JP5868413B2 - 1,3,5−トリオキサンの製造方法 - Google Patents
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Description
前記具現例に係る前記蒸留塔20の塔頂の還流比(reflux ratio)(f/e=蒸留塔の塔頂に再循環する水相/外部へ排出される水相)が1.0以上であり、蒸留塔20の抽出部22に再循環する第2水相(a2)と蒸留塔20の塔頂に再循環する水相(f)の比率(a2/f)が2.0以上であってもよい。
前記具現例に係る前記蒸留塔20の抽出部22はその内部のホルムアルデヒドの濃度が50wt%以下であってもよい。
本発明の好適な一具現例によれば、本発明は、反応器と、蒸留部及び抽出部を含む蒸留塔とを備えた反応蒸留塔を用いた1,3,5−トリオキサンの製造方法に関するもので、蒸留塔の抽出部から排出されたストリームをデカンタに流入させて油相と水相に相分離した後、水相を前記蒸留塔の抽出部に再循環させることにより、蒸留塔内のホルムアルデヒドの濃度を減少させ、1,3,5−トリオキサンを製造する反応蒸留塔の抽出部で生成されるパラホルムアルデヒドの析出を防止してオーバーホール周期を延長させることができる、1,3,5−トリオキサンの製造方法に関するものである。
(1)酸触媒の下でホルムアルデヒドから1,3,5−トリオキサン含有蒸気を生成する工程、
(2)前記1,3,5−トリオキサン含有蒸気を蒸留及び抽出して1,3,5−トリオキサンを排出させる工程、
(3)1,3,5−トリオキサン抽出工程で排出されたストリームを相分離して水相を蒸留塔に戻す工程、および
(4)反応器に供給された水を系外に排出させる工程。
本発明では、前記(3)工程でストリームを油相と水相に分離するが、前記水相をさらに第1水相と第2水相に分離し、それぞれ蒸留塔の蒸留部と抽出部に再循環させることを特徴とする。すなわち、第2水相を蒸留塔の抽出部に再循環させることにより、蒸留塔の抽出部内で形成されるホルムアルデヒドの濃度を一定の濃度以下に維持させてパラホルムアルデヒドの析出を防止し、結局は1,3,5−トリオキサンの製造工程を含む全体工程のオーバーホール周期を延長することができる。
<実施例1>
図1に示すような配列の蒸留塔20の蒸留部21(塔径30mm、15段、バブルキャップトレイ(Bubble-cap tray))、抽出部22(塔径50mm、20段、バブルキャップトレイ(Bubble-cap tray))、蒸留部21と抽出部22との間のサイドカット部23(1段、チムニートレイ(Chimney-tray))、反応器10(5L、with heating unit)、デカンタ30(1.5L)を用いてトリオキサンを製造した。
反応器10にホルムアルデヒド濃度65.0wt%の水溶液を400g/hrで供給し、反応液中の硫酸濃度が2.0wt%となるようにした。スチーム1400g/hrで加熱して生成された1,3,5−トリオキサン含有蒸気を蒸留塔20の蒸留部21へ供給した。
抽出剤供給ストリーム(d)を介して供給されたベンゼン中の一部は反応器10に供給されたスチームによって水と共沸して塔頂を介して留出し、ベンゼンはストリーム(g)を介して再使用された。反応器に供給されたホルムアルデヒド中の水はストリーム(e)を介して排出し、残りの水相はストリーム(f)を介して再循環させた。
実施例1と同一の反応器10、蒸留塔20及びデカンタ30を用いて同様の方法で1,3,5−トリオキサンを製造するが、デカンタ30で相分離された水相(a)を第1水相(a1)と第2水相(a2)に分離せず、水相(a)をそのまま蒸留部21に再循環させて1,3,5−トリオキサンを製造した。
運転開始から20時間経過した後の結果は表1に示した。ベンゼン供給ストリーム(d)とサイドカット部23との間で形成される、蒸留塔20内のホルムアルデヒドの濃度は57.0wt%であった。
実施例1と同一の反応器10、蒸留塔20およびデカンタ30を用いて同様の方法で1,3,5−トリオキサンを製造するが、デカンタ30で相分離された水相(a)を第1水相(a1)と第2水相(a2)に分離せず、水相(a)をそのまま蒸留部21に再循環させ、反応器に供給されるスチーム1000g/hrで加熱して蒸留塔20の塔頂からのストリーム(e)は175g/hr、ストリーム(f)は156g/hrとなるようにして1,3,5−トリオキサンを製造した。
実施例1と同一の反応器10、蒸留塔20およびデカンタ30を用いて同様の方法で1,3,5−トリオキサンを製造するが、デカンタ30で相分離された水相(a)を第1水相(a1)と第2水相(a2)に分離するが、第2水相を310g/hrでベンゼン供給ストリーム(d)とサイドカットストリーム(c)との間に供給して1,3,5−トリキサンを製造した。
ガスクロマトグラフィー(検出器TCD、分離管APS−201 20% Flusin T 30〜60mesh 4m)を用いて、測定のためのガスクロマトグラフィーの分析条件を注入口の温度170℃、検出器の温度150℃、分離管の温度110℃、ヘリウムガスの速度20ml/minとし、10μLの注射器で試料1μLを採取して注入及び分析した。
20 蒸留塔
21 蒸留部
22 抽出部
23 サイドカット部(Chimney-Tray Section)
24 抽出塔
30 デカンタ(decanter)
Claims (3)
- 蒸留部(21)、前記蒸留部(21)上に位置したサイドカット部(23)、前記サイドカット部(23)上に位置した抽出部(22)、および前記抽出部(22)上に位置した蒸留塔(20)塔頂が一体型に設けられた蒸留塔(20)と、前記蒸留部(21)に連結された反応器(10)と、前記蒸留部(21)および前記抽出部(22)に連結されたデカンタ(30)とを含んでなる反応蒸留塔において、
前記抽出部(22)から排出されて前記デカンタ(30)に流入したストリームから相分離された水相(a)は、前記蒸留部(21)に再循環する第1水相(a1)、及び前記抽出部(22)に再循環する第2水相(a2)に分離されるものであり、
前記反応器(10)に供給された水は、前記蒸留部(21)、前記サイトカット部(23)および前記抽出部(22)を経て前記蒸留塔(20)塔頂から蒸留塔(20)へ再循環する水相(f)と、外部へ排出される水相(e)に分けられ、 前記第2水相(a2)と前記水相(f)との比率(a2/f)は2.0以上であることを特徴とする、1,3,5−トリオキサンの製造方法。 - 前記蒸留塔(20)の還流比(reflux ratio)(f/e)が1.0以上であり、還流比(reflux ratio)は、前記反応器(10)から供給された水中でも外部へ排出される水相(e)と、蒸留塔に再循環する水相(f)との比率であることを特徴とする、請求項1に記載の1,3,5−トリオキサンの製造方法。
- 前記蒸留塔(20)の抽出部(22)はその内部のホルムアルデヒドの濃度が50wt%以下であることを特徴とする、請求項1に記載の1,3,5−トリオキサンの製造方法。
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