Obtención De Formaldehído

Obtención de Formaldehído
El formaldehído ha sido fabricado y continúa siendo fabricado a partir del metanol.
Al final de la segunda guerra mundial en Estados Unidos se producía el 20% del formaldehído en fase gaseosa por oxidación no catalítica del propano y del butano. Este proceso producía un amplio espectro de co-productos que requerían un costoso proceso de separación por lo que elproceso a partir del metanol es preferido.
La mayoría del formaldehído comercializado es producido a partir del metanol y el aire.
Como la mezcla aire metanol es inflamable en una concentración de metanol que varía del 6% a 25% o del 9% al 37% en volumen de acuerdo a la presión y temperatura en la que se encuentre la mezcla.
En la producción de formaldehído a partir del metanol, la materia prima esel gas de síntesis que se obtiene del metano.

CH4 + H2O CO + 3 H2
3 CH4 + CO2 + 2 H2 4 CO + 8 H2
2 H2 + CO CH3OH
CH2OH + ½ O2 HCHO + H2O
CH3OH HCHO + H2
El proceso puede ser llevado a cabo de dos maneras:
Por sobre el límite superior (con exceso de metanol en la mezcla aire metanol). Estos procesos se llevan a cabo con catalizadores de plata.
Por debajo del límite inferior (conexceso de aire). Estos procesos se llevan a cabo con catalizadores de óxidos de metales, generalmente catalizadores de acero - óxido de molibdeno.
A continuación se desarrollan estas dos maneras de obtener formaldehído y se mencionan algunas variantes dentro de cada una de ellas.
Proceso con catalizador de plata.
En las primeras plantas de la fabricación de formaldehído el metanol era oxidado pormedio del uso de catalizadores de cobre, que han sido casi completamente reemplazados por catalizadores de plata. La reacción catalítica de oxidación ocurre a presión atmosférica y a una temperatura que ronda entre los 600ºC y 650ºC y puede ser representada por dos reacciones que ocurren simultáneamente.
CH2OH + ½ O2 HCHO + H2O DH = -156 KJ
CH3OH HCHO + H2 DH = 85 KJ
Entre el 50% y el 60% esformado por la primera reacción, que es exotérmica, y el resto por la segunda reacción, que es endotérmica.
En resultado neto de ambas reacciones es una reacción exotérmica.
El monóxido y dióxido de carbono y el ácido fórmico son subproductos causados por otras reacciones.

Proceso de obtención de formaldehído a partir del metanol con catalizador de plata.

En el proceso hay pérdidasfísicas y pequeñas cantidades de metanol en el producto final por lo que el rendimiento global del metanol varía entre el 86% y 90% en peso. Es decir del metanol que ingresa a la planta entre un 86% a un 90% en peso del mismo se transforma en formaldehído.
Se genera una mezcla de alimentación soplando aire en un recipiente con metanol calentado, generando así gases que se mezclan luego con vapor deagua. La mezcla pasa por un sobrecalentador yendo luego hasta el catalizador de plata donde se produce la reacción antes mencionada.
La mezcla de gases que sale del reactor contiene formaldehído, metanol, hidrógeno, gases inertes provenientes del aire y otros subproductos en menor proporción.
La mezcla es rápidamente enfriada en un generador de vapor de agua y luego en un intercambiador de calorcon agua. Posteriormente ingresa por la parte inferior de una torre de absorción.
En la torre de absorción el formaldehído y el metanol pasan al agua que fluye en contracorriente, separándose de los gases inertes del aire, hidrógeno y otros que se encuentran en pequeñas proporciones.
La mezcla líquida formada por el formaldehído junto con el metanol en agua es o enviada a una torre dedestilación fraccionada (rectificación) donde el metanol es recuperado para ser reutilizado en el reactor y se obtiene el formaldehído en solución acuosa a una concentración del 55% en peso. Esta es enfriada en un intercambiador de calor con circulación de agua y luego atraviesa un equipo de intercambio iónico donde se limita el ácido fórmico residual a las admisibles, especificadas por el productor....