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Title:
INTEGRATED METHOD FOR THE PREPARATION OF TRIOXANE FROM FORMALDEHYDE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2007/144320
Kind Code:
A1
Abstract:
Integrated method for the preparation of trioxane from formaldehyde, comprising the steps: a) introduction of a feeding flow A1 containing formaldehyde and water and a return flow B3 consisting essentially of formaldehyde and trioxane into a formaldehyde concentration unit, wherein said flows are separated into a formaldehyde-rich flow A2 and a flow A3 consisting essentially of water; b) introduction of a product flow C1, containing trioxane, water, and formaldehyde, a return flow E1 containing trioxane, water, and formaldehyde, and possibly flow A2 into a first low-pressure distillation column, wherein said flows are distilled at a pressure of from 0.1 to 1.5 atmospheres, with a trioxane-enriched flow B1 containing predominantly trioxane, and also water and formaldehyde, a slough removal flow B2 consisting essentially of formaldehyde and water, and the return flow B3 containing predominantly water, and also formaldehyde and trioxane removed as a side removal flow; c) introduction of a slough removal flow B2 and possibly the flow A2 into a trioxane synthesis reactor, wherein said flows are allowed to react, and wherein the flow C1 containing trioxane, water, and formaldehyde is obtained; d) introduction of a flow B1 into a mid-pressure distillation column, wherein said flow is distilled at a pressure of from 1.0 to 3.0 atmospheres, wherein a low boiler stream D1 containing methanol, methylal, and methylformate,and a stream D2 containing predominantly trioxane and also formaldehyde and water are obtained; e) introduction of a stream D2 into a high-pressure distillation column, wherein said stream is distilled at a pressure of from 2.5 to 10.0 atmospheres, wherein the return flow E1 contains trioxane, water, and formaldehyde, and a product flow E2 consisting essentially of trioxane is obtained; wherein flow A2 can be introduced into either the low-pressure distillation column or into the trioxane-35 synthesis reactor, or into both.

Inventors:
SIEGERT MARKUS (DE)
LANG NEVEN (DE)
STROEFER ECKHARD (DE)
SIGWART CHRISTOPH (DE)
Application Number:
PCT/EP2007/055694
Publication Date:
December 21, 2007
Filing Date:
June 11, 2007
Export Citation:
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Assignee:
BASF AG (DE)
SIEGERT MARKUS (DE)
LANG NEVEN (DE)
STROEFER ECKHARD (DE)
SIGWART CHRISTOPH (DE)
International Classes:
C07D323/06
Domestic Patent References:
WO2005063733A12005-07-14
WO2005063353A12005-07-14
WO2007017479A12007-02-15
WO2007017410A12007-02-15
Attorney, Agent or Firm:
ISENBRUCK, Günter (Theodor-Heuss-Anlage 12, Mannheim, DE)
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Claims:

Patentansprüche

1. Integriertes Verfahren zur Herstellung von Trioxan aus Formaldehyd mit den Schritten:

a) ein Formaldehyd und Wasser enthaltender Einspeisungsstrom A1 und ein überwiegend Wasser und daneben Formaldehyd und Trioxan enthaltender Rückführstrom B3 werden einer Formaldehyd-Aufkonzentrierungseinheit zugeführt und in einen Formaldehyd-reichen Strom A2 und einen im Wesentli- chen aus Wasser bestehenden Strom A3 aufgetrennt;

b) ein Trioxan, Wasser und Formaldehyd enthaltender Produktstrom C1 , ein Trioxan, Wasser und Formaldehyd enthaltender Rückführstrom E1 und gegebenenfalls der Strom A2 werden einer ersten Niederdruck- Destillationskolonne zugeführt und bei einem Druck von 0,1 bis 1 ,5 bar destilliert, wobei ein an Trioxan angereicherter, überwiegend Trioxan und daneben Wasser und Formaldehyd enthaltender Strom B1 , ein im Wesentlichen aus Formaldehyd und Wasser bestehender Sumpfabzugsstrom B2 und der überwiegend Wasser und daneben Formaldehyd und Trioxan enthalten- de Rückführstrom B3 als Seitenabzugsstrom entnommen werden;

