DD272576A3 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF COMBINED PARAFORMALDEHYDE - Google Patents
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Abstract
Das Verfahren zur Herstellung von koernigem Paraformaldehyd wird bei der Umwandlung von waessrigem Formaldehydkonzentrat in rieselfaehigen Paraformaldehyd angewendet. Ziel der Erfindung ist eine Verfahrensweise mit geringem apparativem und energetischem Aufwand. Die Erfindung loest die Aufgabe, aus 83- bis 90%igem Formaldehydkonzentrat ohne Katalysatorzusatz in einer einfachen Apparatur freifliessenden Paraformaldehyd mit einem Formaldehydgehalt 90 Ma.-% ohne Verklebungen bei der Prozessfuehrung herzustellen. Das Formaldehydkonzentrat wird in einem Spruehturm, der mit einer Wirbelschicht kombiniert ist, versprueht, wobei erfindungsgemaess die Abkuehlung der verspruehten Formaldehydkonzentrattroepfchen durch einen Gasstrom erfolgt, dessen Anfangstemperatur 303 K betraegt und dessen Anfangsfeuchte unterhalb des Taupunktes liegt und der sich aus dem Fluidisierungsgas fuer die Wirbelschicht und einem oberhalb der Wirbelschicht zugegebenen Gasstrom zusammensetzt. Die gebildeten Paraformaldehydteilchen werden dann in einer Wirbelschicht mittels eines temperierten Fluidisierungsgases, dessen Feuchtegehalt vor Eintritt in die Wirbelschicht maximal 50% betraegt, mit einer durchschnittlichen Verweilzeit von mindestens 15 Minuten fluidisiert, wobei ihre Temperatur zwischen 313 und 323 K gehalten wird.The process for producing spherical paraformaldehyde is used in the conversion of aqueous formaldehyde concentrate into free-flowing paraformaldehyde. The aim of the invention is a procedure with low equipment and energy costs. The object of the invention is to produce from 83 to 90% pure formaldehyde concentrate without addition of catalyst in a simple apparatus free-flowing paraformaldehyde having a formaldehyde content of 90% by mass without adhesions in the process. The formaldehyde concentrate is sprayed in a spray tower, which is combined with a fluidized bed, the cooling of the sprayed formaldehyde concentrate droplets being effected by a gas stream whose initial temperature is 303 K and whose initial moisture content is below the dew point and which consists of the fluidizing gas for the fluidized bed and composed of a gas stream added above the fluidized bed. The paraformaldehyde particles formed are then fluidized in a fluidized bed by means of a tempered fluidizing gas whose moisture content before entry into the fluidized bed is at most 50%, with an average residence time of at least 15 minutes, with their temperature between 313 and 323 K.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines freifließenden körnigen Paraforrnaldehyds mit einem Formaldehydgehalt von > 90Ma.-%, hoher Reaktivität und Alterungsbeständigkeit, aus einem wäßrigen Formaldehydkonzentrat.The invention relates to a process for the preparation of a free-flowing granular paraformaldehyde having a formaldehyde content of> 90Ma .-%, high reactivity and aging resistance, from an aqueous formaldehyde concentrate.
