[發明專利]用于生產環狀縮醛的方法

有效

• 申請號: 201280057572.2
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN103946219B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: M·浩博斯;K·庫爾茲;J·凌格瑙
• 申請（專利權）人: 塞拉尼斯銷售德國有限公司
• 主分類號: C07D323/06
• 分類號: C07D323/06
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 柳冀

本發明涉及用于生產環狀縮醛的方法，其包括：i)制備反應混合物，其包含：a)液體介質中的甲醛來源，和b)催化劑；ii)將甲醛來源轉化成環狀縮醛，其中所述甲醛來源轉化成所述環狀縮醛的最終轉化率大于10％，所述轉化率基于初始甲醛來源計。

本發明涉及用于生產環狀縮醛的方法，其包括：

i)制備反應混合物，其包含：

a)液體介質中的甲醛來源，和

b)催化劑；

ii)將甲醛來源轉化成環狀縮醛，其中所述甲醛來源轉化成所述環狀縮醛的最終轉化率大于10％，所述轉化率基于初始甲醛來源計。

1,3,5-三氧雜環己烷(后文的“三氧雜環己烷”)為甲醛的環狀三聚體。三氧雜環己烷主要用作初始物料用于制備聚甲醛(POM)，其是具有就機械、化學和溫度穩定性而言希望和特別的特性的高性能聚合物。聚甲醛聚合物可作為均聚物和共聚物獲得。

隨著聚甲醛市場的增長，在三氧雜環己烷生產者方面，希望擴展其生產量，以便基于競爭滿足三氧雜環己烷的需求。用于生產三氧雜環己烷的主要技術方法為在作為催化劑的濃硫酸的存在下轉化甲醛水溶液。現有技術中已知的用于生產三氧雜環己烷的方法是復雜的，并且包括提取步驟，其需要繁重的溶劑回收步驟。此外，現有技術中已知的方法耗時并且耗能，并且導致甲醛來源至希望的環狀縮醛的低轉化程度(液體反應混合物中小于10％的最終轉化率)。此外，由該方法形成的副產物的量是高的。

技術上，用于在液體系統中生產三氧雜環己烷的方法一般為在硫酸或其它均相或非均相催化劑的存在下轉化甲醛水溶液。然而，所述技術方法具有各種缺點。

在反應條件下可以發生若干副反應，例如甲醛歧化成甲酸和甲醇(Cannizzaro反應)。形成的酸和甲醇可以進一步反應成甲酸甲酯。此外，環狀縮醛(特別是三氧雜環己烷)的處理流程和分離非常耗時和耗能，復雜并且高成本。典型的用于生產三氧雜環己烷的方法使用甲醛水溶液開始，所述甲醛水溶液通過如下濃縮：在第一步中蒸餾以便除去水的體積。其后，濃縮甲醛溶液進料至反應器并且在催化劑的存在下轉化成三氧雜環己烷。通過蒸餾從反應混合物中分離三氧雜環己烷。然而，因為三氧雜環己烷與含水介質形成共沸物，需要其后的提取步驟和進一步的用于除去提取溶劑的蒸餾步驟。該方法的特征是就蒸發水而言高耗能，所述水是通過原料物流引入至工藝中的。

存在各種用于通過氣相三聚由甲醛制備三氧雜環己烷的提議。美國專利5,508,448公開了用于在氣相中由甲醛制備三氧雜環己烷的方法，該方法包括在氣相中使甲醛與包括半水合磷酸氫氧釩(vanadyl hydrogenphosphate hemihydrate)的固體催化劑接觸。

然而，氣相方法一般導致甲醛來源轉化成環狀縮醛的低轉化率。此外，氣體反應要求昂貴的反應設備，例如耐壓容器，并且尤其是，反應難以控制。

因此，現有技術中已知的用于生產三氧雜環己烷的方法要求若干昂貴的分離步驟，并且較不有效。

本發明的目標是提供用于生產環狀縮醛的方法，所述方法較有效，并且產生具有較少副產物的環狀縮醛。此外，本發明的目標是提供用于在液體系統中生產環狀縮醛的方法，其中能耗降低并且環狀縮醛的分離較不復雜。

已經發現與現有技術中公開的方法相關的問題可以在液體介質中的甲醛來源轉化成環狀縮醛的最終轉化率大于10％時克服。已經發現方法要求較少的工藝步驟，并且就裝置或設備而言的技術復雜度可以顯著降低。歸因于較不復雜的環狀縮醛(尤其是三氧雜環己烷)分離流程，能耗也降低了。

因此在第一個實施方案中，本發明涉及用于生產環狀縮醛的方法，其包括：

i)制備反應混合物，其包含：

a)液體介質中的甲醛來源，和

b)催化劑；