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Verfahren zum Aufarbeiten von verdünnten, wäßrigen Formaldehydlösungen
Man wird in der Technik oft vor die Aufgabe gestellt, verdünnte wäßrige Formaldehydlösungen
aufzuarbeiten, sei es bei der Herstellung von Paraformaldehyd aus wäßrigen Formaldehydlösungen,,
sei es bei der Aufarbeitung von Reaktionsmischungen, bei welchen wäßriger Formaldehyd
als Reaktionskomponente verwendet wurde, oder etwa bei Verfahren zur Herstellung
von Formaldehyd durch Oxydation von Methan oder von anderen Kohlenwasserstoffen
bzw. bei anderen Formaldehydsynthesen, die den- Formaldehyd in verdünnter Lösung
liefern. In allen Fällen handelt es sich darum, mehr .oder.. weniger stark verdünnte
Formaldehydlösungen aufzukonzentrieren. -, ,., Es war jedoch bisher praktisch nicht
möglich, schwächerprozentige Formaldehydlösungen in hochprozentigen Formaldehyd
überzuführen. Bei der Destillation von Formaldehyd= Lösungen kann man zwar eine
gewisse Konzentrationsverschiebung zwischen Destillat und Rückstand erreichen. In
diesen Fällen. wurde jedoch immer ein relativ schwächeres F&maldehyddestilla.t
erhalten, dessen. weitere Aufarbeitung illusorisch war, das aber andererseits noch
zu viel Formaldehyd enthielt; um ohne empfindlichen Verlust . vernachlässigt werden
zu können. -Es ist auch bekannt, daß man beim Destillieren wäßriger Formaldehydlösungen
im Vakuumeinen Teil des Formaldehyds in Paraformald.ehyd als Rückstand verwandeln
kann. Aber auch in diesem Fall erhält man immer noch reichlich 'hochprozentige Formaldehyd-
_ Lösungen als Destillate. Diesen Übelstand. hat man dadurch zu vermeiden .gesucht,
daß man Formaldehydlösungen im Vakuum unter Verwendung einer Fraktionierkolonne
eindampfte. Unter diesen Bedingungen, gelingt es, ein Destillat von nur etwa 5%
Formaldehyd zu .erhalten. Jedoch ist auch dieser Prozentgehalt des Destillats noch
viel zu hoch, als daß das Destillat ohne erheblichen Schaden verworfen werden könnte.
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Es wurde ;nun die überraschende Feststellung gemacht, daß * eine nahezu
quantitative Aufkönzentrierung beliebig verdünnter ForrimaldehydIösungen erreicht
wenden kann wenn man Formaldehydlösungen an einer Fräktionierkolonne im Vakwum destilliert,
jedoch derart;- daß am Oberteil der Kolonne ein Rücklauf von höchstens 30/0, vorteilhaft
weniger als i o/o Formaldehydgehalt _aufrechterhalten wird. Dies läßt sich z. B.
dadurch erreichen, daß man eine hinreichend höhe Kolonne verwendet und das Rücklaufverhältnis
in der Kolonne genügend groß hält. Das
geeignete Rücklaufverhältnis
läßt sich derart ermitteln, daß man die Kühlung des Dephlegmators so. lange verstärkt,
bis eine Laufprobe des Rückflusses den gewünschten niedrigen Formaldehydgehalt aufweist.
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' Beispiel i Eine dreißiggewichtsprozentige Formaldehydlösung wurde
unter Verwendung einer Destillierblase mit aufgesetzter Fraktionierkolonne und Dephlegmator
im Vakuum fraktioniert destilliert. Der Rücklauf betrug bloß etwa 1/3 der Destillatmenge.
Die Formaldehydkonzentratio-n im Rücklauf der Kolonne betrug 2,4 Gewichtsprozent.
Das Destillat enthielt nur 2,3% Formaldehyd. Dies entspricht einem Gesamtverlust
von 4,9%. Formaldehyd, falls das Destillat .nicht weiter verwertet wird. Als Rückstand
blieb fester Paraformaldehyd in ,der Destillierblase. Die Ausbeute betrug 95,i %.
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Durch eine Verstärkung des Rücklaufs kann man das Ergebnis noch verbessern.
Beispiel e Eine dreißiggewichtsprozentige Formaldehydlösung wurde so aufgearbeitet,
wie es im Beispiel i beschrieben ist. Die Rücklau£-menge war ungefähr gleich der
Die Formaldehydko.nzentration im Rücklauf betrug 2,o%. Das Destillat enthielt 2,3%
Formaldehyd. Dies entspricht 4.3% vom gesamten Formaldehyd. Als Produkt blieb in
der Destillierblase fester Paraformaldchyd. Die Ausbeute betrug 95,7%. Beispiel
3 Eine 2,5-gewichtsprozentige wäßrige Formaltiehydlösung wurde so äufgearbeitet,
wie es im Beispiel i beschrieben ist. Der Rücklauf und das Destillat enthielten
o,12 Gewichtsprozent Formaldehyd. "Dies entspricht 44% der gesamten Formaldehydmeage.
