° С в присутствии катализатора, например, алюмосиликата. Выход формальдегида на пропущенный метан составляет 3%.

Цель изобретения - повышение выхода целевого продукта.

Это достигается тем, что окисление метана или метансодержащего газа проводят в присутствии хлористого водорода, а в качестве катализатора берут каталитическую систему, состоящую из двух катализаторов - одного, катализирующего реакцию окисления (смесь окислов металлов переменной валентности СеО2, Те2Оз, , МоОз в массе или на носителе, .например окиси алюминия или сили.кагеля, и другого, катализирующего реакцию окислительного хлорирования и гидролиза (хлориды церия или железа, или кобальта на носителе).

Процесс проводят в системе с «кипящим слоем катализатора как в присутствии, так и отсутствии специально вводимых паров воды.

Соотношение между реагентами (моль) СН4: Ог (в пересчете на воздух): НС1:Н2О 1 : 0,5-8 : 0,5-1 : 0-10; лучше 1:2,0-4,0 : : 0,1-0,5: 1-2.

Процесс проводится в интервале температур 350-700° С, предпочтительно 450-600° С.

Выход формальдегида составляет 5-15%. В качестве побочных продуктов образуются метанол, хлористый метил, хлористый метилен, СО, С02. Общий выход побочных продуктов, которые являются в основном ценными соединениями, составляет 1-6%.

Пример 1. В кварцевый реактор 25 мм загружают 20 мл катализатора 3%-ного CeCl3/SiO2 и 20 мл 10%-ного CeOj-МоОз/5Ю2 (соотношение СеО2 :МоОз 1 : 1,65). Метан, воздух, хлористый водород, воду вводят в реакционную зону в молярном соотношении 2 : : 8 : 1 : 3,5, предварительно нагревая до температуры реакции. Реакцию проводят в «кипящем слое катализатора. Температура реакции 350°С. Время контакта 0,3 сек. Выход формальдегида 5,1%. Общий выход побочных продуктов (метанола, СО2, СО, хлористого метилена и др.) 1,2%.

Пример 2. Условия проведения опыта аналогичны описанным в примере 1. Соотнощение СН4 : воздух : НС1 : : 8,5 : 1 : 2. Температура реакции 700° С. Время контакта 0,1 сек.

Выход СЬЬО 11,2%. Общий выход побочных продуктов 5,3%.

Пример 3 Условия проведения опыта аналогичны описанным .в примерах 1 и 2. Катализатор- 3%-НЫЙ CeCl3/Si02, 8%-ный FegOs- МоОз/АЬОз {соотношение FegOs : : : 3,6). Соотношение СН4 : воздух : НС1 1:5: : 0,3. Процесс проводят без подачи паров воды. Температура реакции 500° С. Время контакта 0,6 сек. Выход СН2О 8,8%. Выход побочных продуктов 1,9%.

Пример 4. Условия йроведения опыта аналогичны примерам 1-3. Катализатор 3%-ный CeCl3/Si02, 11%-ныйУ2О5-МоОз (активный уголь БПУ). Соотношение V2Os :МоОз 1 : : 1,7). Соотношение СН4: воздух : НС1 : Н20

1 : 5 : 0,5 : 1,7. Темнература реакции 550° С. Выход СН20 15,2%. Выход побочных продуктов 5,2%.

Предмет изобретения

Способ получения формальдегида окислением метана или метансодержащего газа кислородсодержащим газом при нагревании в присутствии катализатора и выделением целевых продуктов известными приемами, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта, в качестве катализатора берут смесь окислов СеОг, МоОз, V2O5, Ре2Оз и хлориды церия или железа или кобальта и процесс ведут в присутствии хлористого водорода.