c) der Sumpfabzugsstrom B2 und gegebenenfalls der Strom A2 werden einem Trioxan-Synthesereaktor zugeführt und reagieren gelassen, wobei der Trioxan, Wasser und Formaldehyd enthaltende Strom C1 erhalten wird;

d) der Strom B1 wird einer Mitteldruck-Destillationskolonne zugeführt und bei einem Druck von 1 ,0 bis 3,0 bar destilliert, wobei ein Leichtsiederstrom D1 enthaltend Methanol, Methylal und Methylformiat und ein überwiegend Trioxan und daneben Formaldehyd und Wasser enthaltender Strom D2 erhalten werden;

e) der Strom D2 wird einer Hochdruck-Destillationskolonne zugeführt und bei einem Druck von 2,5 bis 10,0 bar destilliert, wobei der Trioxan, Wasser und Formaldehyd enthaltende Rückführstrom E1 und ein im Wesentlichen aus Trioxan bestehender Produktstrom E2 erhalten werden;

wobei der Strom A2 entweder der Niederdruck-Destillationskolonne oder dem Trio- xan-Synthesereaktor oder beiden zugeführt werden kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Niederdruck- Destillation b) bei einem Druck von 0,1 bis 1 ,5 bar, die Mitteldruck-Destillation c) bei einem Druck von 1 ,0 bis 4,0 bar und die Hochdruck-Destillation d) bei einem Druck von 2,0 bis 10,0 bar durchgeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederdruck- Destillationskolonne der Strom B1 als Kopfabzugsstrom entnommen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederdruck-Destillationskolonne der Strom E1 als Seitenzulauf im oberen Drittel der Kolonne, 1 bis 20 theoretische Böden unterhalb des Kopfes, und der Strom C1 als Seitenzulauf im unteren Drittel der Kolonne, 1 bis 20 theoretische Böden oberhalb des Sumpfes, zugeführt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitteldruck-Destillationskolonne der Strom D1 als Kopfabzugsstrom entnommen und der Strom D2 als Sumpfabzugsstrom entnommen werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruck-Destillationskolonne der Strom E1 als Kopfabzugsstrom entnommen und der Strom E2 als Sumpfabzugsstrom entnommen werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) die Formaldehyd-Aufkonzentrierungseinheit eine Druckdestillationskolonne ist und der Strom A3 als wässriger Sumpfabzugsstrom entnommen wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Formaldehyd-Aufkonzentrierungseinheit ein Fallfilmverdampfer ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederdruck-Destillationskolonne im unteren Drittel, 1 bis 5 theoretische Böden o- berhalb des Sumpfes, ein Seitenabzugsstrom B4, der Hochsieder enthält, entnommen wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Trioxan-Synthesereaktor ein Strom B4, der Hochsieder enthält, entnommen wird.

1 1. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Produktstrom E2 einer Reindestillationskolonne zugeführt und destilliert wird, wobei ein Rein-Trioxan-Strom F1 und ein Trioxan und Hochsieder enthaltender Strom F2 erhalten werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Strom F2 in den Trioxan-Synthesereaktor zurückgeführt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom E2 vor Einspeisung in die Reindestillationskolonne über ein Adsorptionsbett geleitet wird, wobei Spuren von Wasser und Ameisensäure aus dem Strom E2 entfernt wer- den.

Description:

Integriertes Verfahren zur Herstellung von Trioxan aus Formaldehyd

Die Erfindung betrifft ein integriertes Verfahren zur Herstellung von Trioxan aus Formaldehyd.

Trioxan wird in der Regel durch Reaktivdestillation von wässriger Formaldehydlösung in Gegenwart saurer Katalysatoren hergestellt. Dabei fällt ein Trioxan, Formaldehyd und Wasser enthaltendes Gemisch als Destillat an. Aus diesem Gemisch wird anschließend das Trioxan durch Extraktion mit halogenierten Kohlenwasserstoffen, wie Methylenchlorid oder 1 ,2-Dichlorethan, oder anderen, mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmitteln abgetrennt.

