JPS5920651B2 - Formaldehyde manufacturing method - Google Patents

Formaldehyde manufacturing method

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Publication number
JPS5920651B2
JPS5920651B2 JP5005976A JP5005976A JPS5920651B2 JP S5920651 B2 JPS5920651 B2 JP S5920651B2 JP 5005976 A JP5005976 A JP 5005976A JP 5005976 A JP5005976 A JP 5005976A JP S5920651 B2 JPS5920651 B2 JP S5920651B2
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Japan
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catalyst
layer
weight
silver
methanol
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JP5005976A
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ギユンター・マツチーアス
クリスチアン・ヅーデツク
グンター・レーマン
ハンス・デイーム
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BASF SE
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BASF SE
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Publication date
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Publication of JPS5920651B2 publication Critical patent/JPS5920651B2/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/48Silver or gold
    • B01J23/50Silver
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/27Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
    • C07C45/32Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen
    • C07C45/37Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of >C—O—functional groups to >C=O groups
    • C07C45/38Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of >C—O—functional groups to >C=O groups being a primary hydroxyl group

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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、触媒床の単位断面積当りの特定の重量、特定
の粒径及び特定の全表面積を有する微粒状銀の成分を含
有する銀触媒の存在下に、メタノールを酸化脱水素する
ことによるホルムアルデヒドの製法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a method for producing methanol in the presence of a silver catalyst containing a component of particulate silver having a specific weight per unit cross-sectional area of the catalyst bed, a specific particle size, and a specific total surface area. This invention relates to a method for producing formaldehyde by oxidative dehydrogenation.

ウルマンス・エンチクロペデイー ・デル・テヒニツシ
エン・ヘミ−第7巻、659頁以下には、銀触媒の存在
下に高められた温度においてメタノールを酸化脱水素す
ることによる、ホルムアルデヒドの種々の製法が記載さ
れている。
Ullmann's Encyclopedia der Technitzien Hemi, Volume 7, pages 659 et seq. describes various methods for the preparation of formaldehyde by oxidative dehydrogenation of methanol at elevated temperatures in the presence of a silver catalyst. has been done.

FIATレポート遥999、1〜3頁には、10〜15
uの厚さを有する層中に触媒を配置することが記載され
ている。粒径1.25〜0.15nの大きさを有する粒
子が単一の層中で使用され、この際より大きい粒子が下
方に存在する。触媒の普通の寿命は6か月であるが、比
較的高い過マンガン酸塩反応性を有するメタノールが用
いられる場合には、寿命は2か月以下に低下することが
ある。メタノールの変化率は約94%、ホルムアルデヒ
ドの収率は理論値の82.5%である。BIOSレポー
ト▲978、2〜6頁には次ぎの組成を有する4層触媒
が記載されており、この際より大きい粒子は層の底部に
ある。
FIAT Report Haruka 999, pages 1-3, 10-15
It is described that the catalyst is arranged in a layer having a thickness of u. Particles having a size of 1.25 to 0.15 nm are used in a single layer, with larger particles lying below. The typical life of the catalyst is 6 months, but if methanol is used, which has a relatively high permanganate reactivity, the life can be reduced to 2 months or less. The methanol conversion is approximately 94%, and the formaldehyde yield is 82.5% of the theoretical value. BIOS Report ▲978, pages 2-6 describes a four-layer catalyst with the following composition, with the larger particles being at the bottom of the layers.

粒径(一 全触媒に対する重量% 0.158 全層の厚さは約1011であり、触媒の寿命はメタノー
ルの品質に依存する。
Particle size (1% by weight relative to total catalyst 0.158 The total layer thickness is approximately 1011, and the lifetime of the catalyst depends on the quality of methanol.

精製のメタノールを使用し、粗製のメタノールは過マン
ガン酸塩を用いて処理したのち蒸留する。前記レポート
の記載によれば、触媒は普通には6か月の寿命を有する
。これと一致して前記のFIATレポートは、高い過マ
ンガン酸塩反応性を有するメタノールすなわち粗製メタ
ノールが用いられる場合には、寿命が2か月以下に低下
することを教えている。一般に理論値の82.2%の収
率が得られる。ドイツ特許第1231229号明細書に
は2層に配置された触媒が記載されており、この際下層
は少なくとも50重量%の、粒径1.25〜511の結
晶から成る。
Purified methanol is used, and crude methanol is treated with permanganate and then distilled. According to the report, the catalyst typically has a lifespan of 6 months. Consistent with this, the above-mentioned FIAT report teaches that if methanol with high permanganate reactivity, i.e. crude methanol, is used, the lifetime is reduced to less than two months. In general, a yield of 82.2% of theory is obtained. German Patent No. 1,231,229 describes a catalyst arranged in two layers, the lower layer consisting of at least 50% by weight of crystals with a particle size of 1.25 to 511.

上層としては0.2〜1uの結晶が用いられる。下層の
高さは15〜50nに選ばれる。上層の高さとしては実
施例2において1〜2uが示されている。この2層触媒
の寿命は実施例2において91日、また収率は理論値の
88.3%と記載されている。ドイツ特許出願公告第1
294360号明細書に記載の方法においては、その下
層は少なくとも50重量%が粒径1〜4鰭の結晶から成
り、そして上層は粒径0.1〜0.911の結晶から成
る2層触媒が用いられる。
A crystal of 0.2 to 1 u is used as the upper layer. The height of the lower layer is chosen to be 15-50n. The height of the upper layer is 1 to 2u in Example 2. The life of this two-layer catalyst is described in Example 2 as 91 days, and the yield is 88.3% of the theoretical value. German Patent Application Publication No. 1
In the method described in No. 294360, at least 50% by weight of the lower layer consists of crystals with a particle size of 1 to 4 fins, and the upper layer consists of a two-layer catalyst consisting of crystals with a particle size of 0.1 to 0.911. used.

下層の厚さは15〜40」上層の厚さは0.75〜31
1である。その実施例が示すように、下層としては1〜
3TELの粒径を有する全触媒の94重量%が用いられ
、そして70日間の触媒の寿命及び89%の収率が得ら
れる。ホルムアルデヒドの製造、特に工業的規模の製造
においては、個々の操業成績たとえば目的物質の収率だ
けでなく、粗製メタノールを使用する場合にも、目的物
質についてのできるだけ良好な収率及び改善された空時
収量ならびに触媒の長い寿命を、同時にメタノール及び
反応により生成した義酸のできるだけ少ない割合におい
て与える方法が重要である。前記方法はある種の利点、
たとえばドイツ特許出願公告第1294360号明細書
に記載の方法の場合は高い収率を示すものではあるが、
これは前記の全体としての成績においては不満足である
。全体としての成績は他方において多くの相互に一部依
存する要因、たとえば粒径、層の厚さ、粒径分布、圧力
、温度及び触媒の負荷により、見通しのきかない様式に
おいて制約されている。技術水準によればこれに関して
個々の要因の最適値を導き出すことはできない。ドイツ
特許第1285995号明細書に記載の方法においては
、その重量の7/8が直径0.75〜3#zlの銀結晶
から成り、そして1/8が粒径0.3關以下の銀結晶か
ら成る銀触媒が用いられ、そして反応ガスをきわめて迅
速に冷却して、廃ガスの一酸化炭素含量が0.23容量
%を越えないようにする。
The thickness of the lower layer is 15-40" and the thickness of the upper layer is 0.75-31.
It is 1. As shown in the example, the lower layer is 1 to
94% by weight of the total catalyst with a particle size of 3TEL is used and a catalyst life of 70 days and a yield of 89% are obtained. In the production of formaldehyde, especially on an industrial scale, not only the individual operating results, e.g. the yield of the target substance, but also the best possible yield of the target substance and improved empty space when using crude methanol What is important is a process that provides high yields and a long catalyst life at the same time as the lowest possible proportions of methanol and of the acid formed by the reaction. The method has certain advantages,
For example, although the method described in German Patent Application No. 1294360 shows a high yield,
This is unsatisfactory in terms of the overall performance mentioned above. The overall performance, on the other hand, is limited in a blind manner by a number of interdependent factors, such as particle size, layer thickness, particle size distribution, pressure, temperature and catalyst loading. According to the state of the art, it is not possible to derive optimal values for the individual factors in this regard. In the method described in German Patent No. 1285995, 7/8 of the weight consists of silver crystals with a diameter of 0.75 to 3 #zl, and 1/8 consists of silver crystals with a particle size of 0.3 or less. A silver catalyst consisting of is used and the reaction gas is cooled very quickly so that the carbon monoxide content of the waste gas does not exceed 0.23% by volume.

