Die meisten organischen Verbindungen, ob einfach oder komplex, können auf verschiedene Weise hergestellt werden. Nur die wirtschaftlichsten davon können für die kommerzielle Produktion verwendet werden. Die Formaldehydherstellung verwendet eine von zwei katalytischen Methoden, bei denen Methanol (CH3OH) verwendet wird: milde Oxidation oder Dehydrierung. Als Katalysator kann eine Mischung aus Molybdän und Eisenoxid oder alternativ Silber verwendet werden. Ein Molybdän-Katalysator erfordert eine Temperatur von etwa 480-750 °F (250-400 °C), um die Reaktion aufrechtzuerhalten, während Silber die viel höhere Temperatur von 1200 °F (650 °C) erfordert.
Es könnte den Anschein haben, dass die Formaldehydproduktion unter Verwendung eines starken Oxidationsmittels eine dritte Option darstellt. Dieser Weg ist jedoch nicht geeignet, da der gewünschte Aldehyd selbst Gefahr läuft, zu einer Carbonsäure – in diesem Fall Ameisensäure (HCOOH) – zu oxidieren. Ein gemeinsames Merkmal sowohl des milden oxidativen als auch des Dehydrierungsverfahrens ist die Notwendigkeit einer kontinuierlichen Hitze, um den Prozess aufrechtzuerhalten. Dies scheint die Herstellungskosten der Formaldehydherstellung untragbar zu erhöhen. Beide Prozesse sind jedoch exotherm – was bedeutet, dass jede Reaktion Wärme abgibt – was sie beide selbsterhaltend macht.
Die Verwendung eines Molybdän- und Eisenoxid-Katalysators erfordert das Leiten einer Mischung aus Methanol und Dämpfen gemischt mit Luft über den Katalysator. Stöchiometrisch – oder bezogen auf Mengen chemischer Reaktanden und Produkte – lautet die Gleichung hierfür 2 CH3OH +O2 → HCHO + 2 H2O + Δ. Der griechische Buchstabe „Delta“ steht für Hitze. Obwohl ein Teil dieser Wärme zur Aufrechterhaltung des Reaktionsprozesses verwendet wird, kann ein Teil davon für andere Zwecke verwendet werden, beispielsweise für Kraftwerksturbinen. Obwohl gelegentlich eine oxidative Formaldehydherstellung verwendet wird, ist sie weniger verbreitet als die Dehydrierungsmethode.
Ein üblicher Katalysator, der im Dehydrierungsprozess der Formaldehydherstellung verwendet wird, ist Silber, obwohl Silber teilweise über den oxidativen Weg reagieren kann. Wie beim oxidativen Molybdän-Eisenoxid-Katalysator werden die Methanoldämpfe mit Luft kombiniert und über den Katalysator geleitet – das Metall selbst liegt in körniger, kristalliner Form vor. Sowohl Molybdän- als auch Silberreaktionen finden über einen Dampfkessel statt. Die resultierenden Dämpfe, die das Formaldehydprodukt plus nicht umgesetzte Methanoldämpfe enthalten, werden dann kondensiert und gereinigt. Im Fall des Dehydrierungsverfahrens enthält das verbleibende Abgas Wasserstoff; Das Gas wird verbrannt, um Dampf zu erzeugen, der den Kessel speist.
Die Reaktionsgleichung für den Dehydrierungsprozess lautet CH3OH → HCHO + H2. Zusätzliche Katalysatoren, die anstelle von Silber als Dehydrierungsmittel verwendet werden können, sind Kupferchromit und Palladiumacetat. Für den erfolgreichen Betrieb sind besondere Bedingungen erforderlich. Als heterogener Katalysator fungiert Palladiumacetat als „Phasentransfer“-Agent. Dies bedeutet, dass es sich ähnlich wie ein Detergens verhält und die Übertragung von Reaktanten zwischen zwei nicht mischbaren Phasen – einer wässrigen und einer organischen – ermöglicht.