甲醛-科普123

甲醛

生物科学2023-02-03 12:57:54百科

[拼音]：jiaquan

[外文]：formaldehyde

HCHO　主要由甲醇制得。常温下为无色气体，具有强烈刺激性和窒息性臭味。与空气能形成爆炸混合物。其商品形式通常为含甲醛35％～50％(质量)水溶液，称为福尔马林。

沿革

甲醛是 1859年由俄国Α.Μ.布特列洛夫发现的，1889年德国首次由甲醇生产甲醛。此后，其他国家也陆续用此法建立生产装置，并不断改进生产工艺。此外，美国曾建过几座用低碳烷烃（主要为C₃～C₄）氧化法生产甲醛的工厂，日本也曾建立以二甲醚为原料生产甲醛的装置，但这些生产路线均没有获得发展。

生产方法

在工业上从甲醇制取甲醛的生产（见彩图），按所用催化剂的不同，有两种方法：

银催化法

在过量甲醇存在下即在高于甲醇－空气的爆炸上限进行操作。甲醇在银催化剂(见金属催化剂)上，于常压下发生脱氢和氧化反应，反应温度600～720℃，反应式为：

CH₃OH→CH₂O＋H₂

H₂＋½O₂→H₂O

工艺上（见图），先将空气喷入预热过的甲醇中使之汽化，并与蒸汽混合。混合气体加热后，通入装有银催化剂的反应器进行反应，反应后的气体在废热锅炉中换热，被快速冷却，并产生蒸汽。经进一步冷却后的反应气体进入吸收塔用水逆流吸收。蒸馏吸收液回收未反应的甲醇（循环使用），并得到产品甲醛，该法的甲醛收率约89％～91％。

银催化法的优点是投资省，电耗低，产品中甲酸含量少，尾气中含氢，其热值约1970kJ/m³，可回收作燃料。缺点是甲醇消耗量大，对甲醇纯度要求高，产品浓度较低。

铁-钼氧化物催化法

与银催化法相反，该法在空气过剩即在低于甲醇－空气爆炸下限条件下进行操作。反应在常压、300～450℃下进行。催化剂为氧化铁－氧化钼（见金属氧化物催化剂），有时尚添加钴、铬等氧化物作助催化剂。采用管式反应器，并用高沸点液体作为热载体移出反应热，用于生产蒸汽。冷却到100℃以下的反应气体，在吸收塔中被水吸收，调节水量可得到37％～55％(质量)的甲醛产品。甲醇转化率为95％～99％，甲醛收率可达91％～94％。此法优点是反应温度低，甲醇转化率和甲醛产率高，不需蒸馏装置，产品浓度高，副产蒸汽的压力高，数量多。缺点是工厂投资大、电耗高，产品中甲酸含量高，有时需用离子交换法脱除。

此外，从丙烷、丁烷制甲醛，是在350～450℃和0.7～5MPa下用非催化空气氧化法实现的。由甲烷直接制甲醛一直未获推广。苏联和中国等在20世纪50～70年代用甲烷常压催化空气氧化法建设了一些小型装置，中国采用一氧化氮、硼砂为催化剂，反应温度约630℃。甲烷法虽然不是生产甲醛的经济方法，但在某些特定条件下，可满足对少量甲醛的需要，因而至今仍有小型装置在运转。从二甲醚制甲醛是在常压、450～500℃、以氧化钨为催化剂的条件下，用空气进行氧化来实现的。

用途

工业上生产和销售的甲醛通常是它的水溶液。大部分甲醛用于制造脲醛树脂、酚醛树脂和三聚氰胺－甲醛树脂。用甲醛可制脲醛缓效肥料、三聚甲醛和工程塑料聚甲醛，也可以合成季戊四醇、乌洛托品、三羟甲基丙烷、1，4-丁二醇、异戊二烯、4，4-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)等。甲醛可用作农药，此外还用作制造氯霉素、香料、染料的原料。无水甲醛可用于制造农药草甘膦。甲醛还用于消毒防腐等。