JPH06228127A - トリオキサンの製造方法 - Google Patents

トリオキサンの製造方法

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JPH06228127A
JPH06228127A JP5015308A JP1530893A JPH06228127A JP H06228127 A JPH06228127 A JP H06228127A JP 5015308 A JP5015308 A JP 5015308A JP 1530893 A JP1530893 A JP 1530893A JP H06228127 A JPH06228127 A JP H06228127A
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JP
Japan
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trioxane
solvent
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distillation column
extracted
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JP5015308A
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Junzo Masamoto
順三 正本
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ホルムアルデヒド水溶液を第1の溶剤を用い
て共沸蒸留し、蒸留液の水相に含まれるトリオキサンを
第2の溶剤を用いて抽出し、抽出液からトリオキサンを
分離し、蒸留に用いた第1の溶剤を含む相と抽出後の水
相とを蒸留塔に還流し、蒸留塔の中段より水相部を系外
へ抜き出す。 【効果】 簡便な装置でトリオキサンを効率的に製造す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ポリアセタール樹脂
のモノマーとして有用なトリオキサンの効率的な製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にトリオキサンは、ホルムアルデヒ
ド水溶液を不揮発性の酸触媒の存在下において加熱する
ことによって得られる。工業的な製法としては、トリオ
キサン−水−ホルムアルデヒドが共沸混合物を形成する
ことを利用して、30〜70重量%のホルムアルデヒド
水溶液を酸触媒の存在下において加熱蒸留して得られ
る、トリオキサン20〜55重量%、ホルムアルデヒド
10〜35重量%、および水20〜50重量%からなる
粗トリオキサンの留出液を得たのち、この粗トリオキサ
ン中に含まれる水、ホルムアルデヒド等を除去して精製
を行なう方法が採用されている。そして粗トリオキサン
を精製する方法としては、従来以下に示す方法が知られ
ている。 (1)粗トリオキサンを冷却し、晶出したトリオキサン
の結晶をろ過分離する方法、(2)水に不溶ないしは難
溶の溶剤によって粗トリオキサンを液々抽出し、抽出液
を精留してトリオキサンを分離する方法(特公昭41−
6344号公報、特公昭46−33184号公報、特開
昭56−87580号公報)、(3)水に不溶ないしは
難溶であって水と共沸混合物をつくる溶剤の存在下にお
いて粗トリオキサンを蒸留する方法(特公昭49−53
51号公報、特公昭49−28197号公報)。
【0003】しかしながら、これらの方法は次のような
点で充分とはいえなかった。すなわち、ホルムアルデヒ
ド水溶液を酸触媒の存在下において加熱してトリオキサ
ンを生成させる反応は、反応の平衡がホルムアルデヒド
側に大きく片寄っているため、平衡状態における反応液
中のトリオキサン濃度は通常数パーセント以下と低い。
したがって、ホルムアルデヒド水溶液を酸触媒の存在下
において加熱してトリオキサンを生成させ、トリオキサ
ン−水−ホルムアルデヒド系の共沸蒸留を利用してトリ
オキサン留分を濃縮し、高濃度の粗トリオキサンを得る
場合、大量の還流を必要とし、しかも塔頂留出液は均一
相を呈しており、粗トリオキサン中の水の含有量が比較
的高いため、粗トリオキサンを得るために要するエネル
ギーは膨大となり、経済的に不利である。
【0004】そしてこの場合、ホルムアルデヒドが凝縮
器内で完全に凝縮されずに逸散して、比較的温度の低い
器壁、配管等にパラホルムアルデヒドとして付着、沈積
し、配管および凝縮器を詰らせ装置の長期運転を困難に
していた。さらに、他の製造方法として特公昭48−2
6031号公報に開示されているように、ホルムアルデ
ヒド水溶液を酸触媒の存在下において加熱し、発生する
蒸気をトリオキサンと共沸する飽和炭化水素溶剤と接触
させ、トリオキサンを溶剤との共沸混合物として留出さ
せ、水相と溶剤相に分離し、溶剤相中に含有される粗ト
リオキサンを冷却して晶出させ、得られたトリオキサン
