AT265255B - Verfahren zur kontinuierlichen Trennung von Trioxan von Formaldehyd - Google Patents
Verfahren zur kontinuierlichen Trennung von Trioxan von FormaldehydInfo
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Description
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Verfahren zur kontinuierlichen Trennung von Trioxan von Formaldehyd
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Trennung von Trioxan, das in gasförmigem Zustande erhalten wird, aus andern Reaktionsgasen, insbesondere aus nicht umge- setztem Formaldehyd.
Trioxan ist ein cyclisches Trimer von Formaldehyd und wird überwiegend zur Herstellung von Poly- oxymethylenen benützt. Es kann auf verschiedenen Wegen hergestellt werden, üblicherweise durch De- stillation einer mit einem Katalysator vermischten Formalinlösung, doch kann es auch durch Trimerisa- tion von gasförmigem monomerem Formaldehyd erhalten werden. Dieser gasförmige Formaldehyd wird gewöhnlich mit etwas inertem Gas, wie z. B. Stickstoff, verdünnt. Der Grund hiefür ist insbesondere die Neigung des Formaldehyds, in Form von Paraformaldehyd auszufallen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Trennung von Trioxan von nicht umgesetztem Formaldehydmonomer und andern, allenfalls nach der Umsetzung vorhandenen
Verbindungen. Das abgetrennte gasförmige Trioxan kann dann direkt für die Polymerisation verwendet werden. Es kann sublimiert, in irgendeiner geeigneten Flüssigkeit absorbiert oder auch auf andere Weise gesammelt werden.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass man ein Ge- misch von gasförmigem Trioxan und Formaldehyd, gegebenenfalls zusammen mit einem oder mehreren
Verdünnungsgasen, mit einem unter den gewählten Bedingungen flüssigen Alkohol oder einem Alkohol- gemisch in Berührung bringt, so dass der Formaldehyd von der Alkoholkomponente unter Bildung eines
Semiformals absorbiert wird, während das Trioxan im wesentlichen im gasförmigen Zustande verbleibt und gesondert vom flüssigen Absorptionsmittel gewonnen bzw. weiterverarbeitet wird. Das Verfahren kann zweckmässig unter Führung von Gas und Alkohol im Gegenstrom verwirklicht werden.
Nach dem erfindungsgemäss n Verfahren kann das Trioxan gesammelt oder weiterbehandelt, werden, ohne dass irgend ein nachteiliger Effekt seitens des Formaldehyds entsteht. Soll nämlich das Trioxan ohne vorangehende Entfernung des Formaldehyds gesammelt werden, so entstehen durch die Ausfällung von Paraformaldehyd an den Wandungen der Apparatur, in den Flüssigkeiten usw. grosse Schwierig- keiten.
Als Alkohole können bei dem erfindungsgemässen Verfahren prinzipiell angewendet werden
Glycerin, höhere Polyglykole, Diäthylen-und Triäthylenglykole, Dipropylenglykol, Triäthanolamin, 1, 2j3-Butantriol, 1, 2, 4-Butantrioi, 1, 2, 3-Pentantrioi, 1, 2, 4-Pentantriol, 2, 3, 4-Pentantriol, 1, 2, 5-Hexan- triol, 2, 2-Dimethyl-l, 3-propandiol, Trimethylolpropan, Trimethyloläthan, Erythrit, Ramnit, Sorbit, Mannit und Pentaerythrit, doch können andere Alkohole ebenfalls, benützt werden. Die vorgenannten Alkohole haben hohe Siedepunkte und sind gewöhnlich etwas viskos. Soferne keine besonderen, Mass- nahmen ergriffen werden, tritt daher das Gas mit dem Alkohol nur in schwache Berührung und die Absorption ist dann unvollständig.
Es ist daher vorteilhaft, den Alkohol bei erhöhter Temperatur unter kräftigem Rühren zu halten. Ist jedoch die anzuwendende Temperatur niedrig, so kann der Alkohol mit einer die Viskosität herabsetzenden Substanz vermischt werden. Eine für diesen Zweck wirksame Substanz ist Wasser.