反応を開始させるためには、第3欄40〜42行に示さ
れるように、銀触媒を熱源により少なくとも400〜5
00℃に予熱しなければならない。この特許明細書の教
えるところによれば、特に触媒床と触媒冷却装置の間の
帯域を縮小することが、この方法の成績に良好な結果を
及ぼす。この教訓は、この発明による触媒だけを使用す
るが、冷却帯域における反応ガスの異なる滞留時間をあ
げている実施例によつて支持されている。ドイツ特許出
願公開第2322757号明細書によれば、全層の厚さ
が15〜35肱でありかつ3個又はそれ以上の銀結晶層
を有する触媒を用いて反応を行なうことが知られており
、この際層の一部は粒径1〜2.5mmの粒子を有する
触媒72.5〜89重量%、層の他の一部は粒径0.7
5〜1の粒子を有する触媒2.5〜7.5重量%、そし
て層の残りの部分は粒径0.2〜0.751Lmの粒子
を有する触媒8.5〜20重量%を含有する。
To initiate the reaction, the silver catalyst must be heated by a heat source to at least 400-500 ml as shown in column 3, lines 40-42.
Must be preheated to 00°C. This patent teaches that particularly reducing the zone between the catalyst bed and the catalyst cooling device has good consequences for the performance of the process. This lesson is supported by examples using only catalysts according to the invention, but giving different residence times of the reaction gas in the cooling zone. According to German Patent Application No. 2,322,757, it is known that the reaction is carried out using a catalyst having a total layer thickness of 15 to 35 mm and having three or more silver crystal layers. , in which part of the layer contains 72.5-89% by weight of catalyst having particles with a particle size of 1-2.5 mm, and the other part of the layer contains particles with a particle size of 0.7 mm.
2.5-7.5% by weight of catalyst with particles of 5-1 and the remainder of the layer contains 8.5-20% by weight of catalyst with particles of particle size 0.2-0.751 Lm.

最初に記した4種の技術水準の方法に比してこの発明の
方法によれば、簡単かつ経済的な手段により目的物質の
収率、空時収量及び純度に関して改善された全体的結果
ならびに特に粗製メタノール使用の場合にも改善された
触媒の寿命が得られる。触媒の寿命は粗製メタノールの
場合に通常少なくとも100日であり、そしてドイツ特
許第1285995号明細書に記載の方法の触媒よりも
長い。この触媒は簡単かつ経済的な手段によつて得るこ
とができる。電解による粒状銀の製造に際して得られる
、すべての粒径の銀結晶が用いられる。ドイツ特許第1
285995号明細書の方法と異なつて0.3〜0.7
511の粒径が用いられ、そして0.211以下の粒径
は用いられないことが示されている。この発明による触
媒は、ドイツ特許第1285995号明細書第3欄40
〜42行の記載から見て、反応開始のため外部の熱源に
より280〜300′Cに予熱する必要があるにすぎな
い。追加的な調節及び測定の装置を必要とする廃ガスの
一酸化炭素含量の制御は不必要である。本発明者らは、
0.01〜10μの粒径を有し、かつその19につき3
〜30イの全表面積を有する微粒状銀の成分を、触媒床
断面1w1につき1〜20009の量において含有する
触媒を用いて反応を行なうとき、銀触媒の存在下に高め
られた温度においてメタノールを酸化脱水素することに
より、ホルムアルデヒドが有利に得られることを見出し
た。
Compared to the four state-of-the-art methods mentioned at the outset, the method of the invention provides improved overall results with respect to yield, space-time yield and purity of the target product by simple and economical means, and especially Improved catalyst life is also obtained when using crude methanol. The lifetime of the catalyst is usually at least 100 days in the case of crude methanol and is longer than that of the catalyst of the process described in DE 1285995. This catalyst can be obtained by simple and economical means. Silver crystals of all particle sizes obtained during the production of granular silver by electrolysis are used. German patent number 1
Unlike the method of No. 285995, 0.3 to 0.7
It is shown that a particle size of 0.511 is used and particle sizes below 0.211 are not used. The catalyst according to the invention is described in German Patent No. 1,285,995, column 3, 40.
Judging from the description in lines ˜42, it is only necessary to preheat to 280-300'C by an external heat source to start the reaction. Control of the carbon monoxide content of the exhaust gas, which requires additional regulating and measuring equipment, is unnecessary. The inventors
have a particle size of 0.01 to 10μ, and 3 in 19
When carrying out the reaction with a catalyst containing a component of particulate silver with a total surface area of ~30 i in an amount of 1 to 20,009 g/w of catalyst bed cross section, methanol is added at elevated temperature in the presence of the silver catalyst. It has been found that formaldehyde can be advantageously obtained by oxidative dehydrogenation.

本発明者らはさらに、全層の厚さが15〜35mmであ
り、かつ銀結晶の3個又はそれ以上の層を有し、この際
層の一部は粒径1〜2.5mmの粒子を有する触媒72
.5〜89重量%を、層の他の一部は粒径0.75〜1
mmの粒子を有する触媒2.5〜7.5重量%を、そし
て層の残りの部分は粒径0.2〜0.75mmの粒子を
有する触媒8.5〜20重量%を含有する触媒に、微粒
状銀の成分が加えられているとき、前記方法を特に有利
に実施できることを見出した。
The inventors further found that the total layer thickness is 15-35 mm and has three or more layers of silver crystals, with some of the layers having grains with a grain size of 1-2.5 mm. A catalyst 72 having
.. 5 to 89% by weight, and the other part of the layer has a particle size of 0.75 to 1
2.5 to 7.5 wt.% of catalyst with particles of mm size and the rest of the layer contains 8.5 to 20 wt.% of catalyst with particles of particle size of 0.2 to 0.75 mm. It has been found that the method can be carried out particularly advantageously when a component of finely divided silver is added.

技術水準から見て本発明方法は、その好ましい実施態様
において最初に記した4種の技術水準の方法に比較して
、簡単かつ経済的な手段により目的物質の収率、空時収
量及び純度に関し改善された全体的成績、ならびに特に
粗製メタノール使用の場合にも改善された触媒の寿命を
与える。
Viewed from the state of the art, the process according to the invention, in its preferred embodiment, improves the yield, space-time yield and purity of the target substance by simple and economical means compared to the four state-of-the-art processes mentioned at the beginning. It provides improved overall performance, as well as improved catalyst life especially when using crude methanol.

