Способ получения формальдегида Советский патент 1981 года по МПК C07C47/52 C07C45/29 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОРМАЛЬДЕГИДА этан или пропан в количестве 6368 об.%. Добавка в исходную реакционную смесь указанных углеводородов повышает теплоемкость реакционной смеси, что способствует снижению величины адиабатического разогрева реакционной смеси и позволяет осуществлять процесс во взрывобезопасных условиях. Возможность осуществления процесс окисления метанола в присутствии эта на и пропана на окисных катализаторах проверена на лабораторной установке проточного типа. Через реактор с катализатором (размер частиц 3,5 м при пропускают смесь, содержащую метанол, кислород, углеводород. На выходе из реактора реакционные га зы промывают водой в барботажных колонках, где поглощаются формальдегид водяные пары, непрореагировавший мет нол. Часть выходящих из колонок газо выбрасывается, а основная масса .возвращается в реактор. В эту смесь добавляют метанол и кислород в таких количествах, чтобы их концентрации соответствовали начальным, и добавляют часть углеводорода взамен выбрасываемого, В продуктах реакции определяю формальдегид, окислы углерода, углеводороды. По этим данным рассчитываю степени превращения метанола: общую -в формальдегид и в окислы углерода. Примеры 1 и 5 в которых процесс осуществляют без добавок углеводородов, даны для сравнения. Пример. В проточный реактор загружают 2,8 г железомолибденового катализатора с размером зерна 3,5 мм и через него пропускают смесь содержащую 13% метанола, и 87% возд ха при со скоростью 10 мл/с. Теплоемкость смеси 7,61 кал/г моль, смеси взрывоопасна и при 400с самовоспламеняется. При 94%-ном превращении спирта получают 78%-нь1Й выход формальдегида, избирательность 83%. При Мер 2. В проточный реактор загружают 2,8 г железомолибденового катализатора с размером зерна 3,5 мм и через него пропускают смесь содержащую 13% метанола, 19% кислорода и 68% пропана.. Теплоемкость сме си 14,79 кал/г моль. Смесь взрывобезопасна, не воспламеняется при . При температуре и скоро сти подачи смеси 10 мл/с степень пре радения спирта 94 %, выход формальдегида 78%, избирательность 83%. Пример 3.В проточный реактор загружают 2,8 г железомолибденового катсшизатора с размером зерна 3,5 мм и через него пропускают смесь содбржа цую 13% метанола, 24% кислоро да и 63 % пропана, -при ЗБО-с. Теплоемкость смеси 14,6 кал/г моль. Смесь взрывобезопасна.не воспламеняется. При скорости подачи смеси 10 мл/с cT ень превращенияспирта 95 %, выход ормальдегида 79,5 %, избирательность 83,7 %. Пример4. Б проточный реактор загружают 2,8 г железомолибденового атализатора и через него со скоротью 10 мл/с при 350°С пропускают месь, содержащую 13 % метанола, 22 % кислорода и 65 % пропана. Теплоемкость смеси 14,7 кал/г моль. Смесь взрывобезопасна не воспламеняется. Стедень преврсшдения метанола 95%, выход формальдегида 79,0 % избирательность 83,2%. Пример5. В проточный реактор загружают 2,8 г хромжелезомолибденового катализатора и через него со скоростью 10 мл/с при З50с пропускают смесь, содержащую 13% метанола и и 87% воздуха. Теплоемкость смеси 76,1 кал/г моль. Смесь взрывается. Степень преврс1щения метанола 92 %, выход формсшьдегида 81 %, избирательность 88 %. Примарб. В проточный реактор з.агружают 2,8 г хромжелезомолибденового катализатора и через него со скоростью 10 мл/с, при 350°С пропускают смесь, содержащую 13 % метанола, и 19 % кислорода и 68 % пропана. Теплоемкость смеси 14,79 кал/г мол, не взрывается. Степень превращения метанола 95%,выход формальдегида 82 %, избирательность 86,5 %. Пример 7. В проточный реактор загружают 2,8 г хромжелезомолибденового катализатора и через негосо скоростью 10 мл/с при З50-с пропускают смесь, содержащую 13 % меТанола 24 % кислорода и 63 % пропана. Теплоемкость смеси 14,5 кал/г моль. Смесь не взрывается и не воспламеняется. Степень превращения метанола 92,5 %, выход формальдегида 82%, избирательность 88 %. Пример8. В проточный реактор загружают 2,8 г хромжелезомолибденового катализатора и через него пропускают при З50с со скоростью 10 мл/с смесь, содержащую 13 % метанола, 22 % кислорода и 65 % пропана. Теплоемкость смеси 14,7 кал/г моль. Смесь не взрывается и не воспламеняется. Степень превращения метанола 92 %, выход формальдегида 81 %, избирательность 88 %. Пример9. В проточный реактор загружают 2,8 г железомолибденового катализатора и через него со скоростью 10 мл/с .