Способ получения триоксана

Союз Советских Социалистических Республикцв 904 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву - (22) Заявлено 15,05.78 (21) 2629619/23-04 с присоединением заявки (23) Приоритет - (43) Опубликовано 07,04.81. Бюллетень13 (45) Дата опубликования описания 06.05,81(51) М.Кл.з С 07 Р 323/06 Государственный комитет СССР пе делам изобретений н открытий,Изобретение относится к усовершенстваванному способу получения триоксана, который находит широкое применение в производстве полиформальдегида, синтетических смол и растворителей.5Известен способ получения триоксана тримеризацией концентрировавного водного раствора формальдегида в среде эмульсии в инертном к формальдегиду масле, например парафиновом, при повышенной 10 температуре в присутствии алкил- или арилсульфоксилот. Кислоты добавляют в количестве 20 - 50% к формальдегиду в качестве катализаторов Ют стабилизаторов эмульсии масла 11, 1Недостатки этого способа состоят в сложности алпаратурного оформления процесса, в приготовлении устойчивой эмульсии концентрированного формальдегида и масла, в использовании больших ко личеств вислот (20 - 50 о/о), Загрузка такого большого количества кислоты естественно резко снижает концентрацию формальдегида в реакторе, в результате этого скорость образования триоксана значительно М снижается, Кроме того, в присутствии такого количества кислот наряду с основной реакцией образования триоксана происходит в значительной степени реакции Канницарро-Тищенко превращения формальде- ЗО гида в метанол и муравьи 1 ную кислоту. В результате конверсия формальдегида в триоксан и выход целевого продукта уменьшаются. Образовавшиеся метанол н муравьиная кислота создают значительные трудности при последующей очистке и выделении триоксана. Степень конверсии формальдегида в триоксан составляет 73%, выход 97%.Известен также способ получения триоксана, заключающийся в том, что концентрированный водный раствор формальдегида нагревают при 95 - 1 О 5 С в присутствии сильной кислоты с добавкой бензолсульфоната калия или натрия в количестве 1 10-з - 5 1 О % от реакционной массы 2. Недостатком этого способа являетсяего низкая производительность 165 г/л ч. Это, естественно, снииает концентрацию формальдегида в реакторе синтеза и замедляет скорость образованиия триоксана до 14,9% в 1 ч, а следовательно и производительность установки. Кроме того, добавка солей связана с установкой дополнительного оборудования для их хранения, транспортировки и дозировки, что удорожает стоимость единицы триоксана.,Целью изобретевия является увеличение скорости образования триоксана, т, е,819104 интенсификация и повышение производительности процесса.Указанная цель достигается тем, что к концентрированному водному раствору формальдегида подают формальдегпд в паровой фазе с температурой 105 - 115 С и реакционную массу нагревают до температуры кипения в присутствии кислотного катализатора при парциальном давлении системы 150 - 200 лм рт. ст.Отличие этого способа от известного состоит в том, что используют формальдегид в паровой фазе с температурой 105 - 115 С .и процесс проводят при парциальном давлении 150 в 2 мм рт. ст, Использование формальдегида в парогазовой фазе для поддержания постоянного уровня в реакторе синтеза интенсифицирует процесс образования триоксана, увеличивая скорость его образования до 24,5 - 26,7% в 1 ч, сводит к минимуму протекание побочных реакций Канницарро-Тищенко, что в конечном счете повышает конверсию формальдегида в триоксан. Подача формальдегида в парогазовой фазе повышает упругость паров триоксана, в результате этого пары триоксана значительно быстрее удаляются из реактора синтеза, увеличивается производительность процесса до 240 - 275 г/л чУстановлено, что скорость превращения формальдегида в триоксан больше скорости удаления триоксана из реактора синтеза, В обычных условиях при подаче в реактор синтеза концентрированного водйого, раствора формальдегида для поддержания постоянного уровня наряду с образованием приоксана происходит .