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Formaldehyd

silber katalysator verfahren silver catalyst process

Formaldehyd ist einer der wichtigsten Grundstoffe der industriellen Chemie und wird überwiegend bei der Herstellung von Leimen und Harzen verwendet. Formaldehyd wird üblicherweise in Form einer wässrigen Lösung mit einer Konzentration von etwa 37 % gehandelt. Formaldehyd wird überwiegend durch katalytische Umsetzung von gasförmigem Methanol, entweder an einem Silberkatalysator oder an einem Metalloxidkatalysator, hergestellt.

MEISSNER bietet beide Verfahren sowie eine Reihe von Verfahrensvarianten an. Die Auswahl des jeweils geeignetsten Verfahrens erfolgt auf der Basis kundenspezifischer Vorgaben, z.B. bezüglich zu erzielender Produktqualitäten oder vorhandener infrastruktureller Rahmenbedingungen.

Bei der klassischen MEISSNER-Variante des Silberkatalysator-Verfahrens wird dem Katalysator reines Methanol zugeführt. Der entstandene Formaldehyd wird zusammen mit nicht umgesetztem Methanol in einer Absorptionseinrichtung durch Wasser aus der Gasphase ausgewaschen. Die erhaltene Rohlösung muss in einer Destillationsstufe noch auf den gewünschten Methanolgehalt eingestellt werden, wobei das abdestillierte Methanol in den Prozess zurückgeführt wird. Formaldehydlösungen von ca. 50-55 %iger Konzentration mit weniger als 1 % Restmethanolgehalt können mit diesem Verfahren hergestellt werden.

In einer weiteren MEISSNER-Verfahrensvariante wird dem Silberkatalysator das Methanol zusammen mit Wasser zugeführt. Die Wasserbeimengung ermöglicht eine weitgehende Umsetzung des Methanols. Die in der Absorptionsstufe gewonnene Formaldehydlösung von etwa 40-44 %iger Konzentration enthält deshalb bereits ohne Destillation nur noch ca. 3-5 % Restmethanol, so dass auf eine Destillationsstufe verzichtet werden kann. Sowohl die Investitions- als auch die Betriebskosten werden dadurch günstig beeinflusst.

Beim MEISSNER-Verfahren mit Metalloxidkatalysator wird dem Katalysator ein methanolarmes Gemisch zugeführt. Dies erlaubt eine fast vollständige Umsetzung des Methanols, so dass mit diesem Verfahren Formaldehydlösungen von etwa 50-55 %iger Konzentration bei einem Restmethanolgehalt von weniger als 1 % ohne Destillation hergestellt werden können. Neben sehr günstigen Methanol-Verbrauchszahlen bietet das Verfahren den weiteren Vorteil, dass die Reaktionswärme zur Erzeugung von Dampf genutzt wird, der für externe Verbraucher zur Verfügung steht. Eine Verfahrensvariante arbeitet mit einer Abgas-Rückführung, die eine Kapazitätssteigerung bei gleicher Dimensionierung der wesentlichen Anlagenteile ermöglicht.

Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat

metall oxid katalysator verfahren

Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat (UFC) ist ein in Wasser gelöstes, niedermolekulares Polykondensationsprodukt aus Harnstoff und Formaldehyd, welches z.B. in der Leimindustrie als Vorprodukt von Leimen für die Spanplattenherstellung oder als Anticaking-Mittel bei der Harnstoffherstellung Verwendung findet.

Beim MEISSNER-Verfahren zur UFC-Herstellung wird nach dem Metalloxidkatalysator-Verfahren erzeugter, gasförmiger Formaldehyd direkt in wässriger Harnstofflösung absorbiert. Die erhaltene Lösung weist eine sehr hohe Harnstoff-Formaldehyd-Konzentration von bis zu 85 % auf, so dass nachfolgende Anlagen zur Leimherstellung keine Einrichtungen für die ansonsten notwendige Wasserentfernung benötigen. Wie bei der Formaldehydherstellung nach dem Metalloxidkatalysator-Verfahren sonst auch, fällt hier im Reaktionsteil für Formaldehyd zur Dampferzeugung nutzbare Abwärme an.