また好ましい実施態様においてそしてドイツ特許第12
85995号明細書に記載の方法から見て、本発明によ
る触媒は一層長い寿命を有し、そして予想外にもドイツ
特許出願公開第2322757号明細書に記載の触媒と
比較しても寿命は短くない。すべての実施態様において
本発明方法はすべての公知方法に比して、反応開始のた
め触媒を外部熱源により180〜240℃に予熱しさえ
すればよい利点を有し、このことは設備費、エネルギー
費及び操業費の節約となる。
Also in a preferred embodiment and German Patent No. 12
In view of the process described in German Patent No. 85,995, the catalyst according to the invention has a longer life and, unexpectedly, a shorter life compared to the catalyst described in German Patent Application No. 2,322,757. do not have. In all embodiments, the process according to the invention has the advantage over all known processes that the catalyst only needs to be preheated to 180-240°C by an external heat source for the initiation of the reaction, which reduces equipment costs and energy consumption. This results in savings in costs and operating costs.

また追加的な調節及び測定の装置を必要とする廃ガスの
一酸化炭素含量の制御は不必要である。本方法の収率及
び空時収量は技術水準よりも高い。これらのすべての有
利な結果は技術水準から見て予想外のことである。
Control of the carbon monoxide content of the exhaust gas, which requires additional regulating and measuring equipment, is also unnecessary. The yield and space-time yield of this method are higher than the state of the art. All these favorable results are unexpected given the state of the art.

なぜならば前記ドイツ特許出願公開明細書の教示により
、最初にあげた4種の刊行物との関連において、特に比
較的大きい粒子を有する銀の成分が価値ある触媒を生ず
ることが期待されるべきであつたからである。特に前記
ドイツ特許出願公開明細書の教えるところによれば、ド
イツ特許第1285995号明細書の教示に反して、粒
径0.2m7!L以下の成分は避けてその代わりに、有
利な結果が得られかつ特に予熱に際して一層低い反応開
始のための温度(予熱温度)に調整しうるため、粒径0
.2〜0.75m7!Lの成分を用いるべきである。こ
れに関連して予想外であつたことは、ドイツ特許第12
85995号明細書及びドイツ特許出願公開第2322
757号明細書のものに比して著しく小さい粒径を有す
る銀の成分を用いて、一層低い予熱温度が得られること
である。また当然推測されたことは、微粒状の銀は触媒
上の圧力損失を高め、そしてこれにより触媒の寿命が低
下されることであつた。本方法に適する出発物質は純メ
タノール、工業用メタノール、高圧法又は低圧法により
製造された粗製メタノール又は好ましくはこれと水との
混合物であり、水性混合物の濃度は好ましくはメタノー
ル50〜95重量%、特に有利にはメタノール55〜8
5重量%の間で変化してよい。
Because, according to the teachings of the above-mentioned German Patent Application, in connection with the first four publications mentioned, it should be expected that silver components with particularly relatively large particles would give rise to valuable catalysts. Because it was hot. In particular, according to the teachings of the above-mentioned published German patent application, contrary to the teaching of German Patent No. 1,285,995, the grain size is 0.2 m7! Components with a particle size of 0 are avoided and instead particles with a particle size of
.. 2~0.75m7! The components of L should be used. What was unexpected in this connection was that German patent no.
85995 and German Patent Application No. 2322
Lower preheat temperatures are obtained using a silver component having a significantly smaller particle size than that of the '757 patent. It was also reasonably assumed that fine particulate silver would increase the pressure drop over the catalyst and thereby reduce catalyst life. Suitable starting materials for the process are pure methanol, technical methanol, crude methanol prepared by high-pressure or low-pressure processes or preferably a mixture thereof with water, the concentration of the aqueous mixture being preferably between 50 and 95% by weight of methanol. , particularly preferably methanol 55-8
It may vary between 5% by weight.

好ましい実施態様においては、ドイツ特許出願公告第1
277834号、ドイツ特許第1235881号及びド
イツ特許第1136318号明細書に記載の方法により
、低沸点留分を分離することにより、あるいは酸化剤及
び/又はアルカリを用いて処理することにより精製され
た粗製メタノールが用いられる。粗製メタノールは蒸気
状で、好ましくは水蒸気及び場合により不活性ガスと混
合して反応空間に供給される。
In a preferred embodiment, German Patent Application Publication No. 1
277 834, DE 1 235 881 and DE 1 136 318, purified by separating the low-boiling fraction or by treatment with oxidizing agents and/or alkalis. Methanol is used. The crude methanol is fed to the reaction space in vapor form, preferably mixed with water vapor and optionally an inert gas.

本方法のための不活性ガスとしてはたとえば窒素が用い
られる。酸化剤としては純粋な酸素ならびに、遊離酸素
を含有するガス特に空気を用いることができる。
For example, nitrogen is used as an inert gas for the method. As oxidizing agent it is possible to use pure oxygen as well as gases containing free oxygen, especially air.

通常は空気の形における酸素及びメタノールは、メタノ
ール1モルにつき好ましくは酸素0.25〜0.6モル
、特にO、35〜0.5モルのモル比において用いられ
る。好ましくは水蒸気の全量はメタノール1モルにつき
3.0モル以下、特に有利には0.67〜1.75モル
である。銀触媒としては広い範囲において任意のもの、
好ましくはホルムアルデヒド合成のために記載された前
記のすべての銀触媒を用いることができる。
Oxygen and methanol, usually in the form of air, are used in a molar ratio of preferably 0.25 to 0.6 mol of oxygen, especially 35 to 0.5 mol of O, per mole of methanol. Preferably the total amount of water vapor is less than 3.0 mol per mole of methanol, particularly preferably from 0.67 to 1.75 mol. Any silver catalyst can be used within a wide range,
Preferably all silver catalysts mentioned above for formaldehyde synthesis can be used.