DE-A 1 668 867 beschreibt ein Verfahren zur Abtrennung von Trioxan aus Wasser, Formaldehyd und Trioxan enthaltenden Gemischen durch Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel. Dabei wird eine aus zwei Teilstrecken bestehende Extraktionsstrecke an einem Ende mit einem organischen, mit Wasser praktisch nicht mischbaren Extraktionsmittel für Trioxan beschickt, am anderen Ende mit Wasser. Zwischen den beiden Teilstrecken wird das zu trennende Destillat aus der Trioxan-Synthese zugeführt. Auf der Seite der Lösungsmittelzuführung wird dabei eine wässrige Formaldehydlösung und auf der Seite der Wasserzuführung eine praktisch formaldehydfreie Lösung von Trioxan in dem organischen Lösungsmittel erhalten.

Nachteilig an dieser Verfahrensweise ist der Anfall von Extraktionsmittel, welches aufgereinigt werden muss. Bei den verwendeten Extraktionsmitteln handelt es sich zum Teil um Gefahren Stoffe (T oder T + -Stoffe im Sinne der deutschen Gefahrenstoffverordnung), deren Handhabung besondere Vorsichtsmaßnahmen erfordert.

DE-A 197 32 291 beschreibt ein Verfahren zur Abtrennung von Trioxan aus einem wässri- gen Gemisch, das im Wesentlichen aus Trioxan, Wasser und Formaldehyd besteht, bei dem man dem Gemisch Trioxan durch Pervaporation entzieht und das an Trioxan angereicherte Permeat durch Rektifikation in reines Trioxan einerseits und ein azeotropes Gemisch aus Trioxan, Wasser und Formaldehyd andererseits auftrennt. In einem Beispiel wird ein wässriges Gemisch bestehend aus 40 Gew.-% Trioxan, 40 Gew.-% Wasser und 20 Gew.-% Formaldehyd in einer ersten Destillationskolonne unter Normaldruck in ein Was- ser/Formaldehyd-Gemisch und in ein azeotropes Trioxan/Wasser/Formaldehyd-Gemisch getrennt. Das azeotrope Gemisch wird in eine Pervaporationseinheit geleitet, welche eine Membran aus Polydimethylsiloxan mit einem hydrophoben Zeolithen enthält. Das mit Trio-

xan angereicherte Gemisch wird in einer zweiten Destillationskolonne unter Normaldruck in Trioxan und wiederum in ein azeotropes Gemisch aus Trioxan, Wasser und Formaldehyd aufgetrennt. Dieses azeotrope Gemisch wird vor die Pervaporationsstufe zurückgeführt.

Diese Verfahrensweise ist sehr aufwändig. Insbesondere die Pervaporationseinheit erfordert hohe Investitionen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein alternatives Verfahren zur Herstellung von Trioxan aus wässriger Formaldehydlösung unter Gewinnung von reinem Trioxan bereitzustellen. Auf- gäbe ist es insbesondere, ein Verfahren bereitzustellen, welches die Durchführung von Extraktionsschritten oder Pervaporationsschritten zur Gewinnung von reinem Trioxan vermeidet.

Gelöst wird die Aufgabe durch ein integriertes Verfahren zur Herstellung von Trioxan aus Formaldehyd mit den Schritten:

a) ein Formaldehyd und Wasser enthaltender Einspeisungsstrom A1 und ein überwiegend Wasser und daneben Formaldehyd und Trioxan enthaltender Rückführstrom B3 werden einer Formaldehyd-Aufkonzentrierungseinheit zugeführt und in ei- nen Formaldehyd-reichen Strom A2 und einen im Wesentlichen aus Wasser bestehenden Strom A3 aufgetrennt;

b) ein Trioxan und Wasser enthaltender Produktstrom C1 , ein Trioxan und Wasser enthaltender Rückführstrom E1 und gegebenenfalls der Formaldehyd-reiche Strom A2 werden einer ersten Niederdruck-Destillationskolonne zugeführt und bei einem

