DE1217353B - Verfahren zur Herstellung von Formaldehyd - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT^

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

C07c

Deutsehe KL: 12 ο-7/01

Nummer:
Aktenzeichen:.
Anmeldetag:
Auslegetag:

1217 353
S90134IVb/12o ,20. März 1964 ;■ 26. Mai 1966

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formaldehyd durch oxydative Verbrennung von Methan in Gegenwart von Stickstoffoxyden.

Es ist bekannt, Formaldehyd gemäß

CH₄ + O₂

HCHO + H₂O

durch direkte Oxydation von Methan zu gewinnen, indem man das Methan durch eine Reaktionszone in Form eines Wirbelbettes von festen Katalysatorteilchen und anschließend durch eine Kühlzone ebenfalls in Form eines Wirbelbettes von festen, gutwärmeleitenden Teilchen leitet. Zwar lassen sich nach diesem bekannten Verfahren recht gute Formaldehydausbeuten erzielen, aber die Reaktionsbedingungen lassen sich wegen der Kompliziertheit der benutzten Anlage nur schlecht kontrollieren, so daß die Formaldehydausbeute stark schwankt. Ferner muß ein Mitreißen der feinen Katalysatorteilchen in die Kühlzone verhindert werden, und auch apparativ hat dieses Verfahren wegen der starken Abriebwirkung der fluidisierten Feststoffteilchen beträchtliche Nachteile. Schließlich ergeben sich aus der Verwendung fester Katalysatoren weitere Schwierigkeiten, da deren Lebensdauer begrenzt und ihre katalytische Wirkung schwankt mit ihrer Struktur und Gewinnungsart.

Ein anderes bekanntes Verfahren zur Verbrennung von Methan zu Formaldehyd ersetzt das Wirbelschichtsystem aus diesen Gründen durch einen Festbettkatalysator und ein den Katalysator bedeckendes Platinnetz. Die nach diesem Verfahren erzielbaren Formaldehydausbeuten sind jedoch verhältnismäßig schlecht; dagegen sind die verfahrenstechnischen Schwierigkeiten geringer als bei dem obenerwähnten Verfahren, abgesehen davon, daß auch hier feste Katalysatoren mit deren bekannten Nachteilen verwendet werden.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur katalytischen Oxydation von Methan zu Formaldehyd zu schaffen, das sich gasförmiger an Stelle von festen Katalysatoren bedient und demzufolge sich in einer einfacheren Anlage durchführen läßt, die durch feste Katalysatoren verursachten Probleme nicht kennt und sich durch regelmäßige, gute Resultate auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man einen Kohlenwasserstoff mit Luft und/oder Sauerstoff und Stickstoffdioxyd als Katalysator in einer Flamme derart verbrennt, daß der Kohlenwasserstoff das als innere Säule strömende, freien Sauerstoff enthaltende Gas konzentrisch umhüllt, und die gasförmigen Verbrennungsprodukte

Verfahren zur Herstellung von Formaldehyd

Anmelder:

Societe Nationale des Petroles d'Aquitaine, Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. Dipl. oec. publ. D. Lewinsky, Patentanwalt,

München-Pasing, Agnes-Bernauer-Str. 202

Als Erfinder benannt:

Francois Pouliquen,

Bernard Gourdon, Pau (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 21. März 1963 (928 769)

as mit Methan und Frischluft bei 550 bis 600° C umsetzt.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, bei technisch akzeptablen Ausbeuten insgesamt sehr wirtschaftlich und unproblematisch zu sein.

Die Erfindung geht von der Beobachtung einiger Autoren aus, daß Formaldehyd bei der Verbrennung von Methan in einer umgekehrten Flamme entsteht, d. h. einer Flamme, deren Kern aus Luft besteht und von Methangas umhüllt ist. Die bisher erreichten Formaldehydausbeuten, bezogen auf das eingesetzte Methan, betrugen jedoch kaum mehr als etwa 0,03 %, so daß sich eine industrielle Anwendung dieses Prinzips von selbst verbot. Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet demgegenüber nicht nur eine Erhöhung der Formaldehydausbeute auf 2,8 bis 3%, sondern ermöglicht es auch, die Oxydation unter 600° C, vorzugsweise bei 570° C durchzuführen, während die bekannten Methoden eine Reaktionstemperatur von 600 bis 650° C voraussetzten. Die Erfindung ist im nachstehenden beispielsweise

erläutert.

Beispiel

In einem Brenner mit umgekehrter Flamme wird ein Luftstrom von 18 l/h durch das Brennermittelrohr geleitet, das in einer Methanatmosphäre mündet. Diese besteht aus Erdgas mit 96 % CH₄ und

609 570/556

2,5% C₂H₆ und fließt mit 8 l/h zu. Dem Methanstrom wird Stickstoffdioxyd mit etwa 0,3 l/h beigegeben. Nach dem Zünden stabilisiert sich die Flamme auf dem Luftzuleitungsrohr.

Die Verbrennungsgase werden sofort in einen rohrförmigen Ofen aus nichtrostendem Stahl eingeführt, der auf einer Temperatur von 570 ± 5°C gehalten wird. Der Abstand zwischen der Flamme und dem Eingang zum Ofen beträgt etwa 5 cm.

In den Ofen werden ferner frisches Methan mit 7 l/h und Frischluft mit etwa 50 l/h gespeist. Die obengenannte Temperatur bleibt über 25 cm Ofenlänge konstant.

Nach einer Verweilzeit von ungefähr einer halben Sekunde im Ofen läßt man die austretenden Gase durch Eiswasser perlen, um sie zu waschen. Bei einer Versuchsdauer von einer Stunde wurden in diesen Gasen 0,02 Mol Formaldehyd gefunden. Die Ausbeute an Formaldehyd, bezogen auf die gesamte eingesetzte Methanmenge, betrug 2,8 Molprozent, ent-

sprechend 40 g HCHO pro Kubikmeter eingeführtes Methan.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von Formaldehyd durch oxydative Verbrennung von Methan in Gegenwart von Stickstoffoxyden, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Kohlenwasserstoff mit Luft und/oder Sauerstoff und Stickstoffdioxyd als Katalysator in einer Flamme derart verbrennt, daß der Kohlenwasserstoff das als innere Säule strömende, freien Sauerstoff enthaltende Gas konzentrisch umhüllt, und die gasförmigen Verbrennungsprodukte mit Methan und Frischluft bei 550 bis 600⁰C umsetzt.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Auslegeschrift Nr. 1050 752;
   französische Patentschriften Nr. 1278 909, 79 000 so (erster Zusatz zu Patent Nr. 1182 573).