By-products from production of Formaldehyde for Haldor Topsoe

Abstract

Formaldehyde is an important chemical which is used as an intermediate and for the production of urea-formaldehyde, which is used in the production of plywood. The purpose of this report is to investigate to how impurities in methanol, that is the raw material in formaldehyde production, will affect the production. This report have mainly looked at how the impurities affect the by-products. This project is done in collaboration with Haldor Topsøe A/S (HT).
To be able to study the production an experimental set-up had to be made. It was executed in the attempt to be as close to an HT formaldehyde plant as possible. The different impurities were added one by one and then a mixture of the components were made. The production stream were analyzed by a mass spectrometer (MS).
In all experiment the different impurities were added one-by-one. The impurities that were used were: ethanol, higher alcohols (1-butanol and 2-propanole), methyl formate (MF) and acetone. In all the experimental cases an increase in dimethyl ether (DME) concentration could be seen and for nearly all impurities an increase in dimetoxy methane (DMM) was also detected. The same results could be seen for the mixture, in which all the impurities were added. This means that the different impurities does not seem to react with one another. DME and DMM will not be a problem since DME already exist as a by-product today, and DMM would most likely react back to methanol and formaldehyde in the acidic environment which exist in the absorption tower.

Popular Abstract

Formaldehyd är en viktig kemikalie och en byggsten i kemiindustrin. Det dyraste vid produktionen är råvaran metanol, om rå-metanol används blir processen billigare. Projektet tittar främst på bildningen av biprodukter.
Denna populärvetenskapliga sammanfattning är baserad på ett examensarbete där frågeställningen var att ta reda på om rå-metanol, en metanol som kommer direkt ifrån tillverkningen, skulle kunna användas för att producera formaldehyd. Formaldehyd är en viktig kemikalie som bland annat används vid framställningen av plywood och som byggsten för att producera andra kemikalier. Rå-metanolen innehåller olika föroreningar i olika mängd, framförallt innehåller den etanol samt andra högre alkoholer. Experimenten som gjorts har främst tittat på vilka biprodukter som har skapats från de olika orenheterna som finns i rå-metanol.
Rapporten kom fram till att det främst fanns två biprodukter som, i alla fallen, ökade mest. Ämnena heter dimetyleter (DME) och dimetoxymetan (DMM). Ingen av dessa biprodukter skulle kunna komma att vara något problem i den processanläggning som används vid produktionen av formaldehyd. Från mixen som gjordes av alla orenheten sågs samma biprodukter (DME samt DMM) öka mest. Inga andra biprodukter kunde ses ha bildats. Detta är intressant då det medför att orenheterna förmodligen inte reagerar med varandra och skulle inte komma att störa processen.
Den första biprodukten, DME, finns redan i produktionen idag som en biprodukt och borde därför inte påverka processen nämnvärt. Den andra, DMM, kommer förmodligen att reagera tillbaka till metanol och formaldehyd när produkten löses i vatten. Det som kan diskuteras är hur biprodukterna skulle påverkas då mer metanol omvandlas till formaldehyd, då detta var ett problem som existerade i projektet. Om mer metanol reagerar till formaldehyd kommer miljön att bli mer sur och resultera i att bilden av biprodukterna ser annorlunda ut. Det som bland annat gör det intressant att ta reda på om oren metanol skulle kunna användas för produktionen av formaldehyd är vad det skulle resultera i. Att mindre energi skulle behöva används vid produktionen av metanol på grund utav att reningssteg kan försummas. Vilket i sin tur resulterar till att pengar vid formaldehyd-produktionen skulle sparas, då metanolen står för stora delar av den rörliga kostanden för produktionen.
Det finns fortfarande en hel del att göra på detta projekt innan det kommer att kunna appliceras i en process. Men om framtida studier inte hittar något som skulle kunna komplicera processen, ska det förhoppningsvis gå att använda rå-metanolen vid produktion av formaldehyd. Utifrån detta projekt ser framtiden ljus ut, dock är det en bra bit kvar innan detta kan säkerställas. Som nämnt ovan kan bilden av vilka biprodukter som tillverkas se annorlunda ut då en högre omsättning av metanolen reagerar till formaldehyd.

• author: Trulsson, Åse
• supervisor: Christian Hulteberg
• organization: Chemical Engineering (M.Sc.Eng.)
• course: KET920 20151
• year: 2015
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Technology and Engineering
• keywords: kemiteknik, chemical engineering, Cure Methanol, Formaldehyde
• language: English
• id: 5472906
• date added to LUP: 2015-06-16 11:22:40
• date last changed: 2015-06-18 14:04:26