Paraformaldehyd

sprüh verfestigung trocknung spray congealing drying

Paraformaldehyd ist ein lineares, niedermolekulares Polymerisationsprodukt von Formaldehyd und liegt als granulierter Feststoff mit einem Formaldehydgehalt von üblicherweise etwa 92 % vor. Paraformaldehyd findet gleiche Anwendung wie Formaldehyd selbst, ist aber überall dort von Vorteil, wo annähernd wasserfreies Arbeiten oder besondere Kontrolle der Reaktivität des angebotenen Formaldehyds gewünscht ist.

Paraformaldehyd wird nach dem MEISSNER-Verfahren durch schonende Aufkonzentrierung wässriger Formaldehydlösungen mit anschließender kontrollierter Polymerisation und Verfestigung hergestellt. In Abhängigkeit von der angestrebten Anlagenkapazität kommen dabei Bandtrockungs- oder Sprühtrocknungseinrichtungen zum Einsatz. Mit dem MEISSNER-Verfahren kann Paraformaldehyd mit bis zu 96 % Formaldehydkonzentration bei optimierter Reaktivität und Lagerfähigkeit hergestellt werden.

Hexamethylentetramin

Hexamin

abwasserfrei mit abgasbehandlung without waste water with offgas treatment

Hexamethylentetramin (Hexamin) ist ein kristalliner Feststoff, der aus Formaldehyd und Ammoniak hergestellt und überwiegend in der Harz- und Gummiindustrie verwendet wird.

Beim MEISSNER-Verfahren werden beide Ausgangsstoffe gasförmig in eine flüssige Reaktionsphase eingespeist und zu Hexamin umgesetzt. Sowohl die Absorption und die Reaktion der Gase wie auch die Kristallisation des gebildeten Hexamins finden in einem einzigen, speziell ausgeführten Reaktor statt. Das MEISSNER-Verfahren zeichnet sich durch besonders günstige Verbrauchswerte aus.

In einer patentierten Verfahrensvariante werden durch Einbindung einer katalytischen Abgasbehandlung noch günstigere Dampf-Verbrauchswerte sowie die völlige Vermeidung von Abwasser möglich.

Pentaerythrit

umlauf reaktor circulation reactor

Pentaerythrit ist ein feinkristalliner Feststoff und wird überwiegend bei der Alkydharzherstellung eingesetzt. Pentaerythrit wird aus Formaldehyd und Acetaldehyd unter Einsatz eines alkalischen Katalysators in flüssiger Reaktionsphase synthetisiert.

Das MEISSNER-Verfahren ist im Gegensatz zu herkömmlichen Batch-Prozessen ein vollkontinuierliches Verfahren, das im Synthesebereich die genaue Kontrolle der Reaktionsbedingungen und darüber beispielsweise die Einstellung des Anteils an Di-Pentaerythrit, einem wertvollen Nebenprodukt, in der Syntheselösung erlaubt.

Durch Einsatz von Natronlauge als Katalysator und durch räumlich getrennten Ablauf der einzelnen Teilreaktionen in speziell angepassten Reaktoren wird die Bildung von unerwünschten Nebenprodukten minimiert. Dadurch und durch einen ebenfalls kontinuierlich betriebenen und durch geschickte interne Produktrückführung äußerst effektiv arbeitenden Kristallisationsteil zur Abtrennung des Produktes lassen sich insgesamt sehr günstige Verbrauchszahlen und ausgezeichnete Produktqualitäten erzielen.

Acetaldehyd

silver catalyst process

Acetaldehyd ist wie Formaldehyd ein sehr wichtiger Grundstoff der industriellen Chemie. Trotz seiner starken Flüchtigkeit wird Acetaldehyd als reine Flüssigkeit hergestellt, vorteilhafterweise aber möglichst nahe am Verbrauchsort. Ein wichtiges Herstellungsverfahren ist die katalytische Umsetzung von gasförmigem Ethanol.

Das MEISSNER-Verfahren zur Herstellung von Acetaldehyd arbeitet analog zum vergleichbaren Formaldehydverfahren mit einem Silberkatalysator zur Umsetzung des Ethanols. Der zwischenzeitlichen Absorption des gebildeten Acetaldehyds in Wasser folgt die Abtrennung des Acetaldehyds aus dem Rohprodukt in einer ersten Destillationsstufe. Die Rückgewinnung des nicht umgesetzten Ethanols in einer weiteren Destillationsstufe ermöglicht besonders günstige Rohstoff-Verbrauchszahlen.

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