前記の粒径、粒子の大きさ、1層当たりの銀量、個々の
層の銀量の比、層の厚さ、層の数、単層触媒及び多層触
媒は好ましいものとして用いられる。好ましい実施態様
においては、ドイツ特許出願公開第2322757号明
構書に記載の多層触媒が用いられる。触媒の全層の厚さ
は15〜35j!11好ましくは20〜30nである。
銀結晶の形における触媒粒子は普通には垂直に設置され
た反応器の触媒中にあり、粒径に応じて全層の上部、中
部及び下部に配置されている。メタノール蒸気及び酸素
もしくは空気ならぴに場合により水蒸気及び不活性ガス
からの出発混合物は、一般に上から下に導かれ、従つて
上層(単数又は複数)は同時に出発混合物の方に向いた
部分を意味する。他の構造様式の反応器又は出発混合物
の他の導き方においては、相当する出発混合物(又は取
出される反応混合物)の方に向いた部分のために、触媒
の上(又は下)部で表わされた文中のすべての表示が適
用され、たとえば水平に配置された反応器においては、
触媒の前(又は後)部のために上(又は下)部の表示が
用いられる。下部には全触媒粒子の72.5〜89重量
%、好ましくは77.5〜82.5重量%が、中部には
全触媒粒子の2.5〜7.5重量%、肝ましくは4.5
〜6.5重量%が、そして上部には全触媒粒子の8.5
〜20重量%、好ましくは13〜16重量%が存在する
。下層部の粒子は1〜2.5n1中層部の粒子は0.7
5〜1n1そして上層部の粒子は0.2〜0.75nの
粒径を有する。各層部分は1個又は2個以上の層、好ま
しくは1個、2個又は3個の層から成つていてよい。特
に有利なものは4層ないし7層の触媒、特に4層又は5
層の触媒である。これらの各層は銀結晶の粒径において
、そして多くはこれに所属する全触媒の重量割合におい
ても、他の層と異なってぃる。上層部が2個の層を有す
るならば、その下部の層は好ましくは0.5〜2重量%
の割合及び粒径0.2〜0.41の粒子を有し、従つて
上部の層は8〜18重量%の割合及び粒径0.4〜0.
75j!l!の粒子を有する。上層部に3個の層が存在
するならば、全触媒における重量割合(粒子の大きさ)
に関しては、下層0.5〜2重量%(0.2〜0.4n
)、中層5〜10重量%(0.4〜0.611)及び上
層3〜8重量%(0.6〜0.75n)が好ましい。従
つて中層部においては重量割合(粒子の大きさ)につい
ては次ぎの関係が好ましい。(a) 2層の場合:上層
1.5〜4.5重量%(0.75〜0.9騙)及び下層
1〜3重量%(0.9〜1肱)。
The above particle diameters, particle sizes, silver amounts per layer, ratios of silver amounts in individual layers, layer thicknesses, number of layers, single layer catalysts and multilayer catalysts are preferably used. In a preferred embodiment, a multilayer catalyst is used as described in DE 23 22 757 A1. The total thickness of the catalyst is 15-35j! 11 preferably 20 to 30n.
Catalyst particles in the form of silver crystals are usually present in the catalyst of a vertically installed reactor and are arranged in the upper, middle and lower part of the entire bed, depending on the particle size. The starting mixture of methanol vapor and oxygen or air as well as optionally water vapor and an inert gas is generally introduced from the top down, so that the upper layer(s) at the same time means the part facing towards the starting mixture. do. In other designs of reactors or in other ways of introducing the starting mixture, the upper (or lower) part of the catalyst is All indications in the given text apply, e.g. in horizontally arranged reactors:
The designation upper (or lower) is used for the front (or rear) part of the catalyst. The lower part contains 72.5-89% by weight of the total catalyst particles, preferably 77.5-82.5% by weight, and the middle part contains 2.5-7.5% by weight of the total catalyst particles, preferably 4% by weight of the total catalyst particles. .5
~6.5% by weight and on top 8.5% of the total catalyst particles
~20% by weight, preferably 13-16% by weight is present. Particles in the lower layer are 1 to 2.5n1, particles in the middle layer are 0.7
5 to 1n1, and the particles in the upper layer have a particle size of 0.2 to 0.75n. Each layer section may consist of one or more layers, preferably one, two or three layers. Particularly advantageous are 4- to 7-layer catalysts, especially 4- or 5-layer catalysts.
layer catalyst. Each of these layers differs from the other layers in the grain size of the silver crystals and often also in the weight proportion of the total catalyst belonging to it. If the upper layer has two layers, the lower layer preferably contains 0.5-2% by weight
% and a particle size of 0.2 to 0.41, the upper layer thus has a proportion of 8 to 18% by weight and a particle size of 0.4 to 0.41.
75j! l! particles. If there are three layers in the upper layer, the weight percentage (particle size) in the total catalyst
Regarding lower layer 0.5-2% by weight (0.2-0.4n
), a middle layer of 5 to 10% by weight (0.4 to 0.611) and an upper layer of 3 to 8% by weight (0.6 to 0.75n) are preferred. Therefore, in the middle layer, the following relationship is preferable regarding the weight ratio (particle size). (a) In the case of two layers: 1.5-4.5% by weight (0.75-0.9%) of the upper layer and 1-3% (0.9-1%) by weight of the lower layer.

(b) 3層の場合:上層0.5〜1.5重量%(0.
75〜0.811)、中層1〜3重量%(0.8〜0.
91t7!L)及び下層1〜3重量%(0.9〜1騙)
。下層部においては次ぎの関係が好ましい。(c) 2
層の場合:上層7.5〜22.5重量%(1〜1.75
罪)及び下層50〜81.5重量%(1〜2.5露)。
(b) In case of 3 layers: upper layer 0.5 to 1.5% by weight (0.5% to 1.5% by weight)
75-0.811), middle layer 1-3% by weight (0.8-0.
91t7! L) and lower layer 1-3% by weight (0.9-1%)
. In the lower layer, the following relationship is preferable. (c) 2
In case of layer: upper layer 7.5-22.5% by weight (1-1.75
sin) and lower layer 50-81.5% by weight (1-2.5 dew).

(d) 3層の場合:上層5〜16.5重量%(1〜1
.511)、中層28〜42重量%(1.5〜2.0鷹
1及び下層28〜42重量%(2.0〜2.5#!l)
(d) In the case of 3 layers: upper layer 5-16.5% by weight (1-1
.. 511), middle layer 28-42% by weight (1.5-2.0 Hawk 1 and lower layer 28-42% by weight (2.0-2.5#!l)
.

各層の積み重ねは多くの場合規則的であり、従つて個々
の層の厚さは層の全断面にわたつて同じである。この場
合に層の厚さは全触媒に対する前記の重量割合及びそれ
ぞれの場合の粒子の大きさに依存する。しかし全部又は
数個、好ましくは1個の層の不規則な積み重ねを行なう
こともでき、たとえば層の中央、側部又は好ましくは周
縁部に触媒粒子の主要量を与え、従つて残余の層にはよ
り少ない残量だけを分布させることもできる。好ましい
実施態様においては、数個の単一層又は特に有利には1
個の単一層が、触媒帯域の周縁部においてだけ層(環状
層)の平たい上下面を有する環状又は冠状の層の形をな
し、その下に存在する規則的に配置されかつ規則的な厚
さを有する層の上に載せられている。好ましいものは次
ぎの配置である。触媒の上層(第1層)は周縁部におい
て環状層を上に載せられており、好ましくは環状層の径
、すなわち全触媒の断面の直径と環状層の内径との差は
、触媒直径、従つて規則的な上層の直径の1/100〜
1/10である。特に好ましいものは、この種の環状層
を上層(第1層)の上に載せないで下に置き、従つてそ
の下にある層(第2層)の上に載せる配置である。そう
すると環状層及び第1層あるいは環状層、第1層及び第
2層は上方に湾曲した周縁を有する平たい皿の形になる
。上層部が数個の、たとえば2個又は3個の層を有する
ならば、環状層は上層部の各層に応じてその下に、たと
えば第2層又は第3層の下に置くことができる。反応器
として普通には反応管もしくは管状の反応室が用いられ
るので、このような周縁は触媒支持体の外側の管の冠状
部もしくは管内壁の上にある。特に有利な触媒は下記の
組成を有し、この際第2層は触媒直径の1/60に相当
する環直径を有する環状層として形成され、そして第1
層の下にあり)従つて第3層の上にある。
The stacking of each layer is often regular, so that the thickness of the individual layers is the same over the entire cross section of the layer. The layer thickness in this case depends on the weight proportion mentioned above, based on the total catalyst, and on the size of the particles in each case. However, it is also possible to carry out an irregular stacking of all or several, preferably one, layer, for example to provide the main amount of catalyst particles in the center, on the sides or preferably on the periphery of the layer, so that the remaining layers It is also possible to distribute only a smaller remaining amount. In a preferred embodiment, several single layers or particularly preferably one
The single layer is in the form of an annular or crown-shaped layer with flat upper and lower surfaces of the layer (annular layer) only at the periphery of the catalyst zone, with an underlying regularly arranged and regular thickness. It is placed on top of a layer with The following arrangement is preferred. The upper layer (first layer) of the catalyst is surmounted by an annular layer at the periphery, preferably the diameter of the annular layer, i.e. the difference between the cross-sectional diameter of the entire catalyst and the inner diameter of the annular layer, is equal to the catalyst diameter, 1/100 of the diameter of the regular upper layer
It is 1/10. Particularly preferred is an arrangement in which an annular layer of this kind does not rest on top of the upper layer (first layer), but instead lies below it and thus on the underlying layer (second layer). The annular layer and the first layer or the annular layer, the first layer and the second layer then take the shape of a flat dish with an upwardly curved periphery. If the upper part has several layers, for example two or three layers, the annular layer can be placed below each layer of the upper part, for example under the second layer or the third layer. Since reaction tubes or tubular reaction chambers are usually used as reactors, such a periphery lies on the crown of the tube or on the inner tube wall outside the catalyst support. Particularly preferred catalysts have the following composition, the second layer being formed as an annular layer with a ring diameter corresponding to 1/60 of the catalyst diameter, and the first layer having a ring diameter corresponding to 1/60 of the catalyst diameter.
layer) and therefore above the third layer.

