Formaldehyd-Synthese

Formaldehyd ist die einfachste Verbindung aus der Gruppe der Aldehyde.

Verwendung

Formaldehyd ist ein wichtiger Grundstoff für die chemische Industrie. Die Weltjahresproduktion an Formaldehyd beträgt über 20 Mio. t. Formaldehyd wird zur Herstellung von Kunstharzen wie Phenolharzen, Harnstoffharzen und Melaminharzen, sowie zur Herstellung von Polyolen und Polyoxymethylen eingesetzt. Darüber hinaus findet Formaldehyd Verwendung als Desinfektionsmittel und Konservierungsmittel und wird in zahlreichen chemischen Syntheseprozessen eingesetzt. Ein Großteil der weltweiten Methanolproduktion wird für die Synthese von Formaldehyd verwendet. Da Methanol über Synthesegas aus unterschiedlichen fossilen und regenerativen Quellen hergestellt werden kann, ist die Rohstoffbasis für die Synthese von Formaldehyd ebenfalls variabel.

Synthese von Formaldehyd

Formaldehyd (CH₂O) wird großtechnisch durch die katalytische Oxidation von Methanol mit Sauerstoff hergestellt.

CH₃OH + 0,5O₂ → CH₂O + H₂O

Für die großtechnische Synthese von Formaldehyd aus Methanol existieren drei bedeutende Verfahren:

Zwei dieser Verfahren arbeiten mit Silberkatalysatoren. Die Oxidation von Methanol wird bei Temperaturen zwischen 600 °C und 720 °C unter Atmosphärendruck mit Luft durchgeführt. Beide Verfahren unterscheiden sich durch die Prozessführung und die Qualität des erzeugten Formaldehyds. Eine Verfahrensvariante wird bei milderen Prozessbedingungen betrieben, was die Bildung von Nebenprodukten reduziert 600 bis 650 °C. Bei der zweiten Variante werden höhere Temperaturen 680 bis 720 °C angewandt. Die höheren Temperaturen führen zu vollständigen Methanolumsätzen und einer höheren Tendenz zur Bildung von Nebenprodukten.

Das dritte bedeutende Verfahren zur Formaldehydsynthese ist der Formox-Prozess. Methanol wird ebenfalls mit Luft bei Temperaturen zwischen 250 und 400 °C zu Formaldehyd oxidiert. Als Katalysatoren werden Eisenkatalysatoren, Molybdänkatalysatoren oder Vanadiumoxidkatalysatoren eingesetzt. Im Vergleich zu den auf Silberkatalysatoren basierenden Verfahren ist die Produktionsanlage teurer. Ein Vorteil des Formox–Prozesses ist, dass die Formaldehydausbeute höher ist. Mehr Methanol wird zum erwünschten Produkt Formaldehyd umgewandelt, weil weniger Nebenprodukte entstehen.

Faktoren wie z. B. Anforderungen an die Produktqualität, Methanolpreis und Anlagenkapazität bestimmen jeweils die Auswahl eines der genannten Verfahren.

Synonym(e):

Methanal, Methylaldehyd, Oxomethan, Formylhydrat, Ameisensäurealdehyd, Ameisenaldehyd

Englische Übersetzung(en):

methanal, methyl aldehyde, methylene glycol, methylene oxide