[发明专利]由甲醛制备三烷的联合方法

说明书

本发明涉及一种由甲醛制备三噁烷的联合方法。 

三噁烷一般通过在酸性催化剂存在下反应性蒸馏甲醛水溶液而制备。这提供了一种包含三噁烷、甲醛和水作为馏出液的混合物。随后通过用卤代烃(如二氯甲烷或1，2-二氯乙烷)或其他水不混溶性溶剂萃取而从这种混合物中取出三噁烷。 

DE-A 1 668 867描述了一种通过用有机溶剂萃取而从包含水、甲醛和三噁烷的混合物中取出三噁烷的方法。在这种方法中，在由两子区组成的萃取区的一端加入三噁烷的几乎水不混溶性有机萃取剂且在另一端加入水。在两子区之间供入来自三噁烷合成的待分离馏出液。在溶剂供入侧随后得到甲醛水溶液且在水供入侧得到几乎无甲醛的三噁烷在有机溶剂中的溶液。 

这种程序的缺点是存在的萃取剂必须纯化。某些所用萃取剂为危险物质(德国危险物质条例中的T或T+物质)，其处理需要特殊的预防措施。 

DE-A 197 32 291描述了一种从基本上由三噁烷、水和甲醛组成的含水混合物中取出三噁烷的方法，其包括通过渗透蒸发将三噁烷从该混合物中取出以及通过精馏将富含三噁烷的渗透液分离成一方面为纯三噁烷及另一方面为三噁烷、水和甲醛的共沸混合物。在一个实施例中，将由40重量％三噁烷、40重量％水和20重量％甲醛组成的含水混合物在第一蒸馏塔中在标准压力下分离成水/甲醛混合物和三噁烷/水/甲醛共沸混合物。将该共沸混合物送入包含由聚二甲基硅氧烷与疏水沸石组成的膜的渗透蒸发单元中。将富含三噁烷的混合物在第二蒸馏塔中在标准压力下分离成三噁烷以及再一次的三噁烷/水/甲醛共沸混合物。这种共沸混合物在渗透蒸发段的上游再循环。 

这种程序费用很高且很不方便，渗透蒸发单元尤其需要高资金成本。 

本发明的目的是提供一种由甲醛水溶液制备三噁烷以得到纯三噁烷 的替代方法。具体的目的是提供一种避免进行萃取步骤或渗透蒸发步骤而得到纯三噁烷的方法。 

该目的由一种由甲醛制备三噁烷的联合方法来实现，该方法包括下列步骤： 

a)将包含甲醛和水的进料流A1与主要包含水及额外的甲醛和三噁烷的再循环料流B3供入甲醛浓缩单元中并将其分离成富含甲醛的料流A2和基本上由水组成的料流A3； 

b)将包含三噁烷和水的产物流C1、包含三噁烷和水的再循环料流E1及合适的话富含甲醛的料流A2供入第一低压蒸馏塔中并在0.1-1.5巴的压力下蒸馏，并且取出主要包含三噁烷及额外的水和甲醛的富含三噁烷的料流B1、基本上由甲醛和水组成的底取料流B2以及作为侧取料流的主要包含水及额外的甲醛和三噁烷的再循环料流B3； 

c)将底取料流B2及合适的话料流A2供入三噁烷合成反应器中并使它们反应以得到包含三噁烷、水和甲醛的料流C1； 

d)将料流B1供入中压蒸馏塔中并在1.0-4.0巴的压力下蒸馏以得到包含甲醇、甲缩醛和甲酸甲酯的低沸物流D1以及主要包含三噁烷及额外的甲醛和水的料流D2； 

e)将料流D2供入高压蒸馏塔中并在2.0-10.0巴的压力下蒸馏以得到包含三噁烷和水的再循环料流E1以及基本上由三噁烷组成的产物流E2； 

其中将料流A2供入低压蒸馏塔或三噁烷合成反应器或这两者中。 

“基本上由...组成”在上文及下文中是指所讨论料流由至少80重量％，优选至少90重量％的所述组分组成。“主要包含”是指所述组分构成了料流中的主要组分且优选以至少50重量％存在于其中。 

已知由三噁烷、甲醛和水形成的三元共沸物在1巴的压力下由69重量％三噁烷、5重量％甲醛和26重量％水组成。 

根据本发明，该三元共沸物通过变压蒸馏在不同压力下进行第一及第二蒸馏段而分离。在低压蒸馏段中，将包含仅少量甲醛的富含三噁烷的三噁烷/水/甲醛混合物从富含三噁烷和甲醛的含水混合物中取出。将 该富含三噁烷的三噁烷/水/甲醛混合物在下游高压蒸馏段中分离成一方面为富含三噁烷的三噁烷/水/甲醛混合物及另一方面为几乎纯的三噁烷。在低压蒸馏段和高压蒸馏段之间，也设置中压蒸馏段以除去低沸物。根据本发明，也将具有高水含量的甲醛/水混合物作为侧取馏分从低压蒸馏段中取出并与含水甲醛进料流一起供入甲醛浓缩段中以除去水。 

有用的高压、中压和低压蒸馏塔包括任意蒸馏塔，例如具有不规则填料或规整填料的塔。该蒸馏塔可以包含任意内件、规整填料或不规则填料。下文中，所有压力数据涉及所讨论塔的顶部压力。