第1層(最上層):粒径0.4〜0.75mmの粒子を
有する触媒8〜18重量%、第2層:粒径0.2〜0.
4關の粒子を有する触媒0.5〜2重量%、第3層:粒
径0.75〜1.0m7nの粒子を有する触媒2.5〜
7.5重量%、第4層:粒径1.0〜1.75mmの粒
子を有する触媒7.5〜22.5重量%、第5層(最下
層):粒径1.0〜2,5mmの粒子を有する触媒50
〜81.5重量%。
1st layer (top layer): 8-18% by weight of catalyst with particles with a particle size of 0.4-0.75 mm, 2nd layer: 8-18% by weight of catalyst with particles with a particle size of 0.2-0.
0.5 to 2% by weight of catalyst with particles of size 4, 3rd layer: 2.5 to 2% of catalyst with particles of particle size 0.75 to 1.0 m7n
7.5% by weight, 4th layer: 7.5-22.5% by weight of catalyst having particles with a particle size of 1.0-1.75 mm, 5th layer (bottom layer): particle size 1.0-2, Catalyst 50 with 5 mm particles
~81.5% by weight.

好ましくは触媒は、触媒床断面1イにつき毎時1〜3ト
ン、特に1.4〜2,4トンのメタノールを負荷される
Preferably, the catalyst is loaded with 1 to 3, in particular 1.4 to 2.4, tons of methanol per hour of catalyst bed cross section.

工業的実施のためには好ましくは0.5m以上、特に有
利には1〜3m以上の触媒床直径が採用される。触媒は
、0,01〜10μ、好ましくは0.05〜2μ、特に
0.1〜1μの粒径、ならびに微粒状銀1gにつき3〜
30イ、好ましくは8〜20イ、特に11〜16イの全
表面積を有する微粒状銀の成分を、触媒床断面1イにつ
き微粒状銀1〜20009、好ましくは3〜11009
、特に250〜10109の量において含有する。
For industrial implementation, catalyst bed diameters of at least 0.5 m are preferably employed, particularly preferably at least 1 to 3 m. The catalyst has a particle size of from 0.01 to 10 μ, preferably from 0.05 to 2 μ, especially from 0.1 to 1 μ, as well as from 3 to 1 g of finely divided silver.
A component of finely divided silver having a total surface area of 30 I, preferably 8 to 20 I, especially 11 to 16 I, is added in a proportion of 1 to 20,009, preferably 3 to 11,009, particulate silver per 1 I of cross section of the catalyst bed.
, especially in amounts of 250 to 10109.

この成分は単層触媒又は多層触媒の製造の際に触媒の銀
と、あるいは1個、数個又はすべての触媒層と混合する
ことができる。同様にこれは触媒銀を反応室に装入した
のちに、出来上つた触媒又は1個、数個もしくはすべて
の触媒層の上に散布することもできる。従つて微粒状銀
は空間的には触媒中で1個又は数個の層の形において、
あるいは触媒中のただ1つの、少数の又は多数の位置に
存在することができる。好ましくは微粒状銀は触媒床の
全断面にわたつて一様に分布され、この際銀は、好まし
くは単層触媒の上又は多層触媒の最上層の上の薄い積み
重ね層、あるいは多層触媒の数個の層の上の積み重ねの
形において、数個の層又は1個の層をフ形成する。
This component can be mixed with the silver of the catalyst or with one, several or all catalyst layers during the production of single-layer or multi-layer catalysts. It can likewise be spread over the finished catalyst or on one, several or all catalyst layers after the catalytic silver has been introduced into the reaction chamber. The finely divided silver is therefore spatially distributed in the catalyst in the form of one or several layers.
Alternatively, it can be present in a single, few or multiple positions in the catalyst. Preferably, the particulate silver is uniformly distributed over the entire cross-section of the catalyst bed, with the silver preferably being distributed in thin stacked layers on top of a single-layer catalyst or on the top layer of a multi-layer catalyst, or in a number of multi-layer catalysts. Several layers or one layer are formed in the form of a stack on top of each other.

触媒床の全断面にわたる好ましい一様な分布は次ぎのよ
うにしても達成することができる。すなわち微粒状銀の
成分を触媒の全量と、又は1個もしくは数個の触媒層と
よく混合すると、この成分は多数の単一粒子の形におい
て触媒の一部又は全触媒にわたつて統計的に分布し、従
つて触媒床断面の平面中ならびに導通される反応混合物
の方向において成分の均一な分布が与えられる。微粒状
銀は公知方法により、たとえば銀の製出に際して適宜な
粉砕及びふるい分けの操作によつて、又はラニ一銀の形
において製造することができる。銀の製法に関してはウ
ルマンス・エンチクロペデイ一・デル・テヒニツシエン
・ヘミ一15巻、636〜666頁に記載されている。
また銀は適宜な溶液たとえば硝酸銀溶液から沈殿剤たと
えばヒドラジン又はホルムアルデヒドを用いて沈殿させ
るか、又は電解により収得することができる。好ましい
実施態様においては銀を担体材料たとえば、金属水酸化
物たとえば水酸化アルミニウムの上に、たとえば担体を
含有する銀塩溶液に還元剤を加えることによつて沈殿さ
せ、次いで担体を溶解除去する。
A preferred uniform distribution over the entire cross-section of the catalyst bed can also be achieved as follows. That is, when a component of particulate silver is well mixed with the total amount of catalyst or with one or several layers of catalyst, this component is statistically dispersed over some or all of the catalysts in the form of a large number of single particles. distribution, thus providing a homogeneous distribution of the components in the plane of the catalyst bed cross-section as well as in the direction of the reaction mixture being passed through. Finely divided silver can be produced by known methods, for example by appropriate crushing and sieving operations during silver production, or in the form of Ranni silver. The method for producing silver is described in Ullmann's Encyclopedia 1 der Technitzien Hemi, Volume 15, pp. 636-666.
Silver can also be obtained by precipitation from a suitable solution, such as a silver nitrate solution, using a precipitating agent such as hydrazine or formaldehyde, or by electrolysis. In a preferred embodiment, silver is precipitated onto a support material, such as a metal hydroxide such as aluminum hydroxide, for example by adding a reducing agent to a silver salt solution containing the support, and the support is then dissolved away.

担体のための溶剤としてはたとえば水酸化物たとえば苛
性ソーダもしくは苛性カリの水溶液又はアンモニア水が
、そしてこれに応じて担体としてはたとえばアルミニウ
ム、コバルト、カドミウム又はニツケルの水酸化物が用
いられる。還元剤としては好ましくはヒドラジン、ヒド
ロキシルアミン又はホルムアルデヒドが用いられる。特
に好ましい実施態様においては水酸化アルミニウムが指
体として用いられ、そしてこの土に銀を銀塩水溶液から
ヒドラジンを用いて沈殿させる。5〜30重量%の硝酸
銀溶液、10〜50重量%のヒドラジン水化物水溶液及
び硝酸銀1モルにつき0.5〜1モルのヒドラジン量、
そして担体上、特に水酸化アルミニウム担体上に沈殿さ
れた300〜1400重量%の銀が好ましい。
Solvents for the supports include, for example, hydroxides, such as aqueous solutions of caustic soda or potassium hydroxide, or aqueous ammonia, and corresponding supports, for example, hydroxides of aluminum, cobalt, cadmium or nickel. Hydrazine, hydroxylamine or formaldehyde is preferably used as the reducing agent. In a particularly preferred embodiment, aluminum hydroxide is used as the finger body and the silver is precipitated onto this soil from an aqueous silver salt solution using hydrazine. 5-30% by weight silver nitrate solution, 10-50% by weight aqueous hydrazine hydrate solution and an amount of hydrazine of 0.5-1 mol per mol of silver nitrate,
and 300 to 1400% by weight silver precipitated on a support, especially an aluminum hydroxide support.

