La maggior parte dei composti organici, semplici o complessi, può essere prodotta in diversi modi. Solo il più conveniente di questi può essere utilizzato per la produzione commerciale. La produzione di formaldeide impiega uno dei due metodi catalitici che coinvolgono il metanolo (CH3OH): lieve ossidazione o deidrogenazione. Il catalizzatore utilizzato può essere una miscela di molibdeno e ossido di ferro, o in alternativa argento. Un catalizzatore al molibdeno richiede una temperatura di circa 480-750° F (250-400° C) per sostenere la reazione, mentre l’argento richiede la temperatura molto più alta di 1200° F (650° C).
Potrebbe sembrare che la produzione di formaldeide utilizzando un forte ossidante costituisca una terza opzione. Tale percorso non è tuttavia adatto, poiché l’aldeide desiderata stessa rischierebbe di subire l’ossidazione, per formare un acido carbossilico, in questo caso l’acido formico (HCOOH). Una caratteristica che entrambi i metodi di ossidazione lieve e deidrogenazione condividono è la necessità di calore continuo per sostenere il processo. Questo potrebbe sembrare aumentare in modo proibitivo il costo di produzione della produzione di formaldeide. Entrambi i processi sono esotermici, tuttavia, il che significa che ogni reazione emette calore, rendendoli entrambi autosufficienti.
L’uso di un catalizzatore di molibdeno e ossido di ferro richiede il passaggio di una miscela di metanolo e vapori miscelati con aria sul catalizzatore. Stechiometricamente – o, parlando in termini di quantità di reagenti chimici e prodotti – l’equazione per questo è 2 CH3OH + O2 → HCHO + 2 H2O + Δ. La lettera greca “delta” sta per calore. Sebbene parte di questo calore venga utilizzato per mantenere il processo di reazione, parte di esso può essere utilizzato per altri scopi, come l’alimentazione delle turbine degli impianti. Sebbene la produzione ossidativa di formaldeide sia occasionalmente utilizzata, è meno comune del metodo di deidrogenazione.
Un catalizzatore comune utilizzato nel processo di deidrogenazione della produzione di formaldeide è l’argento, sebbene l’argento possa reagire, in parte, attraverso la via ossidativa. Come nel caso del catalizzatore ossidativo, ossido di molibdeno e ferro, i vapori di metanolo vengono combinati con l’aria e fatti passare sul catalizzatore: il metallo stesso esiste in forma granulare e cristallina. Entrambe le reazioni del molibdeno e dell’argento avvengono su una caldaia a vapore. I vapori risultanti, che contengono il prodotto di formaldeide più i vapori di metanolo non reagiti, vengono quindi condensati e purificati. Nel caso del processo di deidrogenazione, il restante gas effluente comprende idrogeno; il gas viene bruciato per produrre vapore, che alimenta la caldaia.
L’equazione di reazione per il processo di deidrogenazione è CH3OH → HCHO + H2. Ulteriori catalizzatori che possono essere impiegati al posto dell’argento come agente deidrogenante sono cromite di rame e acetato di palladio. Sono necessarie condizioni speciali per il suo buon funzionamento. Una forma di catalizzatore eterogeneo, l’acetato di palladio agisce come un agente di “trasferimento di fase”. Ciò significa che si comporta in modo molto simile a un detergente, consentendo il trasferimento del reagente tra due fasi immiscibili: una acquosa e una organica.