Druck von 0,1 bis 1 ,5 bar destilliert, wobei ein an Trioxan angereicherter, überwiegend Trioxan und daneben Wasser und Formaldehyd enthaltender Strom B1 , ein im Wesentlichen aus Formaldehyd und Wasser bestehender Sumpfabzugsstrom B2 und der überwiegend Wasser und daneben Formaldehyd und Trioxan enthaltende Rückführstrom B3 als Seitenabzugsstrom entnommen werden;

c) der Sumpfabzugsstrom B2 und gegebenenfalls der Strom A2 werden einem Trio- xan-Synthesereaktor zugeführt und reagieren gelassen, wobei der Trioxan, Wasser und Formaldehyd enthaltende Strom C1 erhalten wird;

d) der Strom B1 wird einer Mitteldruck-Destillationskolonne zugeführt und bei einem Druck von 1 ,0 bis 4,0 bar destilliert, wobei ein Leichtsiederstrom D1 enthaltend Me-

thanol, Methylal und Methylformiat und ein überwiegend Trioxan und daneben Formaldehyd und Wasser enthaltender Strom D2 erhalten werden;

e) der Strom D2 wird einer Hochdruck-Destillationskolonne zugeführt und bei einem Druck von 2,0 bis 10,0 bar destilliert, wobei der Trioxan und Wasser enthaltende

Rückführstrom E1 und ein im Wesentlichen aus Trioxan bestehender Produktstrom E2 erhalten werden;

wobei der Strom A2 entweder der Niederdruck-Destillationskolonne oder dem Trioxan- Synthesereaktor oder beiden zugeführt werden kann.

„Im Wesentlichen bestehend aus" soll vorstehend und nachfolgend bedeuten, dass der betreffende Strom zu mindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise zu mindestens 90 Gew.-% aus den genannten Komponenten besteht. „überwiegend enthaltend" soll bedeuten, dass die genannte Komponente in dem Strom die Hauptkomponente darstellt, bevorzugt in diesem zu mindestens 50 Gew.-% enthalten ist.

Es ist bekannt, dass Trioxan, Formaldehyd und Wasser ein ternäres Azeotrop bilden, welches bei einem Druck von 1 bar aus 69 Gew.-% Trioxan, 5 Gew.-% Formaldehyd und 26 Gew.-% Wasser besteht.

Erfindungsgemäß wird das ternäre Azeotrop durch eine Druckwechseldestillation getrennt, indem eine erste und eine zweite Destillationsstufe bei verschiedenen Drücken durchgeführt werden. In einer Niederdruck-Destillationsstufe wird aus einem an Trioxan und For- maldehyd reichen, wässrigen Gemisch ein trioxanreiches Trioxan/Wasser/Formaldehyd- Gemisch, welches nur noch wenig Formaldehyd enthält, abgetrennt. Das trioxanreiche Tri- oxan/Wasser/Formaldehyd-Gemisch wird in einer nachgeschalteten Hochdruck- Destillationsstufe in ein trioxanreiches Trioxan/Wasser/Formaldehyd-Gemisch einerseits und praktisch reines Trioxan andererseits aufgetrennt. Zwischen der Niederdruck- und der Hochdruck-Destillationsstufe ist zur Abtrennung von Leichtsiedern noch eine Mitteldruck- Destillationsstufe vorgesehen. Erfindungsgemäß wird weiterhin der Niederdruck- Destillationsstufe ein Formaldehyd/Wasser-Gemisch mit hohem Wasseranteil als Seitenabzug entnommen, welcher zur Wasser-Abtrennung gemeinsam mit dem wässrigen Formaldehyd-Einsatzstrom einer Formaldehyd-Aufkonzentrierungsstufe zugeführt wird.

Als Hochdruck-, Mittel druck- beziehungsweise Niederdruck-Destillationskolonnen kommen beliebige Destillationskolonnen, wie Packungs- oder Bodenkolonnen, in Frage. Die Destil-

lationskolonnen können beliebige Einbauten, Packungen oder Füllkörperschüttungen enthalten. Im Folgenden beziehen sich alle Druckangaben auf den Druck am Kopf der betreffenden Kolonne.

In einem ersten Verfahrensschritt a) werden ein Formaldehyd und Wasser enthaltender Einspeisungsstrom A1 und ein überwiegend Wasser und daneben Formaldehyd und Trio- xan enthaltender Rückführstrom B3 einer Formaldehyd-Aufkonzentrierungseinheit zugeführt und in einen Formaldehyd-haltigen Strom A2 und einen im Wesentlichen aus Wasser bestehenden Strom A3 aufgetrennt.