沈殿は好ましくは15〜35℃の温度において行なわれ
る。生成した懸濁液を吸引ろ過し、済過残査を前記の苛
性アルカリ水溶液を用いて処理し、そして再び吸引淵過
する。1〜10当量の苛性アルカリ液が用いられる。
Precipitation is preferably carried out at a temperature of 15-35°C. The resulting suspension is filtered with suction, the filtrate residue is treated with the aqueous caustic solution described above and filtered with suction again. 1 to 10 equivalents of caustic solution are used.

特に有利には淵過残査の苛性アルカリ処理は数回、たと
えば苛性ソーダ又は苛性カリの水溶液を用いて1回、次
いでアンモニア水を用いて、好ましくは15〜35℃の
温度において行なわれる。金属水酸化物1モルにつき1
〜10当量の苛性アルカリ及び0.2〜2当量のアンモ
ニアが用いられる。好ましくは20〜50重量%の苛性
ソーダ又は苛性カリ水溶液及び2〜10重量%のアンモ
ニア水が用いられる。沈殿又は済過残差処理は常圧下又
は加圧下に、連続的又は非連続的に、好ましくは2〜1
20分間に行なうことができる。実施例1(a)に微粒
状銀の製造の特に好ましい態様を示す。酸化はその他の
点では公知の手段によつて行なわれ、このためにはたと
えばメタノール蒸気及び空気ならびに場合により不活性
ガス及び好ましくは水蒸気からの前記の量における混合
ガスを、約550〜800℃特に650〜730℃の温
度において銀触媒に導通する。
Particularly advantageously, the caustic treatment of the milling residue is carried out several times, for example once with an aqueous solution of caustic soda or caustic potash, and then with aqueous ammonia, preferably at a temperature of 15 DEG to 35 DEG C. 1 per mole of metal hydroxide
~10 equivalents of caustic and 0.2-2 equivalents of ammonia are used. Preferably, 20 to 50% by weight of caustic soda or caustic potash aqueous solution and 2 to 10% by weight of aqueous ammonia are used. Precipitation or residual treatment is carried out under normal pressure or under pressure, continuously or discontinuously, preferably 2 to 1
It can be done in 20 minutes. Example 1(a) shows a particularly preferred embodiment of the production of finely divided silver. The oxidation is carried out by otherwise known means, for example by heating a mixture of methanol vapor and air, optionally an inert gas and preferably water vapor, in the amounts indicated, at a temperature of about 550 DEG to 800 DEG C., in particular The silver catalyst is conductive at a temperature of 650-730°C.

本方法は一般に0.5〜2気圧、好ましくは0.8〜1
.8気圧の圧力において、連続的に行なわれる。この際
触媒帯域を出る反応ガスを短い時間内に、たとえば35
0℃の温度に冷却することが有利である。冷却された混
合ガスを次ぎに好ましくは吸収塔に供給し、この中でホ
ルムアルデヒドを水を用いて好ましくは向流で、混合ガ
スから洗浄除去する。反応の開始前に触媒は好ましくは
熱い不活性ガス、好ましくは窒素又はすすの少ない燃焼
ガスを用いて、175〜240℃好ましくは195〜2
30℃の温度に加熱される。
The method generally uses 0.5 to 2 atm, preferably 0.8 to 1 atm.
.. It is carried out continuously at a pressure of 8 atmospheres. In this case, the reaction gas leaving the catalytic zone is reduced within a short period of time, e.g.
Cooling to a temperature of 0° C. is advantageous. The cooled gas mixture is then preferably fed to an absorption column in which the formaldehyde is washed away from the gas mixture with water, preferably in countercurrent. Before the start of the reaction, the catalyst is preferably heated at 175-240°C, preferably 195-240°C, using a hot inert gas, preferably nitrogen or sooty combustion gas.
Heated to a temperature of 30°C.

不活性ガス自体は好ましくは400〜1300℃の温度
を有する。この実施態様は間接加熱たとえば電気的加熱
の使用に比して、特に工業的規模における多量の触媒の
使用に際して有利である。たとえば不活性ガスを用いて
触媒を前記の低い温度に加熱し、次いで不活性ガス加熱
を止め、そして前記の量におけるメタノール及び水蒸気
からのガス状出発混合物を、180〜240′Cの温度
に加熱された触媒に好ましくは触媒床断面1TrIにつ
き毎時メタノール0.04〜1.0トンの負荷で導通し
、次いで前記温度において空気を出発混合物に加え、そ
して触媒上の反応を開始させ、次いで触媒に供給される
ガス状混合物の負荷及び反応温度を高め、そして最後に
好ましくは550〜800℃の温度及び触媒床断面1イ
につき毎時1〜3トンのメタノール負荷において反応を
行なう。熱い不活性ガスの導入をメタノール及び水蒸気
の導入中にも継続し、そして空気の導入後に加熱を止め
ることもできる。好ましくは反応開始の際もしくはその
後に加熱を止める。おそくとも触媒床断面1TrIにつ
き毎時0.4トンのメタノール負荷に到達したのちは、
通常はもはや不活性ガスを導入しない。発熱反応の開始
は、好ましくは出発混合物に空気を加えて触媒中の温度
変化を検査することによつて確認される。
The inert gas itself preferably has a temperature of 400-1300<0>C. This embodiment is advantageous over the use of indirect heating, for example electrical heating, especially when using large amounts of catalyst on an industrial scale. For example, the catalyst is heated to said low temperature using an inert gas, then the inert gas heating is stopped, and the gaseous starting mixture of methanol and steam in said amounts is heated to a temperature of 180-240'C. The prepared catalyst is preferably passed with a load of 0.04 to 1.0 tons of methanol per hour per TrI of catalyst bed cross section, then air is added to the starting mixture at said temperature and the reaction on the catalyst is started, then the catalyst is The loading of the gaseous mixture fed and the reaction temperature are increased and the reaction is finally carried out preferably at a temperature of 550 DEG to 800 DEG C. and a methanol loading of 1 to 3 tons per hour of catalyst bed cross section. The introduction of hot inert gas can also be continued during the introduction of methanol and steam, and the heating can be stopped after the introduction of air. Preferably, heating is stopped at or after the start of the reaction. After reaching a methanol load of 0.4 tons per hour per 1 TrI of catalyst bed at the latest,
Usually no more inert gas is introduced. The onset of the exothermic reaction is preferably confirmed by adding air to the starting mixture and checking the temperature change in the catalyst.

反応が開始されると直ちに温度の上昇が認められるが、
そうでない場合には温度は冷たい空気の供給により低下
する。温度は好ましくは触媒中で熱電対により測定され
る。反応の開始から一般に空気を蒸気状の出発混合物に
、場合により蒸発塔の底液に導入することにより供給す
る。反応開始後に温度は迅速又は緩慢に、好ましくは1
0〜150分間に、非連続的又は好ましくは連続的に、
特に有利には毎分1〜30℃ずつ高められて、550〜
800℃、好ましくは650〜800℃、特に650〜
730℃に達する。
As soon as the reaction starts, a rise in temperature is observed;
If this is not the case, the temperature will be reduced by supplying cold air. The temperature is preferably measured in the catalyst by a thermocouple. Air is generally supplied from the start of the reaction by introducing it into the vaporous starting mixture and optionally into the bottoms of the evaporation column. After the start of the reaction, the temperature increases rapidly or slowly, preferably at 1
discontinuously or preferably continuously for 0 to 150 minutes,
Particularly advantageously, the temperature is increased by 1 to 30 °C per minute to 550 °C to 550 °C.
800°C, preferably 650-800°C, especially 650-800°C
It reaches 730℃.

