DE2201429B2 - Verfahren zur herstellung von gemischen aus formaldehyd und methanol durch partielle oxydation von methan - Google Patents
Verfahren zur herstellung von gemischen aus formaldehyd und methanol durch partielle oxydation von methanInfo
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Description
45
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gemischen aus Formaldehyd und Methanol durch
partielle Oxydation von Methan.
Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Schutzrechte und Veröffentlichungen bekannt, deren
Gegenstand die Oxydation von Methan zu Formaldehyd ist. Bei den im technischen Maßstab durchgefühlten
Verfahren bereitet die Erzielung wirtschaftlicher Aus- beuten beträchtliche Schwierigkeiten. Wegen der
Reaktionsträgheit des Methans werden zur Einleitung der Reaktion Temperaturen von mehr als 1000°C
benötigt, bei denen aber das gebildete Formaldehyd sowie auch andere erwünschte Produkte, wie beispielsweise
Methanol, unbeständig sind. Allgemein wird mit Hilfe von Stickoxiden als Katalysator die Reaktionstemperatur
auf ca. 500 bis 700° C gesenkt. Durch Abschrecken der heißen Reaktionsgase, beispielsweise
durch Einsprühen von Wasser, wird eine Weiieroxydation
der erwünschten Produkte verhindert.
Trotz Anwendung dieser Maßnahmen hat das Verfahren der katalvtischen Methanoxvdation kaum
Eingang in die Großtechnik gefunden (siehe hierzu U11 m a η η, Enzyklopädie der technischen Chemie, 3.
Aufrage. 1956, 7. Band. S. 663). Der Methanumsatz ist
niedrig, und Formaldehyd wird allenfalls nur in mäßiger Ausbeuie erzeugt Die Bildung von Methanol ist
ebenfalls gering, so daß sich eine Aufarbeitung nicht lohnt Das Abgas besitzt als Heizgas einen geringen
Wert da es Methan nur in großer Verdünnung enthält Der Katalysator Stickoxid, der als Kettenstarter dient
muß bei diesem Verfahren in beträchtlichen Mengen zugesetzt werden. Bei dem im U I i m a η η beschriebenen »Gute-Hoffnungs-Hütte-Verfahren« (Lc.) werden
je kg Formaldehyd 2 kg Ammoniak am Platinkatalysa tor zu nitrosen Gasen oxydiert und bei der Methanoxydation verbraucht
In der deutschen Auslegeschrift 12 17 353 wird ein
Verfahren zur katalytischen Gasphasenoxydation von Methan beschrieben, bei dem in einem Brenner mit
sogenannter umgekehrter Flamme Methan partiell oxydiert wird. Nach dem Beispiel werden 3,04% des
eingesetzten Methans zu Formaldehyd umgesetzt. Zur Herstellung von 1 kg Formaldehyd wird etwa 1 kg
Stickstoffdioxid als Katalysator benötigt. Neben Formaldehyd wird bei den aufgeführten Verfahren
Methanol in nicht verwertbaren Mengen gebildet.
Ein weiteres Verfahren zur katalytischen Gasphasenoxydation von Methan wird in der deutschen Patentschrift
1159 421 beschrieben. Danach ist es möglich.
Methan mit sauerstoffhaltigen Gasen zu oxydieren. Heiße Luft, Methan und Salpetersäuredämpfe werden
unter starker Turbulenz vereint und nach genau definierten Reaktionszeiten bei bestimmten Temperaturen
abgeschreckt. Laut Patentbeispiel werden vorn eingesetzten Niethan 46,6% zu Formaldehyd umgesetzt.
Für die Erzeugung von 1 kg Formaldehyd werden jedoch 0,38 kg konzentrierte Salpetersäure benötigt.
Nachteilig ist bei diesen Verfahren, daß der Einsatz
der Katalysatoren Salpetersäure oder Stickoxide mit zusätzlichen Materialkosten verbunden ist. Darüber
hinaus sind die sauren Substanzen sehr aggressiv und erfordern bei der technischen Ausstattung der Anlage
einen erhöhten Aufwand.
Die US-PS 27 22 553 betrifft die partielle Oxydation
von Kohlenwasserstoffen, wobei die Kohlenwasserstoffe in heiße Sauerstoff enthaltende Verbrennungsgase
geleitet werden. Die Umsetzung erfolgt in einer langgestreckten Kammer bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten.
Der die Reaktionszone verlassende Gasstrom wird abgeschreckt.
