铁钼法甲醛技术

实际上在聚乙烯出现前对于塑料工业来说，甲醛是最重要的化工产品。甲醛除了可以与苯酚合成生产酚醛树脂外，还可以与一系列物质组合生成各种各样的其他材料。

其中用途最广的就是脲醛树脂，脲醛树脂出现在1918年，随着尿素工艺的发展，人们将尿素与甲醛反应，生成了脲醛树脂。脲醛树脂有一定的透明度，硬度与强度都比较高，是有机玻璃出现前常用的透明材料。同时脲醛树脂也是重要的粘合剂，尤其是在木材加工行业用于制造人造板。然而脲醛树脂不耐水，长时间使用后，脲醛树脂就会与空气中的水反应缓慢释放出甲醛。

其他比较重要的甲醛树脂，主要有酪蛋白甲醛树脂，三聚氰胺甲醛树脂，硫脲甲醛树脂，聚甲醛等等。其中酪蛋白甲醛树脂出现的最早，这种树脂采用酪蛋白与甲醛反应，最初出现于1897最初被合成出来，而酪蛋白主要从牛奶和大豆中提取而来。硫脲甲醛树脂与三聚氰胺树脂分别出现在20世纪20-30年代。此外甲醛自己聚合也可以形成树脂，这就是所谓的POM聚甲醛，聚甲醛1955年由美国杜邦公司合成，别名赛钢，顾名思义就是有着类似金属材料的高强度，高韧性。

甲醛的合成我们在之前的内容中都有略有涉及。本期就让我们再系统地做一个总结。

甲醛最初由俄罗斯化学家亚历山大在1859年发现，到了1867年德国化学家霍夫曼利用铂作为催化剂，通过空气氧化甲醇，实现了对甲醛的制备。很快人们就发现甲醛具有杀菌防腐的作用。因此就将37%-40%的甲醛的水溶液作为防腐剂使用，也就是后来所说的福尔马林，由于甲醛容易聚合，因此一般还会在其中加入少量甲醇。福尔马林之所以可以起到防腐作用，其基本原理就是甲醛可以使蛋白质失活，细胞自身内部的酶促反应。

1888年德国首先实现甲醛工业生产，到了20世纪初，甲醛工业已经比较成熟了，但由于本身用途有限，因此一直处于小规模生产的状态。直到酚醛树脂的出现这才进一步刺激了甲醛工艺的发展。最初的甲醛合成工艺实际上就是霍夫曼实验的放大版，考虑到铂催化剂非常昂贵，后续人们根据实验开发出了银催化剂，最初是将银丝制成网状以提高催化剂的分散度，后来又有了电解银催化剂，因此这种方法又被称为银法。后来随着催化剂的进步有出现了铁钼系氧化物催化体系，也就是铁钼法。

由于甲醇是易燃易爆气体，因此它的氧化过程首先要考虑爆炸极限的问题。爆炸极限又有上限和下限之分。如果有机物浓度非常高，此时氧气不足就不会发生爆炸这就形成了爆炸上限。如果有机物浓度非常低，此时有机物不足也不会发生爆炸反应，这就形成了爆炸下限。银法在爆炸上限上操作，甲醇大大过量，反应温度在600-700摄氏度。由于甲醇过量后续存在甲醇和甲醛分离的问题，导致得到的甲醛浓度都不高，而且甲醇的转化率也非常低。高温条件下，银催化剂还非常容易失活。

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