JPH09506105A - ホルムアルデヒドからトリオキサンを製造する方法 - Google Patents
ホルムアルデヒドからトリオキサンを製造する方法Info
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Abstract
Description
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1. 連続反応抽出カラム中で平衡反応: によってホルムアルデヒド水溶液からトリオキサンを連続製造する方法であって 、 反応と抽出を同時に行いながら多ステージ現場触媒カラム中で反応を行い、 多ステージ現場触媒カラムには、ホルムアルデヒド水溶液を反応させてトリオ キサンにする触媒を含む複数の反応ステージ、トリオキサンを溶媒中に抽出する 複数の抽出ステージが設けられており、 ホルムアルデヒド水溶液と溶媒は、カラム中を互いに逆方向に流れ、 該方法は、 (a)トリオキサンと混和性で、ホルムアルデヒド水溶液と非混和性の溶媒をカ ラムに導入する工程 (b)ホルムアルデヒド水溶液をカラムに導入する工程 (c)反応ステージでホルムアルデヒド水溶液を反応させてトリオキサンを生成 する工程(トリオキサン−ホルムアルデヒド溶液中でトリオキサンはホルムアル デヒドと化学平衡状態にある) (d)抽出ステージでトリオキサンをトリオキサン−ホルムアルデヒド溶液から 溶媒中に抽出して、トリオキサン濃度が高い抽出液とトリオキサン濃度が低いラ フィネートにする工程 (e)トリオキサン濃度が高い抽出物とトリオキサン濃度が低いラフィネートを カラムから排出する工程 (f)トリオキサン濃度が高い流出物からトリオキサンを回収する工程を含み、 平衡溶液からトリオキサンを抽出することによって溶液中のトリオキサン濃度 が減少し、次の反応ステージでホルムアルデヒド溶液が反応してさらにトリオキ サンーホルムアルデヒド平衡溶液を生成する方法。 2. カラムに導入するホルムアルデヒド水溶液に含まれるホルムアルデヒド が約35重量%以上である請求項1の方法。 3. 触媒が、水素型のスルホン化架橋スチレンージビニルベンゼンコポリマ ーを含むカチオン交換樹脂である請求項2の方法。 4. 溶媒が、ヘキサン、シクロヘキサン、ペンタン、ヘプタン、エチルベン ゼン、ビフェニル、モノクロロベンゼン、オルトジクロロベンゼン、パラジクロ ロベンゼン、ベンゾフェノン、アセトフェノン、アニソール、トリメチルベンゼ ン、テトラメチルベンゼン、トルエン、o−,m−およびp−キシレン、ジフェ ニルエーテル、メチレンクロリドおよびこれらの混合物からなる群より選択され る請求項3の方法。 5.平衡反応: によってホルムアルデヒド水溶液からトリオキサンを連続製造する方法であって 、 垂直カラムを有する多ステージ現場触媒反応抽出器中で反応を行い、 垂直カラムの両端にはホルムアルデヒド水溶液を受ける導入口とラフィネート を排出する出口が設けられており、また垂直カラムの両端には溶媒を受ける導入 口と抽出物を排出する出口が設けられており、これらの導入口と出口は流れが向 流になるように設けられており、より比重の大きい溶媒をカラム頂部から導入し 、より比重の小さいホルムアルデヒド水溶液をカラム底部から導入し、 垂直カラムには複数の反応ステージが水平に設置されており、各ステージは、 ホルムアルデヒド導入口からホルムアルデヒド水溶液を受けるための入口、ホル ムアルデヒド水溶液を反応させてトリオキサンを生成するための触媒、トリオキ サンとホルムアルデヒドを排出する出口、その出口の上に設けられておりカラム 中に水平に設置されていて出口からトリオキサンとホルムアルデヒドを受けるシ ーブトレイ、および触媒とシーブトレイに隣接しておりカラム中に垂直に設置さ れている降下路を備え、 垂直カラムにはホルムアルデヒドからトリオキサンを分離するための複数の抽 出ステージが水平に設置されており、各ステージはカラム中に水平に設置された シーブトレイと、カラム中に垂直に設置されシーブトレイに隣接する降下路を備 え、 降下路は、溶媒導入口から溶媒を受けてその溶媒をシーブトレイに通して抽出 物出口に誘導するために設けられており、抽出ステージは反応ステージと交互に 設置されており、降下路は反応ステージと抽出ステージの下にホルムアルデヒド −トリオキサン凝集帯を形成して溶媒を凝集帯の下に誘導するのに十分な長さを 有しており、 該方法は、 (a)トリオキサンと混和性で、ホルムアルデヒドと非混和性の溶媒をカラムに 導入する工程 (b)ホルムアルデヒド水溶液をカラムに導入する工程 (c)反応ステージでホルムアルデヒド水溶液を反応させてトリオキサン−ホル ムアルデヒド反応平衡溶液を生成する工程、 (d)平衡溶液をシーブトレイに通してパーコレートし、液滴を形成する工程 (e)抽出ステージで液滴からトリオキサンを溶媒中に抽出して、トリオキサン 濃度が高い抽出物とトリオキサン濃度が低いラフィネートにする工程 (f)カラムからトリオキサン濃度が高い抽出物とトリオキサン濃度が低いラフ ィネートを排出する工程 (g)トリオキサン濃度が高い抽出物からトリオキサンを回収する工程 を含み、 反応平衡溶液からトリオキサンを抽出することによって溶液中のトリオキサン 濃度が減少し、次の反応ステージでホルムアルデヒド溶液が式(I)にしたがっ て反応してさらにトリオキサンを生成する方法。 6. 溶媒が、オルトジクロロベンゼン、メチレンクロリド、ジフェニルエー テル、モノクロロベンゼン、パラジクロロベンゼン、アセトフェノン、ベンゾフ ェノンおよびこれらの混合物からなる群より選択される請求項5の方法。 7. 溶媒がオルトジクロロベンゼンである請求項6の方法。 8. 触媒が、水素型のスルホン化架橋スチレンージビニルベンゼンコポリマ ーを含むカチオン交換樹脂である請求項7の方法。 9. ホルムアルデヒド水溶液がホルムアルデヒドを約35−約85重量%含 有する請求項8の方法。 10. 初期反応器がカラムの外に設置されているガードベッド反応器である請 求項9の方法。 11. カラムを約95℃以上で操作する請求項10の方法。 12. 平衡反応: によってホルムアルデヒド水溶液からトリオキサンを連続製造する方法であって 、 垂直カラムを有することを特徴とする多ステージ現場触媒反応抽出器中で反応 を行い、 垂直カラムの両端にはホルムアルデヒド水溶液を受ける導入口とラフィネート を排出する出口が設けられており、また垂直カラムの両端には溶媒を受ける導入 口と抽出物を排出する出口が設けられており、これらの導入口と出口は流れが向 流になるように設けられており、より比重の小さい溶媒をカラム底部から導入し 、より比重の大きいホルムアルデヒド水溶液をカラム頂部から導入し、 垂直カラムには複数の反応ステージが水平に設置されており、各ステージは、 ホルムアルデヒド導入口からホルムアルデヒド水溶液を受けるための入口、ホル ムアルデヒド水溶液を反応させてトリオキサンを生成するための触媒、トリオキ サンとホルムアルデヒドを排出する出口、その出口の上に設けられておりカラム 中に水平に設置されていて出口からトリオキサンとホルムアルデヒドを受けるシ ーブトレイ、および触媒とシーブトレイに隣接しておりカラム中に垂直に設置さ れている降下路を備え、 垂直カラムには複数の抽出ステージが水平に設置されており、各ステージは垂 直に設置された降下路に固定され水平に設置されたシーブトレイを備え、降下路 は溶媒導入口からの溶媒を受けてその溶媒をシーブトレイの下から抽出物出口へ 