Das Verfahren ist nicht gezielt auf ein bestimmtes Endprodukt gerichtet. So wird beispielsweise im
Beispiel 2 beim Einsatz von Sauerstoff und Methan Synthesegas erhalten.
Im Beispiel 1 wird zwar der Anfall von Formaldehyd beim Einsatz von natural gas beschrieben, dabei ist
jedoch zu berücksichtigen, daß dieses Gas vornehmlich aus C3- und Cn-Kohlenwasserstoffen besteht und nicht
fast ausschließlich aus Methan.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der voranstehend benannten Nachteile ein
wirtschaftliches Verfahren für die Herstellung von Formaldehyd mit vertretbarer Ausbeute durch Oxydation
von Methan zu finden.
Es wurde ein Verfahren zur partiellen Oxydation von Methan zu Formaldehyd und Methanol mit Sauerstoff
oder Sauerstoff enthaltenden Gasen in einer Flamme, unter Druck, mit vorerhitztem Eingas und Abschrecken
des den Reaktionsbereich verlassenden Stoffstromes
gefunden, bei dem man Methan und Oxydationsgas, die
enter einem Druck von 5 bis 60 atm, vorzugsweise von 20 bis 50 atm, stehen, zusammenströmen läßt, nachdem
man getrennt Methan und gegebenenfalls das öxydationsgas, vorzugsweise Sauerstoff, auf Temperaturen
von 300 bis 6000C erwärmt hat, das Gasgemisch unter Selbstzündung in einer als Flamme ausgebildeten
Reaktionszone bei einer mittleren Verweilzeit von 0,5 · 1°~3 b's 5 · 10~3 Sekunden, vorzugsweise von
1 . 1O-3 bis 2 · ΙΟ"3 Sekunden, umsetzt, das Reaktionsgemisch abschreckt und die angefallenen Produkte in
üblicher Weise trennt
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens setzt man als Oxydationsgas Sauerstoff und als
Sauerstoff enthaltendes Gas vornehmlich Luft ein.
Das Verhältnis von Methan zu Sauerstoff bzw. Luft ist im Hinblick auf den Reaktionsstart weitgehend variabel,
jedoch sollte bei der Verwendung von Sauerstoffgas als Oxydationsmittel die Sauerstoffmenge im Eingas nicht
weniger als 0,1 Vol.-% und bei Verwendung von Luft als Oxydationsgas die Methanmenge im Eingas nicht
weniger als 1 Vol.-% betragen.
Bekannterweise führt die Autoxydation von Methan bei hohen Drücken wie 14 000 atm und Temperaturen
von 4000C nahezu ausschließlich zu Methanol. Bei Normaldruck reagiert Methan mit Sauerstoff bzw.
Sauerstoff enthaltenden Gasen erst bei Temperaturen, bei denen die Oxydationsprodukte Formaldehyd und
Methanol unbeständig sind und schnell weiter reagieren; es bilden sich Kohlenoxide. Durch Steigerung des
Druckes wird erfahrungsgemäß die Zündtemperatur gesenkt. Die Reaktionsstufen Formaldehyd und Methanol
werden bei tieferen Temperaturen nicht so schnell durchlaufen, so daß die Möglichkeit gegeben ist, diese
erwünschten Produkte der Totaloxydation zu Kohlenoxiden durch Reaktionsabbruch zu entziehen. Die
beanspruchten Drucke von 5 bis 60 atm erlauben im Zusammenhang mit den anderen Verfahrenskriterien
die Durchführung eines Verfahrens, das im Hinblick auf die vorliegende Aufgabenstellung einen befriedigenden
Lösungsweg darstellt. Besonders günstige Ergebnisse werden beim Arbeiten in einem Druckbereich von 20 bis
50 atm erzielt.
Der angewendete Druck bestimmt das Produktspektrum. Man kann das erfindungsgemäße Verfahren
beliebig der Nachfragesituation anpassen, indem man den Prozeßdruck variiert. Da der Formaldehyd das
wertvollere Reaktionsprodukt ist, hat es sich im Hinblick auf Umsatz und Ausbeute als vorteilhaft
erwiesen, in einem Druckbereich von 20 bis 50 atm zu arbeiten. Bei niederen Drücken, beispielsweise 13 atm,
verhalten sich die Anteile von Formaldehyd zu Methanol im anfallenden Produktgemisch wie etwa
4 · 1, jedoch sind die Umsätze geringer. Im mittleren Druckbereich, beispielsveise 30 atm, verhalten sich die
Anteile bei günstigen Umständen wie 1:1; bei höheren Drücken überwiegt mehr und mehr die Bildung von
Methanol. Eine Drucksteigerung über 60 atm ist in diesem Zusammenhang wenig sinnvoll, weil man dann
fast gänzlich Methanol erzeugt. Die vorstehenden Angaben beziehen sich auf den vorzugsweise angewandten
Einsatz von Sauerstoff.