Als Produkt blieb in der . Destillierblase fester Paraformaldehyd zurück. Die Ausbeute
betrug 95,6%. r Es ist ferner 1?einerkenswert, da.ß man gemäß dem vorliegenden Verfahren
nicht nur Formaldehydlösungen mittlerer und niedriger Konzentration aufkonzentrieren
kann, sondern daß man selbst sehr stark verdünnte -Lö'-sungen von z. B. nur o,5%
noch fast quantitativ aufarbeiten kann.
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Beispiel 4 -Eine o,5-ge-,vichtsprozentige. Formaldehyd--lösung wurde
im Vakuum fraktitiniert destilliert, so wie es im Beispiel i beschrieben ist. Der
Rücklauf enthielt 0,03 Gewichtsprozent Formaldehyd. Als Produkt blieb fester
Paraformaldehyd in .der Destillierblase. Die Ausbeute betrug 94,5%.
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An Stelle oder neben der Einstellung der Dephlegmation kann man die
-gewünschte niedrige Formaldehydkonzentration im Kolonnenrücklauf auch dadurch erreichen,
daß man formaldehydarmcs oder -freies Wasser oben auf die Kolonne aufgibt, wobei
man wiederum zweckmäßigerweise die Menge des aufgegebenen Wassers so einstellt,
daß der Rücklauf im oberen.Teil der Kolonne we; niger als -30/G bzw. i oJo Formaldehyd
enthält.
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Beispiels Eine dreigewichtsprozentige Formaldehydlösung wurde aus
einer Destillierblase mit aufgesetzter Fraktionierkolonne im Vakuum fraktioniert
destilliert. Die Kolonne war nicht mit einem Dephlegmator verbunden; der obere Kolonnendeckel
war mit einer Wasserzuleitung derart verbunden, daß die Kolonne mit einer Waschwassermenge
beschickt werdien konnte,, die sich zur Destillatmenge wie 1:2 verhielt. Das Destillat
enthielt o,o8 Gewichtsprozent Formaldehyd. Dies entspricht 3,3% des gesamten Formaldehydls.
Als Produkt blieb in der Destillierblase eine etwa zwanziggewichtsprozentige Formaldehydlösung
zurück. Die Ausbeute betrug 96,7%.
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Wie schon erwähnt, gelingt es gemäß der vorliegenden Erfindung, von
dem aufzuarbeitenden Formaldehyd nahezu alles in konzentrierter Form wiederzugewinnen.
Man kann die Konzentrierung wie in den obigen Beispielen so weit treiben, daß der
Formaldehyd in Form_ von Paraformaldehyd als fester Rückstand. erhalten wird. Andererseits
kann es in manchen. Fällen vorteilhaft sein, die Formaldehydlbsung nur bis zu einer
bestimmten Konzentration anzureichern, die für die Weiterverarbeitung des Formaldehyds
erforderlich ist. Man kann erfindungsgemäß z. B. verdünnte wäßrige Formaldehydlösungen
fast verlustlos wieder auf eine Konzentration von z. B. 3o Gewichtsprozent oder
mehr bringen. Beispiel 6 Eine fünfgewichtsprozentige Formaldehydlösung wurde in
der gleichen. Weise im Vakuum fraktioniert destilliert wie es im Beispiel i beschrieben
ist. Das Destillat enthielt nur 0,23 Gewichtsprozent-Formaldehyd. Dies.entspricht
3,9% des gesamten Formaldehyds. Als Produkt blieb in der Destillierblase eine 34,7,-gewichtsprozentige
Formaldehydlösüng zurück. Die Ausbeute betrug 96,i%.
In gleicher
Weise wie oben für reine Formaldehydlösungen beschrieben, kann man auch solche Formaldehydlösungen
aufarbeiten, welche leicht- oder schwerflüchtige Stoffe enthalten, z. B. Methylalkohol,
Ameisensäure, Essigsäure, ferner Salze, und zwar neutrale bder saure Salze u. dgl.
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Die Aufarbeitung kann periodisch oder .kontinuierlich geschehen. Im
letzteren Falle kann man beispielsweise die zu konzentrierende verdünnte Lösung
in den mittleren Teil einer gut wirkenden und im Sinne der Erfindung mit genügendem
Rücklauf arbei= @tenden Kolonne einführen, wobei dann am Unterteil fier Kolonne
die beliebig aufkonzentrierte Formaldehydlösung barometrisch abgezogen werden kann,
während oben ein ,nahezu formaldehydfreies Destillat .kontinuierlich übergeht, das
nian weglaufen lasisen kann.