Es ist bekannt, daß man einen freifließenden, körnigen Paraformaldehyd herstellen kann, indem ein wäßriges Formaldehydkonzentrat mit einem Gehalt von 80 bis 90Ma.-% Formaldehyd in einem kombinierten Wirbolschichtsprühtrockner versprüht und kurze Zeit in der Wirbelschicht durch entgegenströmende Warmluft von 313 bis 333K nachgetrocknet wird (DE 1208887). Das so hergestellte Produkt hat einen Formaldehydgehalt von etwa 88Ma.-%. Dieses Verfahren wurde bereits in der DE 1720472 als im technischen Maßstab nicht durchführbar bezeichnet, da die Oberfläche der primär entstehenden kleinen Paraformaldehydkügelchen nicht genügend klebfrei ist, es infolgedessen zur Agglomerisierung und nach kurzer Zeit zu Verklebungen besonders des Anströmbodens der Wirbelschicht kommt. Dieser Nachteil wird nach der DE 1720472 dadurch behoben, daß die Temperatur des entgegenströmenden Gases unterhalb 312 K, vorzugsweise zwischen 253 und 293 K gehalten wird, wobei die entstehenden Perlen den Turm mit einer Temperatur von <313K verlassen. Das Verfahren kann mit und ohne Wirbelschicht betrieben werden, wobei das Gas unterhalb des Anströmbodens in den Sprühtrockner eingeleitet wird. Das Produkt hat nach einer 12stündigen Zwischenlagerung in einem Bunker einen Formaldehydgehalt von 90%. In der Fraxis hat siel·, gezeigt, daß sich auch nach dieser Technologie Agglomerate bilden und daß es zu Verklebungen im unteren Teil des Turmes sowie zur Klurnpenbildung in der ggf. betriebenen Wirbelschicht kommt, da die in kurzer Zeit auf vorzugsweise 293 bis 303 K abgekühlten Perlen klebrig anfallen. Außerdem ist der Formaldahydgehalt bei der Entnahme der Perlen aus dem Turm nur geringfügig gegenüber dem Ausgangsprodukt erhöht.It is known that one can produce a free-flowing, granular paraformaldehyde by spraying an aqueous formaldehyde concentrate containing 80 to 90Ma .-% formaldehyde in a combined Wirbolschichtsprühtrockner and dried for a short time in the fluidized bed by countercurrent hot air from 313 to 333K ( DE 1208887). The product thus produced has a formaldehyde content of about 88Ma .-%. This method has already been described in DE 1720472 as not feasible on an industrial scale, since the surface of the primary resulting small paraformaldehyde beads is not sufficiently tack-free, it comes as a result of agglomeration and after a short time to bonds especially the inflow bottom of the fluidized bed. This disadvantage is remedied according to DE 1720472 in that the temperature of the countercurrent gas is kept below 312 K, preferably between 253 and 293 K, the resulting beads leaving the tower at a temperature of <313K. The process can be operated with and without fluidized bed, wherein the gas is introduced below the inflow base in the spray dryer. The product has a formaldehyde content of 90% after a 12-hour storage in a bunker. In practice, it has been shown that agglomerates are formed even after this technology and that there are adhesions in the lower part of the tower as well as slug forming in the optionally operated fluidized bed, since the cooled in a short time to preferably 293 to 303 K. Beads are sticky. In addition, the Formaldahydgehalt is increased only slightly compared to the starting product in the removal of the beads from the tower.
Aus der DE 1768951 ist weiterhin bekannt, daß man auch durch Versprühen einer 75 bis 93%igen (im Beispiel einer 79%!gen) wäßrigen Formaldehydlösung unter Zusatz eines Amins als Katalysator und Abkühlung des Sprühprodukts auf 253 bis 333 K mittels Einleiten von inerten Gasen in den Sprühturrn, einen freifließenden, körniger, Paraformaldehyd mit einem Formaldehydgehalt, der dem AusgangskonzenVat entspricht, erhält. Der Formaldehydgehalt kann durch weiteres Behandeln in Heißlufttrocknern im Wirbelschichtverfahren oder in Etagentrockner unter vermindertem Druck auf einen Formaldehydgehalt von 92 bis 99Ma.-% gebracht werden, wobei jedoch mit größeren Formaldehydverlusten zu rechnen ist. Ein weiterer Nachteil des Verfahrens ist der verbleibende Gehalt an Amin-Katalysatoren im Endprodukt, der bei manchen Einsatzgebieten zu unerwünschten Nebenreaktionen, z. B. zur Bildung zuckerartiger Produkte, führt.From DE 1768951 is also known that by spraying a 75 to 93% pure (in the example of a 79% ! ) Aqueous formaldehyde solution with the addition of an amine as catalyst and cooling of the spray product to 253 to 333 K by introducing inert gases in the spray lash, a free-flowing, granular, paraformaldehyde having a formaldehyde content corresponding to the AusgangskonzenVat receives. The formaldehyde content can be brought under reduced pressure to a formaldehyde content of 92 to 99Ma .-% by further treatment in hot air dryers in the fluidized bed process or in bed dryer, but with greater losses of formaldehyde is expected. Another disadvantage of the method is the remaining content of amine catalysts in the final product, which in some applications to undesirable side reactions, eg. B. to the formation of sugar-like products leads.