Im Allgemeinen enthält der Einspeisungsstrom A1 20 bis 65 Gew.-% Formaldehyd und 35 bis 80 Gew.-% Wasser. Der Rückführstrom B3 enthält im Allgemeinen 15 bis 70 Gew.-% Wasser, 10 bis 50 Gew.-% Formaldehyd und 1 bis 30 Gew.-% Trioxan. Der Formaldehydreiche Strom A2 enthält im Allgemeinen 45 bis 75 Gew.-% Formaldehyd, 20 bis 55 Gew.-% Wasser und 0,1 bis 15 Gew.-% Trioxan. Der im Wesentlichen aus Wasser bestehende Strom A3 enthält im Allgemeinen 90 bis 100 Gew.-% Wasser und daneben noch in geringen Mengen Formaldehyd und Ameisensäure sowie andere üblicherweise bei der Trioxan- Synthese entstehenden Komponenten, wie z. B. Dimethoxydimethylether und Trimethoxy- dimethylether, beispielsweise in Mengen von insgesamt bis zu 10,0 Gew.-%.

Die Aufkonzentrierung a) des Formaldehyd/Wasser-Gemischs erfolgt bei einem Druck von im Allgemeinen 0,1 bis 10,0 bar, bevorzugt in einer Druckdestillationskolonne bei einem Druck von im Allgemeinen 1 ,0 bis 10,0 bar, wobei am Kolonnensumpf ein wässriger Strom, der im Wesentlichen aus Wasser besteht, abgezogen wird. Eine solche Kolonne kann bei- spielsweise bei einem Druck von 5,5 bar, einer Kopftemperatur von 147 °C und einer Sumpftemperatur von 156 °C betrieben werden.

In einem Verfahrenschritt b) werden ein Trioxan, Wasser und Formaldehyd enthaltender Produktstrom C1 , der in einem Trioxan-Synthesereaktor erzeugt wird, ein Trioxan und Wasser enthaltender Rückführstrom E1 und gegebenenfalls der Formaldehyd-reiche Strom A2 aus der Aufkonzentrierungs-Einheit einer ersten Niederdruck-Destillationskolonne zugeführt. Der Strom A2 kann auch ganz oder teilweise direkt dem Trioxan-Synthesereaktor zugeführt werden.

Vorzugsweise wird der Niederdruck-Destillationskolonne der Strom E1 als Seitenzulauf im oberen Drittel der Kolonne, beispielsweise 1 bis 20 theoretische Böden unterhalb des Kolonnenkopfes, und der Strom C1 als Seitenzulauf im unteren Drittel der Kolonne, Vorzugs-

weise 1 bis 20 theoretische Böden oberhalb des Kolonnensumpfes, zugeführt. Wird der Strom A2 ganz oder teilweise der Niederdruck-Kolonne zugeführt, so erfolgt dies im Allgemeinen im unteren Drittel der Kolonne, vorzugsweise 1 bis 15 theoretische Böden oberhalb des Sumpfes.

Die Niederdruckkolonne wird im Allgemeinen bei einem Druck von 0,1 bis 1 ,5 bar, vorzugsweise im Vakuum bei einem Druck von 0,5 bis 0,9 bar betrieben. Es fallen ein an Trio- xan angereicherter, überwiegend Trioxan und daneben Wasser und Formaldehyd enthaltender Strom B1 , vorzugsweise als Kopfabzugsstrom, ein im Wesentlichen aus Formalde- hyd und Wasser bestehender Sumpfabzugsstrom B2 und der überwiegend Wasser und daneben Formaldehyd und Trioxan enthaltende Rückführstrom B3 als Seitenabzugsstrom an. Letzterer wird im Allgemeinen in der oberen Hälfte, vorzugsweise im oberen Drittel der Kolonne, entnommen. Optional kann der Niederdruck-Destillationskolonne vorzugsweise im unteren Drittel ein Seitenabzugsstrom B4, der Hochsieder enthält, entnommen werden, um Hochsieder aus dem Verfahren auszuschleusen.

Die Niederdruck-Destillationskolonne weist im Allgemeinen 2 bis 50, bevorzugt 4 bis 40 theoretische Stufen auf.