温度上昇は間接加熱及び/又は好ましくは適宜に空気量
を高めることにより達成することができる。空気量とと
もにガス状の全混合物の負荷も高められる。好ましくは
最終温度に到達するまで、メタノール蒸気、水蒸気及び
空気の導通量を次第に増加する。しかしこの4種の成分
の供給、従つてメタノール負荷を、最終温度に到達した
のち初めて量を増して行なうこともできる。同様に各成
分を異なる時点及び/又は量において供給することも可
能である。公知方法に比して本発明方法においては、反
応開始に至るまでの温度が低いばかりでなく、一旦開始
された反応を保持することができ、かつ反応速度を増大
させることができる。また加熱時間が短い。銀2001
<g以上の触媒量を有するホルムアルデヒド製造装置も
、公知方法から見てより大きい加熱装置を建造すること
を要しないで、前記温度に加熱することができる。本発
明方法により製造されるホルムアルデヒドは消毒剤、な
めし剤及び還元剤であるとともに、合成樹脂、接着剤及
びプラスチツクの製造のための価値ある出発物質でもあ
る。
The temperature increase can be achieved by indirect heating and/or preferably by increasing the amount of air accordingly. As well as the amount of air, the load of the total gaseous mixture is also increased. The amount of methanol vapor, water vapor and air passed is increased gradually, preferably until the final temperature is reached. However, it is also possible to carry out the feeding of the four components and thus the methanol charge in increasing quantities only after the final temperature has been reached. It is likewise possible to supply each component at different times and/or amounts. Compared to known methods, in the method of the present invention, not only is the temperature up to the start of the reaction lower, but the reaction once started can be maintained, and the reaction rate can be increased. Also, the heating time is short. silver 2001
Formaldehyde production plants with a catalyst amount of <g or more can also be heated to the above-mentioned temperatures without requiring the construction of larger heating equipment compared to known methods. The formaldehyde produced by the process of the invention is a disinfectant, tanning agent and reducing agent, and is also a valuable starting material for the production of synthetic resins, adhesives and plastics.

用途に関してはウルマンの著書の前記の巻、670頁に
詳しく記載されている。下記実施例中の部は重量部を意
味する。
Applications are described in detail in the aforementioned volume of Ullmann's book, page 670. Parts in the following examples mean parts by weight.

実施例 1 (a)微粒状銀の製造: Al(NO3)3・9H207.5部を水200容量部
に溶解し、そして濃アンモニア水(25重量%)25容
量部を加えると、水酸化アルミニウムが沈殿する。
Example 1 (a) Preparation of finely divided silver: 207.5 parts of Al(NO3)3.9H are dissolved in 200 parts by volume of water, and 25 parts by volume of concentrated aqueous ammonia (25% by weight) are added to form aluminum hydroxide. precipitates.

この懸濁液に24重量%ヒドラジン水化物溶液13容量
部を加える。水100容量部中のAgNO3l7部の溶
液に、生成した沈殿が再び溶解するまで濃アンモニア水
(25重量%)を加える(30容量部)。この溶液を徐
々に撹拌下に前記懸濁液に混入する。この懸濁液を吸引
淵過し、6N苛性カリ水溶液9部中に懸濁させ、そして
再び吸引涙過する。P過残査を水洗し、5重量%アンモ
ニア水溶液9部に懸濁させ、吸引ろ過し、メタノール2
7部に懸濁させ、吸引沢過し、そして乾燥する。(b)
反応: ″ メタノール蒸発器及び直立管状反応器を有する装置を使
用する。
13 parts by volume of a 24% by weight hydrazine hydrate solution are added to this suspension. To a solution of 7 parts by volume of AgNO3 in 100 parts by volume of water, concentrated aqueous ammonia (25% by weight) is added (30 parts by volume) until the precipitate formed is dissolved again. This solution is gradually mixed into the suspension while stirring. The suspension is filtered by suction, suspended in 9 parts of 6N aqueous potassium hydroxide, and filtered again by suction. The P residue was washed with water, suspended in 9 parts of 5% by weight ammonia aqueous solution, filtered with suction, and diluted with methanol 2
Suspend in 7 parts, filter with suction and dry. (b)
Reaction: ″Using an apparatus with a methanol evaporator and an upright tubular reactor.

反応器はその頂部に蒸気状出発混合物のための供給口及
び反応器円蓋を有する。触媒層は反応器頂部の下方にあ
り、さらにその下に冷却帯域が続く。この反応器は吸収
塔に連結されている。反応器には次ぎの組成の銀結晶か
らの触媒(0.187部)を入れる。
The reactor has at its top a feed inlet for the vaporous starting mixture and a reactor vault. The catalyst layer is below the top of the reactor, followed by a cooling zone below. This reactor is connected to an absorption column. The reactor is charged with a catalyst (0.187 parts) made from silver crystals having the following composition:

第2層は触媒の周縁帯域における環状層として第3層の
上に散布される。
The second layer is spread over the third layer as an annular layer in the peripheral zone of the catalyst.

触媒の直径は170CfL1環状層の内径は167(7
Lである。最上部の層の中央に0.1〜1μの粒径及び
微粒状銀19につき13,9TIの全表面積を有する微
粒状銀の直径34?の円形の層を、触媒床断面1m゛に
つき4gの量において載せる。触媒は熱い窒素ガスを導
通することにより177分間に18『Cの温度に加熱さ
れる。
The diameter of the catalyst is 170CfL1 The inner diameter of the annular layer is 167 (7
It is L. In the center of the top layer there is a diameter of 34? of finely divided silver with a grain size of 0.1-1μ and a total surface area of 13,9 TI per finely divided silver 19? A circular layer of 4 g per meter of catalyst bed cross section is applied. The catalyst is heated to a temperature of 18'C for 177 minutes by passing hot nitrogen gas through it.

蒸発器中でメタノール0.06部及び水2部からの混合
物を95゜Cに加熱する。
A mixture of 0.06 parts of methanol and 2 parts of water is heated to 95°C in an evaporator.

蒸発器から出る温度74℃の蒸気は反応器の円蓋内に入
り、そして触媒を通つて流れる。次いで蒸発器中の液体
に毎時0.6部の空気を導入する。空気、水蒸気及びメ
タノールからの混合物を180℃に加熱された触媒上に
導くと、反応が開始される。触媒の温度は上昇しはじめ
る。空気の割合は24『Cの触媒温度において毎時0.
336部に減少される。2分後に触媒温度は440℃と
なる。
Steam exiting the evaporator at a temperature of 74°C enters the reactor cannula and flows through the catalyst. 0.6 parts of air per hour are then introduced into the liquid in the evaporator. The reaction is initiated when a mixture of air, steam and methanol is directed over the catalyst heated to 180°C. The temperature of the catalyst begins to rise. The air rate is 0.0% per hour at a catalyst temperature of 24°C.
Reduced to 336 copies. After 2 minutes, the catalyst temperature reaches 440°C.

続いて72時間に触媒負荷を、触媒床断面1m”につき
毎時メタノール2.27トン、空気毎時9.3トン及び
水蒸気毎時3.43トンに高めることにより、触媒前の
圧力1.4気圧において70『Cの触媒温度を生ずる。
Subsequently, over a period of 72 hours, the catalyst load was increased to 2.27 tons per hour of methanol, 9.3 tons per hour of air, and 3.43 tons per hour of steam per meter of catalyst bed cross section at a pressure of 1.4 atm before the catalyst. 'Produces a catalyst temperature of C.