его разложение в кислой среде в результате медленного удаления саров вриоксана из реактора. Подача. формальдегида в парогазовой фазе способствует быстрому удалению паров образовавшегося триоксана ыз реактора синтеза, В результате этого не происходит или происходит в значительно меньшей степени его разложение в реакторе синтеза. Скорость образования триоксана, % в 1 ч:Катализатор процесса синтеза Выход,%Производитель.ность процесса;г/л ч Способ Известный 11) Ллкил- или арилсуль- фокислоты Э 7 Известный 2 3% Н,504+бензольсульфонат калия 99,0 Предлатаемый 3% Н 2504 24,5 - 26,7 24 О - 275 99,3 - Щ,4 Образовавшиеся пары триоксана выводятся из реактора и триоксан выделяется Как видно из приведенного, предлагаемый способ по производительностями:и ско 5о 15 20 25 3 О 35 40 45 известными технологическими приемами: ректификацией, экстракцией и т. д.П р и м е р 1. В реактор загружают 1 кг 55%-ного формалина с содержанием метанола 0,1 % и 30 г концентрированной серной кислоты. Содержимое реактора нагревают до кипения и,в реактор подают формальдегид, полученный после пропускания 55%-ного формалина через теплообменник с температурой 105 - 115 С. Из теплообменника подают в реактор 500 г/ч формальдегида в парогазовой фазе с таким расчетом, чтобы поддерживать постоянный объем в реакторе и постоянную концентрацию формалина 55%. При этом парцнальное давление формальдегида в системе составляет 150 - 160 мм рт. ст, Отбирают 500 г/ч дистиллата, содержащего (%) 20 триоксана, 37 формальдегида, 42 воды и следы метилаля, Выход триоксана 99,3%, производительность 240 г/л ч; скорость образования триоксана 24,5% в 1 ч,П р и м е р 2. В реактор загружают 1 кг 55%-ного формалина и 30 г серной кислоты. Содержимое реактора нагревают до кипения ы в реактор подают 500 г/ч формальдегида в парогазовой фазе после теплообменника для поддержания постоянного уровня.,При этом парциальное давление формальдегида в системе составляет 190 - 200 мм рт, ст. Из реактора отводят 600 г/ч дистиллата, содержащего (% ) 19,4 триоксана, 37,2 формальдегида, 42,4 воды и следы метилаля.,Выход триоксана 99,4%, производительность 275 г/л ч, скорость образования триоксана 26,7% в 1 ч;П р им е р 3. В реактор загружают 1 кг 55% ного формалина и 30 г серной кислоты. Содержимое реактора нагревают до кипения и в реактор подают ЗОО г/ч 55%-ного формалина, что равняется объему выходящих из реактора паров. Из реактора отбирают ЗОО г/ч дистиллата, содержимого (%) 19,5 триоксана, 38,5 формальдегида, 42,5 воды и следы метилаля, Выход триоксана 92,4%, производительйоеть 167 г/ч, скорость образования .15,1% в 1 ч.В таблице приведены сравнительные данные процессов синтеза триоксана,рости образования триоксана намного эффективнее известных,819104 Формула изобретения Составитель И, ДьяченкоТехред И. Заболотнова Редактор Е. Хорина Корректор С, файн Заказ 422/357 Изд. Уф 293 Тираж 448 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Тип. Харьи. фил, пред. Патент Способ получения триоксана из концентрированного водного раствора формальдегида при нагревании в присутствии кислотного катализатора, о т л и ч а ющ н й с я тем, что, с целью повышения производительности и интенсификации процесса, используют формальдегид в паровой фазе с температурой 105 - 115 С и процесс проводят при парциальном давлении 150 -200 мм рт. ст,Источники информации, принятые во5 внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР позаявке2441505/23-04, кл. С 07 О 323/06,07.01.77 (прототип).2, Патент ФРГ12999640, кл. 12 ц 25,10 1970.