Von dem Alkohol wird nicht nur der Formaldehyd, sondern auch ein Teil des Trioxans zurückgehalten.
Man muss daher danach trachten, solche Bedingungen zu schaffen, dass so wenig wie möglich von dem Trioxan und so viel wie möglich von dem Formaldehyd absorbiert wird. Eine geeignete Methode zur. Erreichung dieses Zieles besteht darin, das Gasgemisch allmählich durch verschiedene Absorptionszonen strömen zu lassen. Diese Zonen haben zweckmässig eine in Richtung des Gasstromes abnehmende Temperatur. Eine geeignete Temperatur der ersten Zone kann aufwärts bis zu 1509 C betragen und in der letzten Zone bis auf 200 C abnehmen. Vorzugsweise wird eine zwischen diesen Zonen liegende Tem" peratur in einem Bereich von 125 bis 400 C benützt. Der letztgenannte Temperaturbereich ist besonders vorteilhaft, wenn Trimethylolpropan als Absorptionsmedium verwendet wird.
Die Menge des in der
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wärmsten Zone zurückbleibenden Trioxans beträgt etwa 1 Gew.-% Trioxan, bezogen auf das gebildete Semiformal. Das Formaldehydgas kann nahezu vollständig absorbiert werden, wenn eine genügende Anzahl von Absorptionszonen angeordnet wird.
Es ist zweckmässig, die Absorption in einem Absorptionsturm mit Siebböden od. dgl. auszufühlen.
Dabei ist ein intensives Rühren auf jedem Boden erwünscht. Bei einer solchen Anordnung wird das Gasgemisch im Gegenstrom zu einem nach unten fliessenden Alkoholgemisch nach oben geführt. Auf jedem Boden existiert eine spezielle Temperatur, die umso niedriger ist, je mehr man in der Kolonne nach oben kommt.
Ein weiterer Weg zur Ausführung der Absorption besteht darin, das Gas durch Absorptionsgefässe, die in Reihe hintereinandergeschaltet sind, unter kräftigem Rühren strömen zu lassen, während der Alkohol in entgegengesetzter Richtung fliesst. Eine derartige Anordnung kann von bestimmten Gesichtspunkten aus vorteilhaft sein. Die Anlage ist nicht zu hoch und sie lässt sich leicht einstellen und ändern.
Die Zusammensetzung des in der Absorptionsstufe behandelten Gases kann innerhalb sehr weiter
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Geschwindigkeit, die einer Zufuhr von 68 g Formaldehyd je Stunde entsprach, eingeleitet. Die Ge- schwindigkeit des Rührers betrug 700 Umdrehungen je Minute.
32, 6% des eingeleiteten Formaldehyds wurden absorbiert. Mit Bezug auf den Gasdruck des Formal- dehyds in Trimethylolpropanhalbformal entspricht dies einem Wirkungsgrad von praktisch 100%.
Beispiel 2 : Der Versuch nach Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei aber die Temperatur in dem Ab- sorptionsgefäss bei 70 C und die Formaldehydkonzentration in dem Trimethylolpropanhalbformal auf 14% gehalten wurden. Die eingesetzte Menge war bei diesem Versuch 730 g Halbformal und die Gasmenge 98 g Formaldehyd je Stunde.
90% der Formaldehydmenge des Gases wurden im Halbformal absorbiert, welche Menge einem Wirkungsgrad von 87% entspricht.
Beispiel 3 : Die Gasmischung wurde in den unteren Teil einer Glockenbodenkolonne mit 10 Böden und 50 mm Durchmesser mit einer Geschwindigkeit von 132 g Formaldehyd und 61 g Trioxan je Stunde zusammen mit Stickstoffgas eingeleitet. In den oberen Teil der Kolonne wurden 104g Trimethylolpropanhalbformal mit einer Formaldehydkonzentration von 22, 4 Gew.-% je Stunde kontinuierlich eindosiert. Im unteren Teil wurde eine aufkonzentrierte Halbformalmischung, enthaltend 50, 1 Gew.-% Formaldehyd, erhalten. Die Temperatur war 93, 5 0 C.