の結晶をろ過によって得る方法が知られている。しかし
ながら、この方法は、トリオキサンの結晶中に水および
ホルムアルデヒド等を多量に含むため、さらに乾燥ある
いは抽出蒸留等によって精製しなければならなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、高純度の
トリオキサンを簡易なプロセスによって、効率よく製造
し、しかもパラホルムアルデヒドの器壁への付着がない
トリオキサンの製造方法を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この本発明は、(a)ホ
ルムアルデヒドを含む水溶液を酸触媒の存在下において
加熱し、発生する蒸気を蒸留塔に導き、その蒸気を沸点
が60〜110℃であってトリオキサンと共沸可能な第
一の溶剤と気液接触させ、トリオキサンを前記第1の溶
剤との共沸混合物として留出させ、ついで留出蒸気を冷
却凝集して第1の溶剤相と水相とに分離させ、(b)得
られた水相に含まれるトリオキサンを、水に不溶もしく
は難溶であって水と共沸しかつトリオキサンより低沸点
の第2の溶剤によって液々抽出し、(c)抽出液からト
リオキサンを分離し(d)(a)工程で得られた第1の
溶剤相および(b)工程で液々抽出した残部の水相を蒸
留塔に還流液として戻し、(e)蒸留塔の中段より水相
部を系外へ抜き出す事を特徴とする方法に関する。
【0007】この発明で用いられる第一の溶剤は、トリ
オキサンと共沸しうるものであって、その沸点が常圧に
おいて60〜110℃のものであることが必要であり、
かつ水に不溶ないしは難溶なものであれば特に限定され
るものではない。好ましくは共沸混合物におけるトリオ
キサンの組成比が大きく、また溶剤の循環量が少なくて
よい80℃以上の沸点を有する溶剤が用いられる。第一
の溶剤の好ましいものとしては、n−ヘキサン、iso
−ヘキサン、n−ヘプタン、iso−オクタン等の飽和
脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサ
ン等の飽和脂環式炭化水素などを例示することができ
る。
【0008】この発明の(b)の液々抽出工程において
用いられる第二の溶剤は、水に不溶ないしは難溶であっ
て、さらに水と共沸しうるものであり、かつトリオキサ
ンより低沸点のものであることが必要である。第二の溶
剤としては、塩化エチレン、トリクロルエタン等の塩素
化炭化水素、ベンゼン等の芳香族炭化水素、イソプロピ
ルエーテル等のエーテル類などを例示することができ
る。
【0009】また、(a)の工程におけるトリオキサン
生成反応に用いられる触媒としては、硫酸、燐酸、ベン
ゼンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、または陽イ
オン交換樹脂等公知のものが使用される。触媒の使用量
は、トリオキサンの生成量を低下させることなく、しか
も副反応の生成を増大させない量であればよく、通常全
仕込み量に対して、0.1〜15重量%を使用すること
が望ましい。
【0010】次に図面によりこの発明を説明する。図1
はこの発明の1態様を示すフローシートである。導管1
より反応器2内にホルムアルデヒド水溶液を供給し、酸
触媒の存在下に加熱する。発生する蒸気を蒸留塔3へ導
き、塔頂部において導管7により供給される第1の溶剤
と気液接触させ、トリオキサンを第1の溶剤との共沸混
合物として留出させる。留出蒸気は導管4を通って凝縮
器5に導かれ、冷却凝縮されたのち、分離器6へ入る。
分離器では、粗トリオキサン相と第1の溶剤相とに分離
するが、粗トリオキサン相は導管8を通って混合器9に
入り、第1の溶剤相は導管7を経て蒸留塔の塔頂部へ循
環供給される。粗トリオキサンは混合器9において導管
10より供給される第2の溶剤と混合され、トリオキサ
ンが第2の溶剤に抽出される。分離器11により、抽出
液と水相に分離したのち、抽出液は分離器11の導管1
2により抜き出して、トリオキサンの精製工程へと運ば
れる。一方、抽出されなかったトリオキサンを含む水相
は、導管13を経て蒸留塔へ還流される。蒸留塔内の水
のマスバランスを保つため、蒸留塔3の中段からは液が
取り出され、水相の一部が系外へ排出される。
【0011】この発明において、トリオキサンは精留塔
を用いて第2の溶剤から分離、精製することができる。
この場合、第2の溶剤を精留塔の塔頂より留出させ、冷
却凝固させて回収し、精留塔へ還流することもできるし
粗トリオキサンの抽出工程へ戻して再利用することもで
きる。この発明の別の実施態様として、蒸留塔3から留
出される共沸混合物蒸気を凝縮器5で冷却凝縮したのち
蒸留塔3へ還流し、蒸留塔上方からトリオキサンを含む
液を抜き出し、分離器6で粗トリオキサンを第1の溶剤
と分離してもよい。また、この場合に、凝縮器で凝縮し
た混合物の一部を系外へ抜き出してもよい。
【0012】この発明は以上のような構成をとることに
より、次のような効果を有する。 共沸蒸留工程において第1の溶剤を用いることによ
り、トリオキサンが高い濃度で共沸混合物として得ら
れ、かつ、2相分離後の水相に高濃度のまま移行する。 共沸蒸留工程での塔頂のホルムアルデヒドの濃度は
わずかであり、器壁へのパラホルムアルデヒドの付着が
ない。 第2の溶剤を用いた抽出が簡便な装置で行ないう
る。 第1の溶剤および液々抽出後の水相が蒸留塔に戻さ
れ、水相は蒸留塔の中段より抜き出されるので、設備が
簡便でかつ省エネルギーですむ。
【0013】
【実施例】以下、この発明を実施例によってさらに詳細
に説明する。なお、トリオキサンの製造装置には、容量
1リットルの反応器、この反応器に直結され、内部にマ
クマホンを充填した塔径35mm、高さ1.8mのステ
ンレス製充填式蒸留塔を用いた。
【0014】
【実施例1】図2に示すフローにしたがってトリオキサ
ンを製造した。反応器2内に、ホルムアルデヒド濃度が
60重量%、硫酸(触媒)濃度が5重量%の水溶液50
0gを仕込み、蒸留塔3の塔頂温度が大気圧下において
約76℃となったところで、反応器2の液面が一定水位
を保つよう、濃度60重量%のホルムアルデヒド水溶液
を導管1より流量70g/時で反応器2に連続供給し、
一方、n−ヘプタン(第1の溶剤)を導管7より流量2
00g/時で蒸留塔3の塔頂部に循環供給した。つい
で、蒸留塔3の塔頂より留出したn−ヘプタン、トリオ
キサン、水およびホルムアルデヒドの共沸混合物蒸気を
凝縮器5において、トリオキサンを晶出させないように
温度65℃で冷却凝縮させた後、分離器6で相分離さ
せ、粗トリオキサンを上部導管8を経て次の液々混合器
9へ連続供給した。一方、導管10より混合器9にベン
ゼン(第2の溶剤)を流量130g/時で連続供給し、
抽出を行なった。混合器9の温度は60℃に維持した。
分離器11の導管12よりトリオキサンを含むベンゼン
を連続して抜き出し、精留塔14の中間部に供給した。
精留塔14は大気圧下において運転を行ない、塔頂留出
物は凝縮器16において温度60℃で冷却凝縮させた
後、分離器17で相分離させ、水相を導管19を経て系
外へ排出した。一方、ベンゼン相は、一部を流量130
g/時で導管10により混合器9へ供給し、残部は導管
18により精留塔14の塔頂部へ還流させた。精留塔1
4の塔底からは、導管20を経て精製トリオキサンを取
り出した。
【0015】又、分離器11の水相は導管13を通って
蒸留塔3へ還流された。蒸留塔3では、中段より導管2
1を通して液が抜き出され、2相分離槽22で水相の一
部が毎時33g系外へ抜き出された。残余の液相は再び
蒸留塔に戻された。結果を表1に示し。
【0016】
【実施例2】実施例1のn−ヘプタン(第1溶剤)の代
わりにメチルシクロヘキサン、ベンゼン(第2溶剤)の
代わりに塩化エチレンを用いた以外は実施例1と同様の
操作を行ない、実施例1と同様にしてトリオキサンを合
成・精製した。結果を表1に示した。
【0017】
【比較例1】第1の溶剤を使用せずに、蒸留塔3から留
出する蒸気をそのまま凝縮したほかは実施例1と同様に
してトリオキサンの製造・精製を行なった。装置を12
時間にわたって連続運転した後、装置を解放点検したと
ころ、凝縮器5の器壁にパラホルムアルデヒドの付着が
認められ、長期間の連続運転が困難であることがわかっ
た。
【0018】
【表1】
【0019】
【発明の効果】この発明によれば、簡便な装置を用いて
トリオキサンを効率的に得る事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一態様を示すフローシートである。
【図2】実施例1の方法を示すフローシートである。
【符号の説明】
2 反応器 3 蒸留塔 5 凝縮器 6、11 分離器 9 混合器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)ホルムアルデヒドを含む水溶液を
    酸触媒の存在下において加熱し、発生する蒸気を蒸留塔
    に導き、その蒸気を沸点が60〜110℃であってトリ
    オキサンと共沸可能な第一の溶剤と気液接触させ、トリ
    オキサンを前記第1の溶剤との共沸混合物として留出さ
    せ、ついで留出蒸気を冷却凝縮して第1の溶剤相と水相
    とに分離させ、(b)得られた水相に含まれるトリオキ
    サンを、水に不溶もしくは難溶であって水と共沸しかつ
    トリオキサンより低沸点の第2の溶剤によって液々抽出
    し、(c)抽出液からトリオキサンを分離し、(d)
    (a)工程で得られた第1の溶剤相及び(b)工程で液
    々抽出した残部の水相を蒸留塔に還流液として戻し、
    (e)蒸留塔の中段より水相部を系外へ抜き出す事を特
    徴とするトリオキサンの製造方法。
JP5015308A 1993-02-02 1993-02-02 トリオキサンの製造方法 Withdrawn JPH06228127A (ja)

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