In der DE 1914269 wird ebenfalls ein Sprühverfahren zur Herstellung von gekörntem Paraformaldehyd beschrieben, das mit einem sauren bzw. basischen Katalysator arbeitet. Um ein trockenes Produkt mit einem Formaldehydgßhalt >92Ma.-% zu erhalten, wird das zunächst in ein Wirbelbett mit einer Temperatur von 303 K versprühte Produkt anschließend in 2wei nachgeschalteten Türmen bei Temperaturen von 303 bis 333K über 2 bis 12 Stunden weiter polykondensiert und nachtrocknet. Zur Vermeidung einer Agglomerisierung in der Wirbelschicht am Boden des Sprühturmes muß diese zum Teil aus zuvor getrockneten Körnern bestehen. Dieses Verfahren besitzt die bereits genannten Nachteile, die in größeren Formaldehydverlusten bei der Nachtrocknung sowie im Gehalt an Katalysatoren im Endprodukt bestehen. Außerdem wird es mit dem hohen technologischen Aufwand der Stufen Versprühen, Wirbelschicht, Polymerisationsturm und Nachtrocknung durchgeführt, wobei durch die lange Verweilzeit große Apparate erforderlich sind.DE 1914269 likewise describes a spraying process for producing granular paraformaldehyde which works with an acidic or basic catalyst. In order to obtain a dry product with a Formaldehydgßhalt> 92Ma .-%, the first sprayed into a fluidized bed with a temperature of 303 K product is then polycondensed in 2wei downstream towers at temperatures of 303 to 333K for 2 to 12 hours and further dried. To avoid agglomeration in the fluidized bed at the bottom of the spray tower, this must consist in part of previously dried grains. This method has the disadvantages already mentioned, which consist in larger formaldehyde losses in the final drying and in the content of catalysts in the final product. In addition, it is carried out with the high technological complexity of the stages spraying, fluidized bed, polymerization tower and post-drying, with the long residence time large apparatuses are required.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Es ist Ziel der Erfindung, aus wäßrigen Formaldehydkonzentraten bei einfacher Verfahrensweise mit geringem apparativem und energetischem Aufwand körnigen, freifließenden Paraformaldehyd hoher Reaktivität mit einem Formaldehydgehalt von 2*)0Ma.-% herzustellen.It is an object of the invention to produce granular, free-flowing paraformaldehyde of high reactivity from aqueous formaldehyde concentrates with a simple procedure with low equipment and energy expense with a formaldehyde content of 2 *) 0Ma .-%.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung von Paraformaldehyd aus wäßrigen Formaldenydkcuentraten mit einem Formaldehydgehalt von 83 bis SO Ma.-% in einer einfachen Apparatur ohne Einsatz von Katalysatoren so zu gestalten, daß das Produkt körnig, klebfrei und freifließend ist, eine hohe Reaktivität und einen Formaldehydgehait vor mindestens 90Ma.-% hat, ond keine Verklebungen in der Wirbelschicht und im Austragssystem auftreten.The invention has for its object to make the production of paraformaldehyde from aqueous Formaldenydkcuentraten with a formaldehyde content of 83 to SO Ma .-% in a simple apparatus without the use of catalysts so that the product is granular, tack-free and free-flowing, high reactivity and has a formaldehyde content of at least 90% by mass, no sticking in the fluidized bed and in the discharge system occur.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein heißes, wäßriges Formaldehydkonzentrat mit einem Formaldehydgehalt von 83 bis 90Ma.-% in einem Sprühturm, der mit einer Wirbelschicht kombiniert ist, versprüht wird, wobei erfindungsgemäß die Abkühlung der versprühten Formaldehydkonzentrattröpfchen durch einen Gasstrom erfolgt, dessen Anfangstemperatur £303 K beträgt und dessen Anfangsfeuchte unterhalb des Taupunktes liegt und der sich aus dem Fluidis. irungsgas für die Wirbelschicht und einem oberhalb der Wirbelschicht zugpführten Gasstrom zusammensetzt und die dabei gebildeten Paraformeldehydteilchen anschließend mittels eines temperierten Fluidisierungsgases, dessen relativer Feuchtegehalt vor Eintritt in die Wirbelschicht maxima! 