Способ получения формальдегида

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОРМАЛЬДЕГИДА окислением метанола в газовой фазе при температуре 670 720^oС на катализаторе "серебро на пемзе", отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта, парогазовую смесь, прошедшую через слой свежеприготовленного катализатора, дополнительно пропускают через слой такого же отработанного катализатора, эксплуатировавшегося ранее в том же процессе при тех же условиях в течение 1500 5000 ч, причем массовое соотношение свежеприготовленного и отработанного катализаторов составляет 1 (0,12 0,4).

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения формальдегида, находящего применение в производстве пластмасс.
Целью изобретения является повышение выхода целевого продукта.
П р и м е р 1. В лабораторный кварцевый реактор сечением 0,55 см² загружают 0,65 г отработанного катализатора "серебро на пемзе" (СНП), содержащего 39,6 мас. серебра, выгруженного ранее из промышленного реактора получения формальдегида после 1500 ч рабочего цикла. Затем поверх его укладывают 1,65 г свежеприготовленного катализатора СНП. Оба катализатора приготовлены путем двукратной обработки пемзы раствором азотнокислого серебра, содержат одинаковое количество металлического серебра и имеют следующие характеристики: Удельная поверхность, м²/т 0,55 Общий объем пор, см³/г 0,75 Насыпная масса, г/см³ 0,7
Общая высота слоя катализатора в реакторе 6 см. Реактор обогревают внешней электропечью до 300^оС (температура инициирования реакции), а затем начинают пропускать сырье, печь отключают и температуру 670-690^оС поддерживают за счет экзотермичности реакции окисления. В течение 2 ч пропускают через реактор 55 г/ч метанола, 23 г/ч воды и 59 дм³/ч воздуха (массовое отношение O₂ к CH₃OH равно 0,32, нагрузка по метанолу 100 г/см²). На выходе из реактора контактный газ охлаждают в подконтактном холодильнике, установленном непосредственно под слоем катализатора, и пропускают через два последовательно установленных стеклянных абсорбера, заполненных известным количеством воды. Непоглощенные в абсорберах газы пропускают через газовые часы и сбрасывают в атмосферу. В воде гидроксиламинным методом определяют содержание формальдегида, затем методом ГЖХ содержание метанола и формальдегида (для контроля).
Сырье пропускают через реактор сверху вниз, таким образом, первый по ходу сырья слой свежеприготовленный, а второй отработанный катализатор СНП.
В уловленных водой продуктах реакции обнаруживают 91,8 г формальдегида и 6,8 г метанола, что соответствует выходу формальдегида, считая на пропущенный метанол 89,0% на разложенный метанол 94,9 мол. при конверсии метанола 93,8% Съем формальдегида с 1 г металлического серебра составляет 51 г/ч.
П р и м е р 2. Поступают аналогично примеру 1, однако через реактор пропускают 138 г/ч метанола, 59 г/ч воды и 150 дм³/ч воздуха (нагрузка по метанолу 250 г/см²). Через 2 ч нагрузку увеличивают до 300 г/см² и пропускают в течение 2 ч 165 г/ч метанола, 70,5 г/ч воды и 180 дм³/ч воздуха. Массовое отношение O₂ к CH₃OH в обоих случаях поддерживают равным 0,32 и температура реакции соответственно равна 670-680^оС. Результаты обоих опытов приведены в табл.1.
П р и м е р 3. Поступают аналогично примеру 1, однако в качестве катализатора используют смеси катализаторов СНП, свежеприготовленного и отработанного, в разных соотношениях. Оба катализатора из партий, испытывавшихся в примерах 1 и 2. Результаты опытов приведены в табл.2.
П р и м е р 4. Действуют аналогично примеру 1, однако в качестве второго компонента в смеси катализаторов применяют образцы отработанных катализаторов СНП, выгруженных из промышленного реактора получения формальдегида после различных сроков эксплуатации. Результаты опытов приведены в табл.3.
П р и м е р 5. Поступают аналогично примеру 1, однако в реактор загружают 0,65 г отработанного и 1,65 г свежеприготовленного катализаторов СНП в виде равномерно распределенной смеси. Получают 82,9 г формальдегида и 16,1 г метанола. Соответственно выход формальдегида, считая на пропущенный метанол равен 80,3% на разложенный метанол 94,2 мол. конверсия метанола 85,3% Съем формальдегида с 1 г серебра равен 45 г/ч.
П р и м е р 6. Действуют аналогично примеру 1, однако в реактор первоначально загружают 1,65 г свежеприготовленного катализатора, а затем поверх его укладывают 0,65 г отработанного катализатора СНП. Получают 76,8 г формальдегида и 5,9 г метанола. Соответственно, выход формальдегида, считая на пропущенный метанол равен 74,4% на разложенный метанол 78,7 мол. конверсия метанола 94,6% Съем формальдегида с 1 г серебра составляет 42,6 г/ч.
П р и м е р 7. Поступают аналогично примеру 1, однако поддерживают массовое отношение O₂ к CH₃OH равным 0,39-0,40, что обеспечивает протекание реакции при температуре 710-720^оС. Часть непоглощенных в абсорберах газов собирают в ловушку и анализируют методом ГЖХ. В уловленных водой продуктах реакции найдено 93,4 г формальдегида и 3,5 г метанола, что соответствует выходу формальдегида, считая на пропущенный метанол 90,6% на разложенный метанол 93,6% Конверсия метанола 96,8% съем формальдегида с 1 г серебра 54 г/ч. В составе абгазов обнаружено 0,7% CO, 2,6 об. CO₂ и 15 об. Н₂.
П р и м е р 8. Опыты проводят аналогично примеру 2, однако поддерживают массовое отношение O₂ к CH₃OH равным 0,41-0,43, что обеспечивает протекание реакции при температуре 710-720^оС. Результаты опытов представлены в табл.4.
П р и м е р 9 (сравнительный по прототипу). Опыты проводят аналогично примерам 1 и 2, однако в качестве катализатора процесса используют образец свежеприготовленного катализатора СНП массой 2,3 г. Результаты опытов представлены в табл.5.
П р и м е р 10 (сравнительный по прототипу). Опыты проводят аналогично примерам 7 и 8, однако в качестве катализатора процесса используют образец свежеприготовленного катализатора СНП массой 2,3 г. Результаты опытов представлены в табл.6.
Предлагаемый способ позволяет повысить выход целевого продукта до 91,8% по сравнению с 81,3% в известном способе.
Изобретение касается альдегидов, в частности способа получения формальдегида, применяемого в производстве пластмасс. Цель изобретения повышения выхода целевого продукта. Процесс ведут окислением метанола в газовой фазе при 670 720°С на катализаторе "серебро на пемзе". Затем парогазовую смесь, прошедшую через слой свежеприготовленного катализаторе, пропускают через слой отработанного катализатора, эксплуатировавшегося ранеее в том же процессе при тех же условиях в течение 1500 5000 ч. Массовое соотношение свежеприготовленного и отработанного катализаторов 1 0,12 0,4, выход продукта повышается с 81,3 до 91,7% 6 табл.