CN1078228A - 从双酚a反应混合液中脱除氯化氢的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用氮气从苯酚和丙酮缩合制 造双酚A所生成的反应混合液中吹脱HCl的方法 和装置。用常温氮气或将氮气预热至80℃以下，通 入装有导流管的脱酸塔，氮气和反应混合液在塔内呈 环流状态，提高了吹脱HCl气体的效果，使双酚A- 酚加合物中的盐酸含量少于10ppm。本发明具有工 艺简单、脱酸效果好、设备费用低、操作灵活和节能效 果好的优点。

Description

本发明涉及一种从有盐酸催化剂存在下，以苯酚和丙酮为原料所合成的双酚A反应混合液中脱除氯化氢的方法和装置。

众所周知，双酚A是一种用途很广的重要中间体。反应物苯酚与丙酮之比大于5∶1（摩尔比），所得反应混合物中含有未反应的苯酚和其它付产物杂质，对这些组份必须进行适当的分离。

为了得到高纯度双酚A，必须先除去反应混合液中的氯化氢，这是由于含有氯化氢的反应混合物长期处于高温下会引起双酚A同分异构化，它还能局部分解生成苯酚、对-异丙烯基酚、对-异丙基酚及其他带色的树脂状产物。

在现有技术中，已有许多除去双酚A反应混合液中氯化氢的方法。美国专利US4，294，994所公开的分离方法中，双酚A是重质液体，氮气和苯酚是轻质气体，在分离HCL过程中，不仅受热氮气进出干燥塔的方式和氮气分布的的影响，在较高温度和酸性物存在的条件下使双酚A发生热分解，产生结焦现象，影响产品质量。此外，在分离过程中，氮气夹带大量的苯酚与HCL和水混合在一起，必须增加分离和苯酚的回收装置，在经济上不合算。美国专利US4，730，035所公开的方法中，把含水量15-60%，含酸量0.1-8%的卤化树脂中残余酸分离出来，采用分级干燥，这种方法的设备结构复杂、分离温度高，且产物纯度低，酸含量最多只能降至1000-200ppm。

本发明的目的在于提供一种从在盐酸催化剂存在下，用苯酚和丙酮缩合所得的反应混合液中分离HCL的方法和喷射型内环流分离装置，简化了分离工艺，降低了用氮气脱除混合物中盐酸的温度，并将反应混合液中盐酸含量降至20ppm以下。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：将温度为常温至80℃的氮气自脱酸塔底部喷入至反应混合物中，反应混合液自塔顶进入，氮气和反应混合液在塔内呈内环流状态，气流夹带盐酸、水及少量苯酚，经换热器后自塔顶流出，经冷凝和无离子水吸收后，尾气为氮气，再返回脱酸塔循环使用，脱酸液自塔底放出，经冷却、加合物结晶、水洗，由结晶槽流出的双酚A和苯酚加合物浆液中的盐酸浓度被降至10ppm以下。

本发明较好的技术方案可以是：先将合成双酚A的反应混合液自塔顶进料口（6）加入至塔内，升温至70-85℃，然后将室温下的氮气或预热至80℃以下的氮气经气体流量计计量，以0.08-0.12m³/h的流速经喷射器（2）自塔底喷入，则环流分离器内就形成了一个“环流的流动状态”，脱酸1.5-2小时，即可连续操作，塔底按一定流量连续放出脱酸液态混合物，塔顶连续排放气体。气体中含有HCL、水及少量苯酚，经热交换器的管程自下而上地穿过，（换热器壳程为水，水温高出脱酸温度8-12℃），经排气口（5）进入冷凝器，未被冷凝的气体再经吸收塔，用无离子水吸收HCL，其尾气为氮气，返回至脱酸塔循环使用。塔底脱除HCL至20ppm以下液态混合物，引入结晶槽经逐渐冷却并析出结晶，将它分离以后，得到的是不含酸的白色透明的双酚A和酚的加合物是制造纯双酚A用的中间产物。

本发明的分离盐酸的较好装置可以是一个圆柱形塔，该脱酸塔由下部喷射环流分离器和上部换热器两段组成，环流分离器内装有与塔体同心的导流管（4），塔底中心位置装有垂直向上的喷射器（2），出料口（3），塔顶有排气口（5）和进料口（6），喷射器（2）为单相式气体喷嘴，导流管（4）与环流分离器内径比为0.5-0.7，导流管（4）的高度与环流分离器内直径的比为4-7。

在实际操作中，根据分离器直径，导流管直径和高度，调节氮气的流量和流速，使分离器的内环流达最佳状态，可以增加传质效果，提高分离效率和能力。

本发明与现有技术相比，具有以下明显的优点：

1.脱除盐酸的效果好，反应混合液自塔顶进入，氮气自塔底喷入，是连续相由下而上以鼓泡式或喷射方式通过导流管，分离器内呈内环流形式流动，气液充分接触而进行传质，有利于提高分离效果。此外，换热器加热温度高于分离器温度8～12℃，有利于降低液面上的气体分压而使HCL气体易于脱除，产品中的盐酸含量少于20ppm以下，是美国专利US4，730，035公开的分离盐酸含量（1000～200ppm）的十分之一以下。