Der an Trioxan angereicherte Strom B1 enthält im Allgemeinen 50 bis 75 Gew.-% Trioxan, 1 bis 25 Gew.-% Formaldehyd und 10 bis 40 Gew.-% Wasser. Der Sumpfabzugsstrom B2 enthält im Allgemeinen 50 bis 95 Gew.-% Formaldehyd und 5 bis 40 Gew.-% Wasser. Daneben kann er Trioxan enthalten, im Allgemeinen in Mengen von 0 bis 10 Gew.-%, sowie gegebenenfalls geringe Mengen Ameisensäure.

In einem Verfahrenschritt c) werden der Sumpfabzugsstrom B2 und gegebenenfalls der Strom A2 einem Trioxan-Synthesereaktor zugeführt und reagieren gelassen, wobei der Trioxan und Wasser enthaltende Strom C1 erhalten wird. Der Strom A2 aus der Formaldehyd-Aufkonzentrierung kann ganz oder teilweise dem Trioxan-Synthesereaktor zugeführt werden.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Wasser/Formaldehyd-Gemisch in der Trioxan-Synthesestufe c) in Gegenwart von sauren Homogen- oder Heterogen-Katalysatoren, wie lonenaustauscherharzen, Zeolithen, Schwefel- säure oder p-Toluolsulfonsäure, bei einer Temperatur von im Allgemeinen 70 bis 130 °C umgesetzt. Die Trioxan-Synthese kann in einem Festbett- oder Fließbettreaktor an einem

heterogenen Katalysator, z. B. einem lonenaustauscherharz oder Zeolith, durchgeführt werden.

Der Produktstrom C1 enthält im Allgemeinen Trioxan, Formaldehyd und Wasser als Haupt- komponenten und daneben die üblicherweise bei der Trioxan-Synthese gebildeten Leicht- sieder und Hochsieder. Im Allgemeinen enthält er 0,1 bis 35 Gew.-% Trioxan. -Leichtsieder und Schwersieder können beispielsweise in Mengen von 0,1 bis 10,0 Gew.-% enthalten sein.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem Produktstrom C1 um einen Dampfstrom, welcher der Niederdruck-Destillationskolonne in Sumpfnähe zugeführt wird. Zur Ausschleusung von Hochsiedern kann ein Teil des in dem Trioxan-Synthesereaktor enthaltenen Reaktionsge- mischs von Zeit zu Zeit entnommen werden.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Trioxan- Synthesestufe c) und die Niederdruck-Destillationsstufe b) gemeinsam als Reaktivdestillation in einer Reaktionskolonne durchgeführt. Diese kann im Abtriebsteil ein Katalysator- Festbett aus einem heterogenen Katalysator enthalten. Alternativ kann die Reaktivdestillation auch in Gegenwart eines homogenen Katalysators durchgeführt werden, wobei ein saurer Katalysator zusammen mit dem Wasser/Formaldehyd-Gemisch im Kolonnensumpf vorliegt. Der Seitenabzugsstrom B3 wird dann der Reaktivdestillationskolonne an geeigneter Stelle im Verstärkungsteil entnommen.

In einem Verfahrenschritt d) wird der Strom B1 einer Mitteldruck-Destillationskolonne zuge- führt und bei einem Druck von 1 ,0 bis 3,0 bar, bevorzugt 1 ,5 bis 2,5 bar destilliert, wobei ein Leichtsiederstrom D1 , der im Allgemeinen Methanol, Methylal und Methylformiat enthält, und ein überwiegend Trioxan und daneben Formaldehyd und Wasser enthaltender Strom D2 erhalten werden. Der Strom D2 ist im Wesentlichen wie der Strom B1 zusammengesetzt, enthält jedoch im Wesentlichen keine Leichtsieder mehr.

Im Allgemeinen besteht der Leichtsiederstrom zu mindestens 25 Gew.-% aus Leichtsie- dern, im Allgemeinen aus Methanol, Methylal und Methylformiat und gegebenenfalls weiteren Leichtsiedern. Der Leichtsiederstrom D1 wird im Allgemeinen als Kopfabzugsstrom gewonnen, der Strom D2 am Kolonnensumpf entnommen.