50% beträgt, mit einer durchschnittlichen Verweilzeit von mindestens 15 Minuten in der Wirbelschicht fluidisiert werden, wobei ihre Temperatur zwischen 313 und 323K gehalten wird.The object is achieved by spraying a hot, aqueous formaldehyde concentrate having a formaldehyde content of 83 to 90% by mass in a spray tower combined with a fluidized bed, the cooling of the sprayed formaldehyde concentrate droplets being effected by a gas flow, the initial temperature thereof £ 303 K and whose initial moisture is below the dew point and that is from the fluidis. for the fluidized bed and a gas stream zugpannten above the fluidized bed and the resulting Paraformeldehydteilchen then by means of a tempered fluidizing gas whose relative moisture content before entering the fluidized bed maxima! 50%, with an average residence time of at least 15 minutes in the fluidized bed, maintaining its temperature between 313 and 323K.
Durch diese Verfahrensweise werden einmal die versprühten Konzentrattröpfchen mittels des relativ kalten, nicht wassergesättigten Gasstromes beim Absinken im Sprühturm gekühlt, zu Prills verfestigt und oberflächlich teilweise getrocknet, zum anderen wird durch die relativ hohe Temperatur der Prills in dei Wirbelschicht und die hohe Wasseraufnahmefähigkeit des Fluidisierungsgases das Wasser schnell von der Oberfläche der Prills entfernt und did Diffusion des Wassers aus dem Inneren der Prills an der9n Oberfläche gefördert. Es zeigt sich, daß trotz des hohen Wasseranfalls pro Zeiteinheit an der Oberfläche der Prills, der durch die Erhöhung des Formaldehydgehaltes der Prills auf mindestens 90 Ma.-% bedingt ist, das Wirbelbett ohne Agglomeratbildung betrieben werden kam.By this procedure, once the sprayed concentrate droplets are cooled by the relatively cold, non-saturated water gas stream falling into the spray tower, solidified into prills and partially dried on the surface, on the other hand is due to the relatively high temperature of the prills in dei fluidized bed and the high water absorbency of the fluidizing gas Water was quickly removed from the surface of the prills and did promote diffusion of water from inside the prills to the surface. It turns out that, despite the high water attack per unit time at the surface of the prills, which is due to the increase of the formaldehyde content of the prills to at least 90% by mass, the fluidized bed was operated without agglomeration.
Es zeigte sich weiterhin, daß durch diese Verfahrensweise die Formaldehydverluste gegenüber anderen Verfahren stark reduziert werden, da die Wasserentfernung von den Prills durch den niedrigen Wassergehalt im Fluirfisierungsgas bei einer relativ niedrigen Temperatur im Vergleich zu anderen bekannten Trocknungsverfahren, wie z. B. Heißluftwirbelbetttrockner und Etagentrockner, abläuft und außerdem das Fluidisierungsgas, welches geringe Mengen Formaldehyd aufnimmt, auch mit zur Kühlung der Konzentrattröpfchen eingesetzt wird, wodurch der Formaldehydübergang in das Kühlgas gegenüber eingesetztem Frischgas abgesenkt wird.It has also been found that by this procedure, the formaldehyde losses over other methods are greatly reduced, since the water removal from the prills by the low water content in the Fluirfisierungsgas at a relatively low temperature compared to other known drying methods, such. B. hot air fluidized bed dryer and tier dryer, and also runs the fluidizing gas, which absorbs small amounts of formaldehyde, is also used for cooling the concentrate droplets, whereby the formaldehyde transition is lowered into the cooling gas to fresh gas used.