Den komprimierten Gasen, Methan und Oxydationsgas, wird vor der Vermischung Wärme zugeführt. In der
Regel werden Methan und Oxydationsmittel auf 300 bis fli
6000C aufgeheizt. Im Falle der Verwendung von Sauerstoff als Oxydationsgas wird zur Vermeidung von
Knrrosior.sDroblemer. vor der Vermischung der Gase
nur das Methan aufgeheizt Durch die Temperatur des Eingases kann der Umsatz beeinflußt werden. Die
besten Ergebnisse wurden bei Anwendung des bean spruchten Temperaturbereiches erzieii, wc:! dabei
Folgereaktionen der Reaktionsprodukte Formaldehyd und Methanol noch weitgehend vermieden werden.
Man führt den Methanstrom und den Strom des Oxydationsgases einem Düsenbrenner zu. Bewährt hat
sich ein Brenner, dessen innere Düse längs der Achse beweglich angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, die
Verweilzeit der Gase in der als Flamme ausgebildeten
Reaktionszone auch bei konstanter Gaszufuhr durch Verschieben der Düse zu verändern.
Zweckmäßigerweise wird das jeweils in geringerer Menge vorliegende Gas durch den engeren, d. h. inneren
Düsenkanal geleitet. Im Falle der Verwendung von Sauerstoffgas als Oxydationsmittel wird der Sauerstoff,
bei Verwendung von Luft, wird das Methan durch den inneren Düsenkanal geleitet.
Beim Eintritt der Gase in den Brenner findet eine fortschreitende Durchmischung statt. Dabei treten
zündfähige Gemische auf; so daß die Reaktion durch Selbstzündung unter Ausbildung einer Flamme startet.
Primär werden die erwünschten wärmeempfindlichen Produkte in der als Flamme ausgebildeten Reaktionszone
gebildet. Verfahrenskritisch ist die mittlere Verweilzeit in der Reaktions- oder Flammzone. Erfindungsgemäß
werden VErweilzeiten von 0,5 · IO-3 bis 5 · 10-3
Sekunden in der Reaktionszone eingehalten. Besonders vorteilhaft ist der Bereich von 1 · 10~3 bis 2 · 10-3
Sekunden. Die beim erfindungsgemäßen Verfahren als optimal erkannte Verweilzeit ist sehr gering; sie beträgt
1 bis 2 · IO-3 Sekunden. Bei geringerer Verweilzeit tritt
in der Regel eine Verminderung des Umsatzes ein. Zwar kann man das Absinken des Umsatzes durch Erhöhung
der Temperatur kompensieren, jedoch sinkt dann trotz Umsatzsteigerung die Ausbeute angewünschtem Produkt
ab, da durch die Temperaturerhöhung eine Weiterreaktion dieser Produkte bewirkt wird.
Eine Verlängerung der Verweilzeit über den beanspruchten Bereich hinaus führt ebenfalls zur Ausbeuteverminderung
durch Weiteroxydation der gebildeten erwünschten Produkte. Eine Kompensation der durch
die längere Verweilzeit hervorgerufenen Wirkungen durch Erniedrigung der Eingasteniperatur ist praktisch
nicht möglich, weil bei gegebenem Druck unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes für die Temperatur
die Reaktion nicht mehr anspringt.
Damit die Weiterreaktion der gebildeten erwünschten Produkte ausgeschaltet wird, muß das Reaktionsgemisch
abgeschreckt werden. Das Abschrecken kann mit den verschiedenen herkömmlichen Maßnahmen erfolgen,
ohne daß dadurch die Produktausbeuten nachteilig beeinträchtigt werden.
