Hvad er trinnene i produktion af formaldehyd?
De fleste organiske forbindelser, hvad enten de er enkle eller komplekse, kan fremstilles på flere måder. Kun den mest omkostningseffektive af disse kan bruges til kommerciel produktion. Formaldehydproduktion anvender en af to katalytiske metoder, der involverer methanol (CH30H): mild oxidation eller dehydrogenering. Den anvendte katalysator kan være en blanding af molybdæn og jernoxid eller alternativt sølv. En molybdænkatalysator kræver en temperatur på ca. 480-750 ° F (250-400 ° C) for at opretholde reaktionen, medens sølv kræver den meget højere temperatur på 650 ° C (1200 ° F).
Det kan synes som om formaldehydproduktion ved anvendelse af en stærk oxidationsmiddel ville udgøre en tredje mulighed. Denne rute er imidlertid ikke egnet, da det ønskede aldehyd i sig selv ville være i fare for at gennemgå oxidation til dannelse af en carboxylsyre - i dette tilfælde myresyre (HCOOH). Ét træk ved både det milde oxidative og dehydrogeneringsmetoder er behovet for fortsat varme for at opretholde processen. Dette kan synes at forbyde forøge omkostningerne ved fremstilling af formaldehydproduktion. Begge processer er eksoterme, men det betyder, at hver reaktion afgiver varme - hvilket gør dem begge selvbærende.
Brug af en molybdæn- og jernoxidkatalysator kræver, at en blanding af methanol og dampe blandes med luft over katalysatoren føres. Støkiometrisk - eller set i form af mængder af kemiske reaktanter og produkter - ligningen herfor er 2 CH 3 OH + O 2 → HCHO + 2 H 2 O + Δ. Det græske bogstav "delta" står for varme. Selvom noget af denne varme bruges til at opretholde reaktionsprocessen, kan en del af det bruges til andre formål, såsom kraftværksturbiner. Selvom oxidativ formaldehydproduktion lejlighedsvis anvendes, er den mindre almindelig end dehydrogeneringsmetoden.
En almindelig katalysator, der anvendes i dehydrogeneringsprocessen ved formaldehydproduktion, er sølv, skønt sølv delvis kan reagere via den oxidative vej. Som det er tilfældet med den oxidative, molybdæn-jernoxidkatalysator, kombineres methanoldampene med luft og ledes over katalysatoren - selve metallet findes i kornet, krystallinsk form. Både molybdæn- og sølvreaktioner finder sted over en dampkedel. De resulterende dampe, der indeholder formaldehydproduktet plus ureagerede methanoldampe, kondenseres og oprenses. I tilfælde af dehydrogeneringsprocessen inkluderer den resterende spildevand hydrogen; gassen brændes for at producere damp, der fører kedlen.
Reaktionsligningen for dehydrogeneringsprocessen er CH30H → HCHO + H2. Yderligere katalysatorer, der kan anvendes i stedet for sølv som dehydrogeneringsmiddel, er kobberchromit og palladiumacetat. Der kræves særlige betingelser for dens vellykkede drift. En form for heterogen katalysator, palladiumacetat fungerer som et "faseoverførselsmiddel". Dette betyder, at det opfører sig meget som et vaskemiddel, hvilket tillader overførsel af reaktant mellem to ikke-blandbare faser - en vandig, en organisk.