触媒床断面1w1につき毎時0.3トンのメタノール負
荷において窒素の導入を止める。蒸発器には毎時、不純
物1.5重量%を含有する粗製メタノールの形における
メタノール5.15部、水3.43部及び空気9.3部
からの混合物を供給し、そして蒸発させる。
The introduction of nitrogen is stopped at a methanol load of 0.3 tons per hour of catalyst bed cross section 1w1. The evaporator is fed and evaporated every hour with a mixture of 5.15 parts of methanol in the form of crude methanol containing 1.5% by weight of impurities, 3.43 parts of water and 9.3 parts of air.

次いで700℃及び1.4気圧において反応させる。次
いで反応混合物を150゜Cに冷却し、そして水に溶解
させる。廃ガスはホルムアルデヒド0.05重量%、水
蒸気6.3重量%、水素1.2重量%、一酸化炭素0.
3重量%、二酸化炭素7.2重量%及び窒素84.9重
量%から成る。40.2重量%のホルムアルデヒド溶液
の形において毎時4.27部のホルムアルデヒド(10
0%として計算)が得られ、これは理論値に対し88.
4%の収率に相当する。
The reaction is then carried out at 700° C. and 1.4 atm. The reaction mixture is then cooled to 150°C and dissolved in water. The waste gas contains 0.05% by weight of formaldehyde, 6.3% by weight of water vapor, 1.2% by weight of hydrogen, and 0.0% by weight of carbon monoxide.
3% by weight, 7.2% by weight of carbon dioxide and 84.9% by weight of nitrogen. 4.27 parts of formaldehyde (10
0%) was obtained, which is 88.0% compared to the theoretical value.
This corresponds to a yield of 4%.

触媒の寿命は110日間である。ホルムアルデヒド溶液
はホルムアルデヒド(100%として計算)に対しメタ
ノール3重量%及び義酸0.015重量%の含量を有す
る。実施例 2実施例1と同じ装置を使用し、反応器に
次ぎの組成を有する銀結晶からの触媒(0.187部)
を入れる。
The catalyst life is 110 days. The formaldehyde solution has a content of 3% by weight of methanol and 0.015% by weight of formaldehyde (calculated as 100%). Example 2 Using the same equipment as in Example 1, a catalyst from silver crystals (0.187 parts) having the following composition was added to the reactor:
Put in.

51卜Jν′[ミVv響― 反応は実施例1と同様に行なう。51 卜Jν′ [MiVv Symphony] The reaction is carried out in the same manner as in Example 1.

最上部の第1層に触媒の全断面にわたつて一様に、0。
1〜1μの粒径及び微粒状銀19につき11.1m゜の
全表面積を有する微粒状銀を、触媒床断面1m”につき
1000gの量において、均一な層の形で載せる。
0 uniformly over the entire cross section of the catalyst in the top first layer.
Finely divided silver having a particle size of 1 to 1 .mu. and a total surface area of 11.1 mm per finely divided silver 19 is deposited in a uniform layer in an amount of 1000 g per m" of catalyst bed cross section.

廃ガスの組成は実施例1と同じである。40.8重量%
のホルムアルデヒド溶液の形で毎時4,26部のホルム
アルデヒド(100%として計算)が得られ、これは理
論値の88.2%の収率に相当する。
The composition of the waste gas is the same as in Example 1. 40.8% by weight
4.26 parts of formaldehyde per hour (calculated as 100%) are obtained in the form of a formaldehyde solution of 4.26 parts per hour, corresponding to a yield of 88.2% of theory.

触媒の寿命は113日間である。このホルムアルデヒド
溶液はホルムアルデヒド(100%として計算)に対し
メタノール2.7重量%及び義酸0.016重量%の含
量を有する。実施例 3 実施例1と同様にして、全触媒にわたつて混合により均
一に分布された同量の活性銀を用いて反応を行なう。
The catalyst life is 113 days. This formaldehyde solution has a content of 2.7% by weight of methanol and 0.016% by weight of formaldehyde (calculated as 100%). Example 3 The reaction is carried out analogously to Example 1 with the same amount of active silver distributed homogeneously over the entire catalyst by mixing.

実施例1と同様な結果が得られる。比較例 実施例2と同様にして、ただし微粒状銀を添加しないで
反応を行なう。
Similar results to Example 1 are obtained. Comparative Example The reaction is carried out analogously to Example 2, but without the addition of finely divided silver.

180℃において空気部0.6部を添加しても反応が起
こらないので、空気の供給を断つて熱い窒素ガスの供給
により触媒をさらに10℃だけ高い温度に加熱しなけれ
ばならない。空気を加えた場合に反応が開始されるまで
、触媒温度を階段的に10℃ずつ上昇させると、最終的
に反応が開始されるまでに、合計97分の加熱時間及び
350℃の加熱温度を必要とする。40.2重量%のホ
ルムアルデヒド溶液の形において毎時4.24部のホル
ムアルデヒド(100%として計算)が得られ、これは
理論値の87.8%の収率に相当する。
Since no reaction occurs even with the addition of 0.6 parts of air at 180 DEG C., the air supply must be cut off and the catalyst must be heated to a further 10 DEG C. by supplying hot nitrogen gas. When the catalyst temperature is increased stepwise by 10°C until the reaction starts when air is added, a total heating time of 97 minutes and a heating temperature of 350°C is achieved before the reaction finally starts. I need. 4.24 parts of formaldehyde per hour (calculated as 100%) are obtained in the form of a 40.2% strength by weight formaldehyde solution, which corresponds to a yield of 87.8% of theory.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 0.01〜10μの粒径を有し、かつその1gにつ
き3〜30m^2の全表面積を有する微粒状銀の成分を
、触媒床断面1m^2につき1〜2000gの量におい
て含有する触媒を用いて反応を行なうことを特徴とする
、銀触媒の存在下に高められた温度においてメタノール
を酸化脱水素することによるホルムアルデヒドの製法。 2 全層の厚さが15〜35mmであり、かつ銀結晶の
3個又はそれ以上の層を有し、この際層の一部は粒径1
〜2.5mmの粒子を有する触媒72.5〜89重量%
を、層の他の一部は粒径0.75〜1mmの粒子を有す
る触媒2.5〜7.5重量%を、そして層の残りの部分
は粒径0.2〜0.75mmの粒子を有する触媒8.5
〜20重量%を含有する触媒に、微粒状銀の成分が加え
られていることを特徴とする、特許請求の範囲第1項に
記載の方法。
[Claims] 1. A component of finely divided silver having a particle size of 0.01 to 10 μ and a total surface area of 3 to 30 m^2 per 1 g of 1 to 2000 g per 1 m^2 of the catalyst bed cross section. A process for the preparation of formaldehyde by oxidative dehydrogenation of methanol at elevated temperatures in the presence of a silver catalyst, characterized in that the reaction is carried out using a catalyst containing an amount of . 2 The total layer thickness is 15 to 35 mm, and has three or more layers of silver crystals, in which part of the layers has a grain size of 1
72.5-89% by weight catalyst with ~2.5 mm particles
, the other part of the layer contains 2.5-7.5% by weight of catalyst with particles with a particle size of 0.75-1 mm, and the rest of the layer contains particles with a particle size of 0.2-0.75 mm. Catalyst with 8.5
2. Process according to claim 1, characterized in that a component of particulate silver is added to the catalyst containing ~20% by weight.
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JPS51133214A JPS51133214A (en) 1976-11-18
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NL7604925A (en) 1976-11-09
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