Als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch erwiesen, die Gase aus der als Flamme ausgebildeten Reaktionszone zum Zwecke des Abschreckens unmittelbar in
einen Raum zu leiten, in dem sie einer starken Durchmischung unterworfen werden. Diese Maßnahme
genügt bereits, um die gewünschten Produkte vor der Weiteroxydation zu bewahren. In diesem Raum starker
Durchmischung werden die im Gasstrom vorhandenen unterschiedlichen Konzentrations- und Temperaturbereiche
ausgeglichen; die Temperaturspitzen werden abgebaut, und die Konzentrationsspitzen an erwünschten
Produkten und an nicht umgesetzten Sauerstoff werden beseitigt.
Für diesen Abschreckvorgang eignen sich bekannte
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Vorrichtungen, die eine intensive Durchmischung erlauben, wie Schlaufenreaktoren, Zyklone oder WirbeücaiSüuerR, wobei der aus der Flsmmzone kommende
Gasstrom so in die Vorrichtung eingeleitet wird, daß er
als Treibstrahl dient
Bei einer Wirbelkammer und beim Zyklon wird der Gasstrahl tangential, beim Schlaufenreaktor axial
injiziert
Im Hinblick auf die Wärmeabführung ist das Verhältnis von eingesetztem Methan zu eingesetztem ι ο
Sauerstoff von Bedeutung. Das gilt besonders bei der bevorzugten Ausführungsform der Methanoxydation
mit reinem Sauerstoff und der Abschreckung mittels Durchmischung in einer der genannten Vorrichtungen.
Das zugeführte Methan dient nur zum Teil als Rohstoff
für die Reaktion, ein beträchtlicher Teil des Methans dient in der Vorrichtung als Kühlmittel zur Direktkühlung. Auf dieses Kühlmethan wird die Reaktionswärme
verteilt. Nach der eingesetzten Sauerstoffmenge richtet sich das Verhältnis von Reaktionsmethan zu Kühlmethan. Im allgemeinen wird ein Verhältnis von Reaktionsmethan zu Kühlmethan von 1 :50 bis 1 :300 gewählt
Beim Oxydieren mit Luft als sauerstoffhaltigem Gas
und Abschrecken mittels Durchmischung genügt der Luftstickstoff für den Temperatur- und Konzentrationsausgleich in der Vorrichtung.
Es ist weiterhin möglich, einen zusätzlichen kalten Gasstrom in die Vorrichtung zu leiten, um die
Kühlwirkung zu erhöhen. Ebenso kann man die Vorrichtung von außen kühlen.
Dieser einfache Abschreckvorgang bietet beim erfindungsgemäßen Verfahren erhebliche Vorzüge. Der
Druckverlust durch eine geeignete Vorrichtung, die eine intensive Durchmischung erlaubt, ist gering und kann
unter 03 atm gehalten werden. Das ist bei der Rückführung von nicht umgesetzten Methan vorteilhaft
Ferner kann die Reaktionswiirme über Wärmetauscher nutzbar gemacht werden.
Werden je Gasdurchgang nur geringere Methanum- Ȋtze erhalten, so empfiehlt es sich, einen Teil des die
Reaktionszone verlassenden Gasstromes nach Abtrennung der Reaktionsprodukte als Kreisgas in die
Reaktionszone zurückzuführen. Ferner wird bei dem vorher beschriebenen vorteilhaften Abschreckvorgang
Methan gegenüber Sauerstoff in einem so großen Überschuß eingesetzt daß sich nur ein geringer Teil des
eingefahrenen Methans mit Sauerstoff umsetzen kann. Auch in diesem Fall empfiehlt es sich, das nicht
umgesetzte Methan nach Abtrennung der Reaktionsprodukte wieder als Kreisgas zurückzuführen. Die
Ausbeute an gewünschten Produkter, wird durch die Rückführung von Kreisgas nicht beeinträchtigt. In der
Regel setzt man, wie die Beispiele zeigen, als Frischgas Methan und Sauerstoff im Verhältnis 2 :1 ein. Das zum
Reaktor geführte Gas hat jedoch wegen des zugesetz- ^5
ten Kreisgases im allgemeinen ein Kohlenwasserstoff/ Sauerstoff-Verhältnis von 1 OCi: 1 bis 600 :1.
Beim Arbeiten mit Luft als Oxydationsgas enthält der die Reaktionszone verlassende Gasstrom ca. 2 Vol.-%
Methan; damit erübrigt sich bei der Oxydation mit Luft ^0
eine Rückführung von Kreisgas.