Ein weiterer Vorteil der Verfahrensweise, der durch die Verwendung des Fluidisierungsgases als Kühlgas hervorgerufen wird, ist die geringe Gasmenge, die zu fördtrn und ggf. vor Abgabe an die Umwelt von Formaldehyd zu reinigen ist, wodurch sich kleinere Apparate und Aggregate und geringere Energieaufwendungen ergeben.Another advantage of the procedure, which is caused by the use of the fluidizing gas as the cooling gas, is the small amount of gas to be promoted and possibly clean of formaldehyde prior to release to the environment, resulting in smaller apparatus and aggregates and lower energy costs.
Die erfindungsgemäße Verfahrensweise ermöglicht somit, auf einfache Art und Weise aus einem wäßrigen Fonnaldehydkoiizentrat mit 83 bis 90Ma.-% Formaldehyd einen körnigen, freifließenden Paraformaldehyd mit einem Formaldehydgehait von mindestens 90Ma.-% herzustellen. Als Fluidisierungs- und Kühlgas können Luft, Stickstoff und andere inerte Gase eingesetzt werden. Die Gase können im Kreislauf geführt werden oder, was insbesondere beim Einsatz von Luft zweckmäßig sein kann, nur einmal durch den Sprühturm mit Wirbeischicht geleitet werden.The procedure of the invention thus makes it possible to produce in a simple manner from an aqueous Fonnaldehydkoiizentrat with 83 to 90Ma .-% formaldehyde a granular, free-flowing paraformaldehyde with a Formaldehydgehait of at least 90Ma .-%. As the fluidizing and cooling gas, air, nitrogen and other inert gases can be used. The gases can be circulated or, which may be useful in particular when using air, are passed only once through the spray tower with fluidized bed.
Die Aufteilung des Gesamtgasstromes in das Fluidisierungsgas und den zweiten zugeführten Gasstrom und der relative Feuchtegehalt des Fluidisierungsgases können in Abhängigkeit vom Wassergehalt des eingesetzten wäßrigen Formaldehydkonzentrates variiert werden. Eine besonders vorteilhafte Anwendung der erfindungsgemäßen Verfahrensweise wurde bei einem relativen Feuchtegehalt des Fluidisierungsgases von <20% gefunden. Wesentlich für das Betreiben ist jedoch in jedem Fall, daß der Feuchtegehalt des Gesamtgasstromes nach dem Mischen unterhalb des Taupunktes liege. Des weiteren beeinflußt die Temperatur dar Prills in der Wirbelschicht deren notwendige Aufenthaltszeit in ihr. Es wurde gefunden, daß ein besonders vorteilhaftes Betreiben der erfindungsgemäßen Verfahrensweise erreicht wird, wenn eine durchschnittliche Aufenthaltszeit der Prills in der Wirbelschicht von 20 bis 30 Minuten eingestellt wird.The distribution of the total gas flow into the fluidizing gas and the second supplied gas flow and the relative moisture content of the fluidizing gas can be varied depending on the water content of the aqueous formaldehyde concentrate used. A particularly advantageous application of the procedure according to the invention was found at a relative moisture content of the fluidizing gas of <20%. However, it is essential for operation in any case that the moisture content of the total gas stream after mixing be below the dew point. Furthermore, the temperature affects prills in the fluidized bed their necessary residence time in it. It has been found that a particularly advantageous operation of the method according to the invention is achieved if an average residence time of the prills in the fluidized bed of 20 to 30 minutes is set.
Ausführungsbeispieleembodiments
Das erfindungsgemäße Verfahren soll anhand folgender Beispiele erläutert werden.The process of the invention will be illustrated by the following examples.