при 350°С пропускают смесь, содержащую 13 % метанола, 19 % кислорода и 68 % этана. Теплоемкость смеси 11,3 кал/г моль. Смесь не взрывается и не воспламеняется, степень превращения метанола 97 %, выход формальдегида 82% избирательнЬсть 84,5%. Пример 10. В проточный реактор загружают 2,8 г железомолибденрвого катализатора и через него со. скоростью 10 мл/с при 350°С пропускают смесь, содержгицую 13% метанола, 22 % кислорода и 65 % этана. Теплоемкость смеси 11,2 кал/г моль. Смесь не взрывается и не воспламеняется. Степень превращения метанола 92%, выход формальдегида 82%, избирательность 89,2%. Пример.11. В проточный ре- . актор загружают 2,8 г железомолибде нового катализатора и через него со скоростью 10 мл/с при пропуска ют смесь, содержащую 13 % метанола. 24 % кислорода и 63 % этана. Теплоемкость смеси 11, 14 кал/г моль. Смес не взрывается и не воспламеняется. Степень превращения метанола 97 %, выход формальдегида 83 %, избирательность 85,6 %. Пример 2. В проточный реактор загружают 2,8 г хромжелезомолибденового катализатора и через нег со скоростью 10 мл/с при 350°С пропу кают смесь, содержащую 13 % метанола 19 % кислорода и 68% этана. Теплоемкость смеси 11,3 кал/г моль. Смесь не взрывается и не воспламеняется. Степень превращения метанола 96%, выход формальдегида 82 %, избиратель ность 85 %. Прим ер 13. В проточный реактор загружают 2,8 г хромжелезомолибденового катализатора и через него с скоростью 10 мл/с при 350°С пропускают смесьJсодержащую 13 % метанола, 24 % кислорода и 63 % этана. Теплоемкость смеси 11,14 кал/г моль. Смесь не взрывается и не воспламеняется. Степень превращения метанола 92 %, выход формальдегида 81 %, избирательность 88 %. Пример14. В проточный реактор с четырьмя адиабатическими слоям хромжелезомолибденового катализатора с уменьшающимся размером зерен подаю сначала исходную смесь, состоящую из 13 м метанола,19 м кислорода и 68 м пропана, а затем установившуюся смесь состава: 13 м метанола + + 19,25 м кислорода + 63,6 м пропа на + 1,98 м окиси углерода + 2,4 м + 0,36 м азота при 220°С. Катализатор загружают так, чтобы сИЗцее прев ращение метанола составляло 99%, выход формальдегида 93 %. Температура на выходе из последнего слоя 360°С. На выходе из реактора реакционные газы охлаждают до 140.J и подают в абсорбционную колонну для поглощения паров формальдегида, паров воды и метанола. Из поглотительной колонны выпускают 43,7 кг 37%-ного водного формалина и 81,6 мсмеси газов. К 58 м ЭТОЙ смеси газов добавляют 17,8 м пропана, 13 м метанола и 10,2 м кислорода, и всю эту смесь вновь направляют в реактор. Другую часть смеси газов из абсорбционной колонны в количестве 22,7 м направляют на улавливаний пропана или в топку. В этом опыте на 1 т 37 %-ного формалина расходуют 425 кг метанола, 233 Мкислорода и 41,2 м пропана. Предлагаемый способ может быть использован в действующих установках по получению формальдегида из метанола на окисных катализаторах. При этом используются обычные реакторы с адиабатическими слоями окисных катализаторов. формула изобретения Способ получения формальдегида окислением метанола кислородсодержащим газом на окисных катализаторах при 220-4ОО С и объемном отношении кислорода к метанолу 1,4:1,8 в присутствии низшего углеводорода, о тличающийся тем, что, с целью упрощения процесса,, в качестве низшего углеводорода используют этан или пропан в количестве 6368 об.%. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 167855, кл. С 07 С 47/04, 1963, 2.Авторское свидетельство СССР ,№ 388534, кл. С 07 С 47/04, 1970. 3.Авторское свидетельство СССР № 267621, кл. С 07 С 47/04, 1963. .4. Авторское свидетельство СССР № 448705, кл. С 07 С 47/04, 1972. 5. Авторское свидетельство СССР № 502864, кл. С 07 С 47/04, 1972. (прототип).