In der Regel wird also bei der Verwendung von
Sauerstoff als Oxydationsmittel die Kreisgasfahrweise und bei Verwendung von Luft das Arbeiten mit
einfachem Gasdurchgang zweckmäßig sein. ί,ς
Zur Ausschleusung der zwangsweise anfallenden Kohlenoxide mu3 ein Teil des die Reaktionszone
verlassenden Gases als Abgas abgeführt werden. Das
Verhältnis von Abgas zu Kreisgas liegt im allgemeinen
beim erfindungsgemäßen Verfahren zwischen 1 :50 und 1 :5QO Dieses Abgas enthält unter den angegebenen
Bedingungen 60 bei 80 VoI.-% Methan, 2 bis~10 Vol.-%
Kohlenmonoxid und 20 bis 35 Vol.-% Kohlendioxid. Ein Gas dieser Zusammensetzung ist ein hochwertiges
Heizgas. Dies ist für die Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens von Bedeutung. Der
größte Teil des als Erdgas vorkommenden Methans dient ohnehin Heizzwecken.
Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist einfach, und der erforderliche apparative
Aufwand ist gering. Die Reaktionsgase werden einem Brenner zugeleitet Als Brenner eignen sich Gasbrenner
allgemein, deren äußeres Brennerrohr und die innere Düse eine gemeinsame Achse haben, so daß sich die
Flamme symmetrisch ausbildet. Dem Brenner werden die Gase ohne Vorvermischung zugeführt. Im Falle der
Oxydation mit Sauerstoffgas wird nur der Methangasstrom, der au*: Frisch- und Kreismethan besteht,
vorerhitzt, während der Sauerstoffstrom bei Raumtemperatur belassen wird. Würde man auch den Sauerstoff
auf die Eingangstemperatur erhitzen, so müßten Materialien gewählt werden, die bis ca. 5000C gegen
Sauerstoff resistent sind. Das Erwärmen des Sauerstoffes erübrigt sich aber, weil der Sauerstoff nur in relativ
geringer Menge zugeführt wird. Die Leitungen für die Zuführung von Sauerstoff und die Düse werden
vornehmlich aus Edelstahl gefertigt.
Das Reaktionsgas wird abgeschreckt, um eine Weiteroxydation der gewünschten Reaktionsprodukte
Formaldehyd und Methanol zu vermeiden. Dem Abschreckvorgang schließt sich die in herkömmlicher
Weise durchgeführte Aufarbeitung an, die je nach der angewandten Abschreckmethode aus flüssiger oder
gasförmiger Phase erfolgt. Im letzteren Fall gelangt das Gas über einen Wärmetauscher zu einem Wascher, in
dem die gewünschten Produkte ausgewaschen und der weiteren Aufarbeitung nach bekannten Methoden
zugeführt werden. Der von Methanol, Formaldehyd und Reaktionswasser befreite Gasstrom wird im Falle des
Einsa.zes von Sauerstoffgas als Oxydationsmittel geteilt. Der weitaus größte Teil w;rd als Kreisgas in den
Brenner zurückgeführt; ein kleiner Teilstrom wird als Abgas abgeführt. Das Frischmethan und das Kreisgas
werden vor dem Erwärmen zusammengeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, Methan, das als Erdgas reichlich zur Verfügung steht, als
Rohstoff für chemische Reaktionen einzusetzen und so zu veredeln. Dabei ist es vorteilhaft, daß zwei Stoffe,
Methanol und Formaldehyd, erzeugt werden können und durch einfache Wahl der Prozeßbedingungen die
Produktzusammensetzung gesteuert werden kann.
Ohne Anwendung eines Katalysators können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vergleichbare Ausbeuten erzielt werden wie bei den Verfahren, die mit einem
Katalysator arbeiten. Da Methanol und auch Formaldehyd billige großtechnische Produkte sind, stellt der
Katalysatorverbrauch eine beträchtliche Belastung für die Wirtschaftlichkeit der Verfahren dar. Salpetersäure
oder Stickoxide wirken überdies stark korrosiv und bringen hinsichtlich der Reinhaltung von Luft und
Wasser zusätzliche Probleme mit sich.
Ein spezieller Vorteil der erfindungsgemäßen Fahrweise mit Sauerstoffgas als Oxydationsmittel liegt in der
Qualität des Abgases. Während bei allen vorbekannten Verfahren ein mageres Heizgas anfällt, das allenfalls in
der Aniage seibst verbraucht werden kann, faiit bei der
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Sauerstoff-Fahrweise ein Heizgas an, das in der Regel ca. 60 Vol.-% Methan enthält Da Methan als Erdgas
gewonnen wird und nach seinem Heizwert bewertet wird, ist das Abgas mit seinem hohen Heizwert voll
verrechnungsfähig und belastet das Verfahren wirt- $ schaftlich nicht.