In einem Sprühturm mit einem Durchmesser von 1,2 m und einer zylindrischen Höhe von 12m werden kontinuierlich 70kg/h wäßrige Formaldehydlösung mit einem Formaldehydgehait von 83,9 Ma.-% und einer Temperatur von 358 K übe reine Einstoffvollkegeldüse mit einer Bohrung von 1,2 mm versprüht. Am Fuß des Turmes befindet sich ein Wirbelbett dessen Anströmboden einen Durchmesser von 0,4 m hut. Durch den Anströmboden w>.d eine Luftmengo von 30OmVh mit einer Temperatur von 327 K und einem Wassergehali von 9 g/kg Luft eingeleitet. Oberhalb des Wirbelbettes werden .'.00m3/h wassergesättigte Luft mit einer Temperatur von 286K zugeführt. Im Wirbelbett herrscht eine mittlere Temperatur von 320K, die Gemischiemperatur aus Fluidisierungsluft und oberhalb das Wirbelbettes eingeleiteter Luft beträgt im unterer Viertel de > Sprühturmes etwa 299K. Aus dem Wirbelbett werden kontinuierlich 6'3,6kg/h körniger, klebfreier und rieselfä'iiger Paraformaldehyd mit einem Formaldehydgehait von 91 ,-1 Ma. -% und einem mittleren Korndurchmesser von 0,iimmausg«tragen und in ein Vorratssilo geleitet. Die mittlere Aufenthaltszeiv des Paraformaldehydes im Wirbelbett beträgt 25min. Beim Bet eiben der Anlage treten keine Agglomerate und Verkisbungen in der Wirbelschicht auf, das Produkt läßt sich ohne Schwierigkeiten austragen.In a spray tower with a diameter of 1.2 m and a cylindrical height of 12m are continuously 70kg / h of aqueous formaldehyde solution with a Formaldehydgehait of 83.9 wt .-% and a temperature of 358 K ube pure Einstoffvollkegemüse with a bore of 1, 2 mm sprayed. At the foot of the tower is a fluidized bed whose distributor bottom has a diameter of 0.4 m hat. An air quantity of 30OmVh with a temperature of 327 K and a water content of 9 g / kg air was introduced through the inflow plate. Above the fluidized bed, water-saturated air at a temperature of 286K is supplied to 00 m 3 / h. In the fluidized bed there is an average temperature of 320K, the mixture temperature of fluidizing air and above the fluidized bed introduced air is in the lower quarter of the> spray tower about 299K. From the fluidized bed are continuously 6'3.6kg / h granular, tack-free and free-flowing paraformaldehyde with a Formaldehydgehait of 91, -1 Ma. -% and a mean grain diameter of 0, carry it out and place it in a storage silo. The mean residence time of paraformaldehyde in a fluidized bed is 25 min. When Bet eiben the plant occur no agglomerates and Verkisbungen in the fluidized bed, the product can be carried out without difficulty.
In der im Boispiei 1 beschriebenen Apparatur werden 80kg/h wäßrige Formaldehydlösung mit einem Formaidehydgehalt von 67,1 Ma.-% bei siner Temperatur von 365K versprüht. Durch den Anströmboden werden i)00m3/h Luft mit einer Temperatur von 322 K und einem Wassergehalt von 8,5g/kg Luft eingeleitet. Oberhalb des Wirbelbettes werden 33G m3/h wassergesättigte Luft mit einer Temperatur von 285,5K zugeführt. Im Wirbelbett herrscht eine mittlere Temperatur von 319K, die Gastemperatur im unteren Viertel des Turmes liegt bei 299K. Es werden kontinuierlich 75,5 kg/h Paraformaldehyd mit einem Formaldehydgehalt von 91,2Ma.-% entnommen, die mittlere Aufenthaltszeit im Wirbelbett betrögt 22 min. Dac Produkt ist klebfrei und rieselfähig, Agglomerate und Verklebungen treten im Wirbelbett nicht auf.In the apparatus described in Boispiei 1 80 kg / h aqueous formaldehyde solution having a Formaidehydgehalt of 67.1 Ma .-% at a temperature of 365K sprayed. I) 00 m 3 / h of air at a temperature of 322 K and a water content of 8.5 g / kg of air are introduced through the distributor plate. Above the fluidized bed 33G m 3 / h of water-saturated air at a temperature of 285.5K are supplied. In the fluidized bed there is an average temperature of 319K, the gas temperature in the lower quarter of the tower is 299K. There are continuously taken 75.5 kg / h paraformaldehyde with a formaldehyde content of 91.2Ma .-%, the average residence time in the fluidized bed is 22 min. The product is tack-free and pourable, agglomerates and bonds do not occur in the fluidized bed.
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Legal Events
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