2.设备费用低，本发明将盐酸含量脱除至20ppm以下，抑制了脱酸过程中的的付反应，避免了设备腐蚀现象，可以选择碳钢设备，不需要耐酸泵，也不需要真空设备，因而设备费用低。

3.操作方便，本发明无需多级操作，既可以间断操作，也可以连续运行，具有灵活性。

4.节能效果好，本发明的脱酸温度低，氮气预热温度为80℃以下，也可以不预热，正常运行情况下，不需要添加新鲜水，且氮气可循环使用，具有明显的节能效果。

图1是脱酸塔剖面图。

图中（1）为圆柱形塔体，（2）为喷射器，（3）为出料口，（4）为导流管，（5）为排气口，（6）为进料口，（7）为换热器。

实施例1

在盐酸催化剂存在下将苯酚和丙酮缩合，所得的反应混合液组成为：苯酚59.86%，双酚A31.83%，杂质3.06%，水3.11%及盐酸2.15%。将其从塔顶加入分离器内，氮气先预热至80℃，以流量为0.08m³/h的流速从分离器（7）底部喷入，脱酸温度70℃，换热器进口温度78℃，脱酸1.5小时后取样分析，其结果为：苯酚19.43%，双酚A0.10%，水51.78%，氯根28.69%。脱除HCL以后的塔釜液体含苯酚63.05%，双酚A32.2%，杂质4.74%，氯根0.002%。

维持氮气量0.08m3/h流速不变，塔顶进料量为0.36l/h，塔底出料口出料量为0.29l/h，塔顶馏出物量0.065l/h，连续运行3小时后，自塔顶取样分析，其重量百分组成为：苯酚23.8%，双酚A0.093%，水49.4%，HCL26.7%。采用氯化银比浊法测定脱除HCL后的液态混合物中盐酸浓度，再经瑞士-DL25型电位滴定仪校正，测定结果接近，反应液中HCL脱除至20ppm。接着将反应液逐渐冷却，从而析出白色透明的双酚A和酚的加合物结晶，用水洗涤，H₂O与加合物比值为1∶1（重量），加热至60-85℃，缓慢冷却至40-45℃，离心分离即可得到完全没有酸的67%（重量）的双酚A和酚33%（重量）。双酚A和杂质用日立-635A型变速液相色谱法测定，归一法定量;用装有porapakQ填料柱的气相色谱仪测定双酚A中水和苯酚的含量，用不同铂-钴标准溶液比较测定加合物色度，用10g加合物/10ml乙醇溶液的哈森色值为20APHA。

本实施例中导流管与环流分离器内径的直径比为0.6，导流管的高度与环流分离器直径比为4.0。

实施例2-3：

按实施例1的方法操作，改变有关的工艺参数和设备参数，其结果与实施例1类似。将实施例1-3的工艺、设备参数及所得结果列于下表：

Claims (4)

1、一种用氮气从在盐酸催化剂存在下，将苯酚和丙酮缩合所得到的含有双酚A、悬浮的苯酚、水和氯化氢(盐酸重量比占2%以上)的反应混合物中吹脱氯化氢的方法，其特征在于：将温度为常温至80℃的氮气，以0.08-0.12m3/h的流量自脱酸塔底部喷入，在70-85℃的温度下，从反应混合物中脱除氯化氢得到液态混合物，气体自塔顶经换热器(换热器进口管的水温高于脱酸温度8-12℃)自气体出口流出后进入冷凝器，未被冷凝的气体经吸收塔用无离子水吸收，尾气为氮气，再返回脱酸塔循环使用，含有盐酸浓度为20ppm以下的液态混合物从出料口送至结晶槽冷却并析出结晶，将其分离，即得到含盐酸量少于10ppm的双酚A-酚加合物。

2、一种用于权利要求1方法的脱酸塔装置，包括一个圆柱状塔体，其特征在于：所述的脱酸塔装置由喷射环流分离器（下部）和换热器（上部）两段串联组成，塔内装有与塔体（1）同心的导流管（4），塔底有喷射器（2）和出料口（3），塔顶有排气口（5）和进料口（6）。

3、根据权利要求2所述的脱酸塔装置，其特征在于：喷射器（2）是一个单相式的射流喷嘴，垂直向上安装在塔底圆截面的中心位置上。

4、根据权利要求2所述的脱酸塔装置，其特征在于：导流管（4）的直径与环流分离器的直径比为0.5-0.7，导流管（4）的高度与环流分离器的直径比为4-7。