Heißes Methan strömt durch ein Rohr von 6 mm Innendurchmesser. In die Mitte des Methanstromes
wird durch ein Rohr aus V4A-Stahl vom Innendurchmesser 1 mm, Wandstärke 0,25 mm, Sauerstoff von etwa
200C eingeleitet. Die beiden Rohre haben eine
gemeinsame Achse, und die Gase strömen in gleicher Richtung. 20 mm hinter der Sauerstoffeinmündung wird
der Gasstrom zum Zwecke des Abschreckens in eine Wirbelkammer eingeführt. Die Wirbelkammer ist ein
zylindrisches Gefäß von 50 mm Durchmesser und 20 mm Höhe. Das Gas strömt tangential in den Zylinder.
Der Gasabgang befindet sich in der Mitte der einen Bodenplatte. Das austretende Gas passiert einen
Wärmetauscher und einen mit Wasser berieselten Waschturm. Die Produkte Formaldehyd und Methanol
lösen sich im Wasser und gelangen zur Aufarbeitung. Das von den Reaktionsprodukten befreite Gas wird
zum großen Teil recycliert. Ein Teilstrom des die Reaktionszone verlassenden Gases wird als Abgas
abgeführt. Mit diesem Abgas werden Kohlenmonoxid und Kohlendioxid entfernt. Der Methangehalt des
Abgases liegt zwischen 60 und 80 Vol.-%; der Rest ist Kohlendioxid und Kohlenmonoxid.
Beispiel II
Oxydationsgas : Luft.
Experimentelle Daten siehe Tabelle II.
Heiße Luft strömt durch ein Rohr von 6 mm Innendurchmesser. In die Mitte des Luftstromes wird
ein heißer Methanstrom geleitet. Es wird wie im Beispiel 1 verfahren. Das nach Entfernung der Produkte
Formaldehyd und Methanol verbleibende Abgas mit einem Gehalt von maximal 2 Vol.-% Methan wird nicht
wieder in den Prozeß zurückgeführt. Das Abgas kann als mageres Heizgas verbraucht werden.
| Lfd. | Druck | Eingas | O2 | 50 | Kreisgas | Ab | Vor- | Verweil | CH<- | Ausbeute | CHsOH | bezogen | auf umges. | CH |
| Nr. | ch: | 50 | gas | wärm- | ten see | Umsaiz | HCHo | HCHo | CH3OH | HCHo + | ||||
| 50 | temp. | Ο-'je | CH3OH | |||||||||||
| (NIVh)(Nl/h) | 50 | (Nl/h) | Durch | (g/h) | (%) | (%) | (%) | |||||||
| (atm) | 100 | 50 | 5000 | (Nl/h) | (°C) 1 | sang | (0/0) | (g/h) | 0,95 | 22,2 | 2.6 | 24,8 | ||
| 1 | 8 | 100 | 50 | 8000 | 94 | 536 | 1.08 | 25,6 | 7,61 | 5,04 | 42,3 | 11,1 | 53,4 | |
| 2 | 13 | 100 | 50 | 12000 | 83 | 523 | 1,12 | 31,8 | 18,02 | 7,66 | 47,5 | 14,6 | 62,1 | |
| 3 | 20 | 100 | 160 | 14000 | 78 | 500 | 1,18 | 36,7 | 23,4 | 18,7 | 36,8 | 29,2 | 66,0 | |
| 4 | 26 | 100 | 16000 | 71 | 486 | U4 | 44,8 | 22,1 | 23,8 | 35,4 | 37,5 | 72,9 | ||
| 5 | 31 | 100 | 18000 | 67 | 458 | 1,46 | 44,5 | 21.1 | 28,55 | 34,3 | 44,9 | 79,2 | ||
| 6 | 38 | 100 | 30 000 | 66 | 449 | 1.61 | 44,55 | 20,5 | 43,2 | 14.0 | 71,1 | 85,1 | ||
| 7 | 60 | 300 | 22 000 | 66 | 440 | 1,55 | 45.3 | 8,48 | 78.36 | 23,2 | 42,0 | 65,2 | ||
| 8 | 38 | 216 | 447 | 13 | 43,8 | 40.85 | ||||||||
Tabelle Il
Methanoxydation mit Luft
| Lfd. | Druck | Eingas | Luft | VorwSrmtemp. | 1 Luft | Verweil | CH<- | Ausbeute | CHsOH | bezogen | auf umges. | CH4 |
| Nr. | Methan | Melhar | zeit see | Umsatz | HCHo | HCHo | CHiOH | HCHo + | ||||
| 10-3 je | CH3OH | |||||||||||
| (Nl/h) | CQ | Durch | (g/h) | W | (%) | (%) | ||||||
| (atm) | (Nl/h) | 3400 | CQ | 590 | gang | (%) | (g/h) | 1,4 | 7,5 | 3,2 | 10,7 | |