誘導するように設置されており、かつ降下路はシーブトレイ上の凝集帯にトリオ キサン−ホルムアルデヒドを供給して凝集帯上に溶媒溶液を誘導するのに十分な 長さを有しており、 該方法は、 (a)ホルムアルデヒド水溶液をカラムに導入する工程 (b)トリオキサン混和性で水性ホルムアルデヒド非混和性の溶媒をカラムに導 入する工程 (c)ホルムアルデヒド水溶液を反応ステージで反応させてトリオキサンを生成 する工程(トリオキサン−ホルムアルデヒド溶液中でホルムアルデヒドはトリオ キサンと平衡状態にある) (d)トリオキサン−ホルムアルデヒド溶液をシーブトレイを通してパーコレー トして液滴を形成する工程 (e)抽出ステージで液滴からトリオキサンを溶媒中に抽出して、トリオキサン 濃度が高い溶媒とトリオキサン濃度が低いラフィネートにする工程 (f)カラムからトリオキサン濃度が高い抽出物とトリオキサン濃度が低いラフ ィネートを排出する工程 (g)トリオキサン濃度が高い抽出物からトリオキサンを回収する工程を含み、 トリオキサン−ホルムアルデヒド溶液からトリオキサンを抽出することによって 、平衡のバランスが崩れ、次の反応ステージでホルムアルデヒド水溶液がさらに トリオキサンを生成するように誘導する方法。 13. 溶媒が、アニソール、ベンゼン、ビフェニル、ヘキサン、シクロヘキサ ン、ペンタン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン、 トルエン、o−,m−およびp−キシレンおよびこれらの混合物からなる群より 選択される請求項12の方法。 14. 溶媒がビフェニルである請求項13の方法。 15. 触媒がスルホン化カチオン交換樹脂である請求項14の方法。 16. ホルムアルデヒド水溶液がホルムアルデヒドを約35重量%含む請求項 15の方法。 17. 初期反応器がガードベッド反応器である請求項16の方法。 18. カラムを約95℃以上で操作する請求項12の方法。 19. 溶媒が、式: DC=0.025A+0.05B+0.087C+0.016D+0.22 (上式において、DCは分配係数、Aは溶媒分子中に存在するエーテル基のモル %、Bは溶媒分子中に存在するケトン基のモル%、Cは溶媒分子中に存在するフ ェニル基のモル%、Dは溶媒分子の脂肪族炭素上に存在する塩素のモル%である )による分配係数が0.75より大きい群の中から選択される請求項1−3、5 、8−12および15−18のいずれかの方法。 20. 平衡反応: によってホルムアルデヒド水溶液からトリオキサンを連続製造するための装置で あって、 垂直カラムを有する多ステージ現場触媒反応抽出器中で反応を行い、 垂直カラムの両端にはホルムアルデヒド水溶液を受ける導入口とラフィネート を排出する出口が設けられており、また垂直カラムの両端には溶媒を受ける導入 口と抽出物を排出する出口が設けられており、これらの導入口と出口は流れが向 流になるように設けられており、より比重の大きい溶媒をカラム頂部から導入し 、より比重の小さいホルムアルデヒド水溶液をカラム底部から導入し、 垂直カラムには複数の反応ステージが水平に設置されており、各ステージは、 触媒、シーブトレイ、ホルムアルデヒド導入口からのホルムアルデヒド水溶液を 受ける入口、トリオキサン−ホルムアルデヒド溶液をシーブトレイに排出する出 口を備え、 垂直カラムには複数の抽出ステージが水平に設置されており、各ステージはト リオキサン−ホルムアルデヒド溶液からトリオキサンを溶媒に抽出するためのシ ーブトレイを備え、反応ステージと抽出ステージはカラム中で交互に設置されて いる装置。
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