Die Mitteldruck-Destillationskolonne weist im Allgemeinen 2 bis 50, bevorzugt 4 bis 40 theoretische Stufen auf.

In einem weiteren Verfahrensschritt e) wird der Strom D2 einer Hochdruck- Destillationskolonne zugeführt und bei einem Druck von 2,0 bis 10,0 bar, bevorzugt 3,0 bis 6,0 bar destilliert, wobei der Trioxan und Wasser enthaltende Rückführstrom E1 und ein im Wesentlichen aus Trioxan bestehender Produktstrom E2 erhalten werden,

Der Rückführstrom E1 enthält im Allgemeinen 25 bis 75 Gew.-% Trioxan, 10 bis 50 Gew.- % Wasser und 1 bis 25 Gew.-% Formaldehyd. Der Trioxan-Strom E2 besteht im Allgemeinen zu mindestens 99,0 Gew.-%, bevorzugt zu mindestens 99,99 Gew.-% aus Trioxan. Daneben kann er Wasser und Ameisensäure, beispielsweise in Mengen > 0,001 Gew.-%, und Hochsieder enthalten.

Die Hochdruck-Destillationskolonne weist im Allgemeinen 2 bis 50, bevorzugt 4 bis 40 theoretische Stufen auf.

Vorzugsweise wird der Hochdruck-Destillationskolonne der Strom D2 als Seitenzulauf zugeführt, der Strom E1 als Kopfabzugsstrom entnommen und der Strom E2 als Sumpfabzugsstrom entnommen. Der Strom E2 kann auch als gasförmiger Seitenabzug zwischen Zulauf und Kolonnensumpf entnommen werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Niederdruck-Destillation b) bei einem Druck von 0,5 bis 0,9 bar, die Mitteldruck- Destillation c) bei einem Druck von 1 ,5 bis 2,5 bar und die Hochdruck-Destillation d) bei einem Druck von 4,0 bis 6,0 bar durchgeführt.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Produktstrom E2 noch weiter aufgereinigt. Hierzu kann er einer Reindestillationskolonne zugeführt und destilliert werden, wobei ein Rein-Trioxan-Strom F1 und ein Trioxan und Hochsieder enthaltender Strom F2 erhalten werden. Der Strom F1 wird im Allgemeinen am Kolonnenkopf entnommen und kann aus reinem Trioxan mit einer Reinheit von > 99,9 Gew.-% bestehen. Der Strom F2 wird im Allgemeinen am Kolonnensumpf entnommen und enthält Hochsieder. Daneben enthält er Trioxan, im Allgemeinen mindestens 10, bevorzugt mindestens 50 Gew.-%. Vorzugsweise wird der Strom F2 in den Trioxan-Synthesereaktor zurückgeführt. Die Trioxan-Reindestillationskolonne weist im Allgemeinen 1 bis 40, bevorzugt 2 bis 20 theoretische Stufen auf und wird im Allgemeinen bei einem Druck von 0,1 bis 2,5 bar, be- vorzugt 0,75 bis 1 ,5 bar betrieben.

Vor Einspeisung in die Reindestillationskolonne kann der Strom E2 über ein Adsorptionsbett geleitet werden, um Spuren von Wasser und Ameisensäure zu entfernen. Geeignete Adsorbentien sind beispielsweise Molsiebe, lonentauscher, Zeolithe, Mordenithe und SiIi- cagel sowie weitere dem Fachmann bekannte Adsorbentien.

Das erhaltene Rein-Trioxan, dessen Reinheit im Allgemeinen > 99,9 Gew.-%, bevorzugt > 99,99 Gew.-% beträgt, wird vorzugsweise zur Herstellung von Polyoxymethylen (POM) oder Polyoxymethylenderivaten wie Polyoxymethylendimethylether (POMDME) und Diami- nodiphenylmethan (MDA) verwendet.

Die Erfindung wird durch das nachfolgende Beispiel näher erläutert.

Beispiel

Die Figur zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Es werden lediglich die Hauptkomponenten Formaldehyd, Wasser und Trioxan aufgezeigt. Ströme, deren Gehalt an diesen Hauptkomponenten in Summe kleiner 100 % ist, enthalten die üblichen bei der Trioxan-Synthese gebildeten Nebenkomponenten.

