Спосіб одержання формальдегіду

Винахід відноситься до технології одержання альдегідів, зокрема формальдегіду і може бути використаний у виробництві синтетичних смол і пластичних мас. Відомий спосіб одержання формальдегіду окисненням метану киснем при 550-750°С в присутності синтетичного алюмосилікатного каталізатора, обробленого ортофосфорною кислотою, Із вмістом фосфору не менше 0,1%. Вихід формальдегіду складає 15% на пропущений метан [1]. Недоліком даного способу є відносно низький вихід цільового продукту. Найбільш близьким до запропонованого є спосіб одержання формальдегіду окисненням метану в газовій фазі киснем або кисневмісним газом при 550-650°С в присутності гетерогенного каталізатора, активною частиною якого є діоксид кремнію. Селективність процесу складає 31,2-41,7% [2]. Недоліком цього способу с відносно низька селективність процесу. Завданням винаходу є збільшення виходу формальдегіду та підвищення селективності процесу. Поставлене завдання досягається таким чином, що в способі одержання формальдегіду, що включає окиснення н-бутану кисневміщуючим газом в присутності гетерогенного каталізатора, який відрізняється тим, що в якості гетерогенного каталізатора використовують гранульований кремнійфосфатний каталізатор з розміром гранул 1-2 мм з слідуючим співвідношенням компонентів, мас. %: кремнїй -13,20 -13,40; фосфор 30,50 - 30,90; кисень - інше, а процес окиснення проводять при температурі 380-420°С І часі контактування 0,8 -1с. В результаті запропонований спосіб дозволяє одержати формальдегід з високим виходом і підвищеною селективністю процесу. Каталізатор готують слідуючим чином. 30 г аеросилу нагрівають з 52,5 г ортофосфорної кислоти, що містить 62,5 мас.% Р2О5 при 200°С протягом 4 годин, потім, при 400°С - 15 годин і обпалюють 5 годин при 650-700°С. Одержаний таким чином кремнійфосфатний каталізатор з розмірами гранул 1-2 мм в діаметрі використовують в ролі каталізатора окиснення н-бутану. За даними хімічного, рентгенофазового та ІЧ-спектрального аналізів одержаний каталізатор має формулу SiP 2O7 · Приклади конкретного виконання способу. Приклад 1. Через кварцевий реактор довжиною280 мм! внутрішнім діаметром 15 мм, що містить 4 г кремнійфосфатного каталізатору, приготовленого по вищевказаній методиці, пропускають газову суміш, що містить 20,0% н-бутану, 20,0% кисню 160,0% інертного газу (гелію або азоту). Температура каталізатора 400°С, час контактування реакційної суміші 0,87 с. Нижня частина реактора з'єднана з гартуючим пристроєм, який являє собою водяний холодильник Із кварцевого скла, в якому підтримується температура 15-20°С. Гартуючий пристрій призначений для охолодження газів, що поступають Із реактора для запобігання процесу окиснення цільового продукту - формальдегіду. Продукти, що конденсуються, збираються β збірники конденсату, тоді як газоподібні продукти проходять дрексельні склянки і після відмивання розчинних продуктів виводяться в атмосферу. Газову суміш після проходження нею гартуючого пристрою та зібраний конденсат відбирають для аналізу, Аналіз продуктів реакції проводять хроматографічно. Вихід формальдегіду складає 35% на пропущений бутан з селективністю 52%. Приклад 2. Процес проводять аналогічно прикладу 1. Температура каталізатора 380°С, час контактування реакційної суміші 0,8 с. Вихід формальдегіду та селективність процесу такі, як і в першому прикладі. Приклад 3. Процес проводять аналогічно прикладу 1. Температура каталізатора 420°С, час контактування реакційної суміші 1 с Вихід цільового продукту та селективність процесу такі самі, як в прикладі 1. Приклад 4. Процес проводять аналогічно прикладу 1. Температура каталізатора нижча за 380°С, час контактування реакційної суміші менший за 0,8 с Понижується швидкість утворення формальдегіду. Малий вихід цільового продукту та понижена селективність процесу. Приклад 5. Процес проводять аналогічно прикладу 1. Температура каталізатора вища за 420°С, час контактування реакційної суміші більший за 1 с. Відбувається процес доокиснення формальдегіду. Переважають продукти глибокого окиснення-СО, СО2. Таким чином, підбір Інтервалу температур 380-420°С, час контактування реакційної суміші 0,8-1 с дають значний ефект і перевагу в порівнянні з відомими способами одержання формальдегіду. Запропонований спосіб дозволяє одержувати формальдегід з виходом 35% на пропущений бутан, а селективність процесу становить 52%. Причому цільовий продукт одержують чистим, без домішок і цілком придатним для використання в ролі сировини при виробництві синтетичних смол І пластичних мас. Винахід може бути використаний на підприємствах нафто-газової промисловості при переробці газів каталітичного крекінгу та гідрокрекінгу нафтови х фракцій.