Hva er trinnene i produksjon av formaldehyd?
De fleste organiske forbindelser, enten enkle eller komplekse, kan produseres på flere måter. Bare den mest kostnadseffektive av disse kan brukes til kommersiell produksjon. Formaldehydproduksjon benytter en av to katalytiske metoder som involverer metanol (CH30H): mild oksidasjon eller dehydrogenering. Den anvendte katalysatoren kan være en blanding av molybden og jernoksyd, alternativt sølv. En molybden-katalysator krever en temperatur på mellom 250-400 ° C (250-400 ° C) for å opprettholde reaksjonen, mens sølv krever den mye høyere temperatur på 650 ° C.
Det kan virke som om formaldehydproduksjon ved bruk av en sterk oksidasjonsmiddel ville utgjøre et tredje alternativ. Denne ruten er imidlertid ikke egnet, da det ønskede aldehydet selv ville være i fare for å gjennomgå oksydasjon, for å danne en karboksylsyre - i dette tilfellet maursyre (HCOOH). Én funksjon både med det milde oksidasjonsmiddelet og dehydrogeneringsmetodene, er behovet for kontinuerlig varme for å opprettholde prosessen. Dette kan synes å uoverkommelig øke kostnadene for produksjon av formaldehydproduksjon. Begge prosesser er eksoterme, men det betyr at hver reaksjon avgir varme - noe som gjør dem begge selvopprettholdende.
Å bruke en molybden- og jernoksydkatalysator krever å føre en blanding av metanol og damp blandet med luft over katalysatoren. Støkiometrisk - eller sett i form av mengder kjemiske reaktanter og produkter - er ligningen for dette 2 CH 3 OH + O 2 → HCHO + 2 H 2 O + Δ. Den greske bokstaven "delta" står for heten. Selv om noe av denne varmen brukes til å opprettholde reaksjonsprosessen, kan noe av det brukes til andre formål, for eksempel kraftverksturbiner. Selv om oksidativ formaldehydproduksjon av og til brukes, er det mindre vanlig enn dehydrogeneringsmetoden.
En vanlig katalysator brukt i dehydrogeneringsprosessen for formaldehydproduksjon er sølv, selv om sølv delvis kan reagere via den oksidative vei. Som tilfellet er med den oksidative, molybden-jernoksydkatalysatoren, blir metanaldampene kombinert med luft og ført over katalysatoren - selve metallet eksisterer i kornet, krystallinsk form. Både molybden- og sølvreaksjoner foregår over en dampkjele. De resulterende damper, som inneholder formaldehydprodukt pluss ureagerte metanoldamper, blir deretter kondensert og renset. I tilfelle av dehydrogeneringsprosessen inkluderer den gjenværende avløpsgassen hydrogen; gassen brennes for å produsere damp, som mater kjelen.
Reaksjonsligningen for dehydrogeneringsprosessen er CH30H → HCHO + H2. Ytterligere katalysatorer som kan anvendes i stedet for sølv som dehydrogeneringsmiddel er kobberkromitt og palladiumacetat. Spesielle betingelser er nødvendige for at den skal lykkes. En form for heterogen katalysator, palladiumacetat fungerer som et "faseoverføringsmiddel". Dette betyr at den oppfører seg omtrent som et vaskemiddel, og tillater overføring av reaktant mellom to ublandbare faser - en vandig, en organisk.