Der Druckdestillationskolonne 2 werden der Einspeisungsstrom 1 (= A1 ) aus 49 Gew.-% Formaldehyd und 51 Gew.-% Wasser und der Rückführstrom 10 (= B3) aus 22 Gew.-% Formaldehyd, 70 Gew.-% Wasser und 8 Gew.-% Trioxan zugeführt. Die Druckdestillationskolonne 2 wird bei einem Druck von 6 bar, einer Sumpftemperatur von 160 °C und einer Kopftemperatur von 148 °C betrieben. Als Kopfabzugsstrom 3 (= A2) wird ein Gemisch aus 54 Gew.-% Formaldehyd, 41 Gew.-% Wasser und 5 Gew.-% Trioxan erhalten. Als Sumpfabzugsstrom 4 (= A3) wird ein Abwasserstrom aus 98 Gew.-% Wasser, welcher noch geringe Mengen Ameisensäure (1 ,4 Gew.-%) und Formaldehyd (0,6 Gew.-%) enthält, erhalten. Der Kopfabzugsstrom 3 wird dem Trioxan-Synthesereaktor 5, welcher als Rührbehälter ausgebildet ist, zugeführt. Der Produktstrom 6 (= C1 ) enthält 25 Gew.-% Trioxan, 22 Gew.-% Wasser, 45 Gew.-% Formaldehyd und 5 Gew.-% Ameisensäure sowie geringe Mengen bei der Synthese gebildete Nebenkomponenten. Dieser Produktstrom 6 wird dampfförmig der Niederdruck-Destillationskolonne 7 mit 20 theoretischen Böden auf der Höhe des ersten theoretischen Bodens zugeführt. Weiterhin wird der Destillationskolonne 7 ein Rückführstrom 15 (= E1 ) aus 65 Gew.-% Trioxan, 31 Gew.-% Wasser und 4 Gew.-% Formaldehyd auf der Höhe des 19. theoretischen Bodens als Seitenzulauf zugeführt. Die Kolonne 7 wird bei einem Druck von 0,6 bar betrieben, die Sumpftemperatur beträgt ca. 93 °C, die Kopftemperatur ca. 62 °C. Es wird ein Kopfabzugsstrom 8 (= B1 ) aus 3 Gew.-%

Formaldehyd, 26 Gew.-% Wasser und 70 Gew.-% Trioxan, und ein Sumpfabzugsstrom 9 (= B2) aus 65 Gew.-% Formaldehyd, 22 Gew.-% Wasser und 7 Gew.-% Trioxan erhalten. Letzterer wird in den Trioxan-Synthesereaktor 5 zurückgeführt. Ferner wird auf der Höhe des 14. theoretischen Bodens der Rückführstrom 10 (= B3) als Seitenabzugsstrom ent- nommen. Der Kopfabzugsstrom 8 wird der Mitteldruck-Destillationskolonne 11 mit 23 theoretischen Böden auf der Höhe des 5. theoretischen Bodens zugeführt. Die Kolonne 1 1 wird bei einem Druck von 1 ,6 bar betrieben, die Sumpftemperatur beträgt ca. 105 °C, die Kopftemperatur ca. 62 °C. Als Kopfabzugsstrom 12 (= D1 ) wird ein Gemisch aus 19 Gew.-% Methanol, 54 Gew.-% Methylal und 25 Gew.-% Methylformiat erhalten. Als Sumpfabzugs- ström 13 (= D2) wird ein Gemisch aus 3 Gew.-% Formaldehyd, 26 Gew.-% Wasser und 71 Gew.-% Trioxan erhalten. Der Sumpfabzugsstrom 13 wird der Hochdruck- Destillationskolonne 14 mit 24 theoretischen Böden auf der Höhe des 22. theoretischen Bodens zugeführt. Diese Kolonne wird bei 5 bar betrieben, die Sumpftemperatur beträgt ca. 176 °C, die Kopftemperatur ca. 143 °C. Es wird der Rückführstrom 15 (= E1 ) als Kopf- abzugsstrom und ein Reinproduktstrom 16 (= E2) aus > 99,9 Gew.-% Trioxan als Sumpfabzugsstrom erhalten.