36% des Formaldehyds in der Gasmischung und 5% der Trioxanmenge wurden absorbiert.
Beispiel 4 : Von einem Reaktor kommendes Gas, enthaltend 60 Vol.-% Stickstoff, 35, 0 Vol.-% Formaldehyd und 5, 0 Vol.-% Trioxan, wurde in einer Menge von 5101 je Stunde in eine Absorptionsapparatur eingeleitet. Diese Apparatur bestand aus einer Glockenbodenkolonne und zwei nachgeschalteten Füllkörperkolonnen. Die Glockenbodenkolonne war dieselbe wie in Beispiel 3. In den oberen Teil der Glockenbodenkolonne wurden 300 g Trimethylolpropanhalbformal mit einem Formaldehydgehalt von 15, 2% je Stunde zusammen mit 450 g je Stunde einer wässerigen Formaldehydlösung eingeleitet, die aus den nachgeschalteten Füllkörperkolonnen abgezogen worden war. Die Füllkörperkolonnen wurden im oberen Teil mit Wasser gespeist, während das von der Glockenbodenkolonne kommende Gas in den unteren Teil eingeleitet wurde.
Die Temperatur in der Glockenbodenkolonne wurde bei 125 C gehalten. Der Gasstrom, der von der Füllkörperkolonne abgezogen wurde, betrug 3401 Gas je Stunde und hatte eine Zusammensetzung von 90, 5 Vol.-% Stickstoff, 7, 5 Vol.-% Trioxan, 2, 2 Vol.-% Wasser und 0, 2 Vol.-% Formaldehyd. Von
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8%PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur kontinuierlichen Trennung von Trioxan von Formaldehyd, die beide in der Gasphase vorliegen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gemisch dieser Gase, das gegebenenfalls mit andern Gasen verdünnt ist, mit einem unter den gewählten Bedingungen flüssigen Alkohol oder einem Alkoholgemisch in Berührung gebracht wird, so dass der Formaldehyd darin unter Bildung eines Semiformals absorbiert wird, während das Trioxan überwiegend in der Gasphase verbleibt und gesondert vom flüssigen Absorptionsmittel gewonnen bzw. weiter verarbeitet wird.
Claims (1)
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Alkohol Glycerin, höhere Polyglykole, Diäthylen- und Triäthylenglykole, Dipropylenglykol, Triäthanolamin, 1, 2, 3-Butantriol, 1, 2, 4-Butantriol, 1, 2, 3-Pentantriol, 1, 2, 4-Pentantriol, 2, 3, 4-Pentantriol, 1, 2, 5-Hexantriol, 2, 2-Dimethyl- 1, 3-propandiol, Trimethylolpropan, Trimethyloläthan, Erythrit, Rhamnit, Sorbit, Mannit, Pentaerythrit oder deren Gemische eingesetzt werden. <Desc/Clms Page number 3>3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Alkohol oder das Alkoholgemisch mit einer die Viskosität vermindernden Substanz, wie z. B. Wasser, verdünnt wird.4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gasgemisch nacheinander durch verschiedene Absorptionszonen geführt wird.5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Zonen in Richtung des Gasstromes abnehmen gelassen wird.6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur in den Zonen von 150 auf 20 C, vorzugsweise von 125 auf 40 C abnehmen gelassen wird.7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gasgemisch mit einem Gehalt von etwa 5-10 Vol.-% Trioxan, 30-40 Vol.-% Formaldehyd und 50-60 Vol.-% Stickstoff eingesetzt wird.8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung in einer Absorptionskolonne ausgeführt wird, in welcher das Gasgemisch im Gegenstrom zu dem Alkohol nach oben geführt wird.9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein inniges Gemisch von Gas und Flüssigkeit durch Rühren erzeugt wird.10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung in hintereinander geschalteten Absorptionseinheiten ausgeführt wird.
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