| 1 | 10 | 100 | 5000 | 590 | 580 | 1,76 | 30 | 3.0 | 2,5 | 5,7 | 23 | 8,0 |
| 2 | 13 | 155 | 580 | 1.6 | 34 | 4,0 | ||||||
Claims (6)
1. Verfahren zur partiellen Oxydation von Methan
zu Formaldehyd und Methanol mit Sauerstoff oder s
Sauerstoff enthaltenden Gasen in einer Flamme, unier Druck, mit vorerhitztem Eingas und Abschrekken des den Reaktionsbereich verlassenden Stoffstromes, dadurch gekennzeichnet, daß
man Methan und Oxydationsgas, die unter einem Druck von 5 bis 60 atm, vorzugsweise von 20 bis
50 atm, stehen, zusammenströmen läßt, nachdem man getrennt Methan und gegebenenfalls das
Oxydationsgas, vorzugsweise Sauerstoff, auf Temperaturen von 300 bis 6000C erwärmt hat das
Gasgemisch unter Selbstzündung in einer als Flamme ausgebildeten Reaktionszone bei einer
mittleren Verweilzeit von 0,5 ■ 10~3 bis 5 · 10~3
Sekunden, vorzugsweise von 1 · 10~3 bis 2 · 10~3
Sekunden, umsetzt, das Reaktionsgemisch abschreckt und die angefallenen Produkte in üblicher
Weise trennt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei der Verwendung von
Sauerstoffgas als Oxydationsmittel den die Reaktionszone verlassenden Gasstrom nach Abtrennung
der kondensierbaren Reaktionsprodukte teilweise als Kreisgas zurückführt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Abgas zu Kreisgas
1 : 50 bis 1 : 500 beträgt.
4. Verfahren nach den voranstehend aufgeführten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß man den
die Reaktionszone verlassenden Gasstrom durch Einleiten in einen Raum abschreckt, in dem er einer ^5
starken Durchmischung unterworfen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Reaktionsmethan
zu Kühlmethan 1 :50 bis 1 : 3M beträgt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß man den Gasstrom in eine
Wirbelkammer, ein Zyklon oder einen Schlaufenreaktor einleitet.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19722201429 DE2201429C3 (de) | 1972-01-13 | Verfahren zur Herstellung von Gemischen aus Formaldehyd und Methanol durch partielle Oxydation von Methan | |
| FR7300301A FR2167712B1 (de) | 1972-01-13 | 1973-01-05 | |
| JP499273A JPS5314525B2 (de) | 1972-01-13 | 1973-01-09 | |
| IT4761573A IT976824B (it) | 1972-01-13 | 1973-01-11 | Procedimento per produrre miscugli di formaldeide e metanolo |
| GB171573A GB1410709A (en) | 1972-01-13 | 1973-01-12 | Process for the manufacture of mixtures of formaldehyde and methanol by partial oxidation of methane |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19722201429 DE2201429C3 (de) | 1972-01-13 | Verfahren zur Herstellung von Gemischen aus Formaldehyd und Methanol durch partielle Oxydation von Methan |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2201429A1 DE2201429A1 (de) | 1973-07-19 |
| DE2201429B2 true DE2201429B2 (de) | 1976-07-01 |
| DE2201429C3 DE2201429C3 (de) | 1977-02-10 |
Family
ID=
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5314525B2 (de) | 1978-05-18 |
| FR2167712A1 (de) | 1973-08-24 |
| JPS4880505A (de) | 1973-10-29 |
| IT976824B (it) | 1974-09-10 |
| FR2167712B1 (de) | 1977-12-30 |
| DE2201429A1 (de) | 1973-07-19 |
| GB1410709A (en) | 1975-10-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |