CN109678661A - 用于连续化制备氢化双酚a的设备及氢化双酚a的连续化制备方法 - Google Patents

用于连续化制备氢化双酚a的设备及氢化双酚a的连续化制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于连续化制备氢化双酚A的设备及氢化双酚A的连续化制备方法，制备方法为：将双酚A与溶剂进行混合，物料经计量泵、预热器，与氢气一起加入塔式固定床反应器中采用负载型镍基加氢催化剂进行加氢反应生成氢化双酚A粗产品，粗产品经二级分离，分离得到的氢气和溶剂循环利用，得到的含有少量溶剂的氢化双酚A粗品利用真空螺旋挤出机挤出切片后得到氢化双酚A产品，抽真空得到的溶剂可循环使用，该制备工艺可使加氢反应的转化率达到100％，选择性高于97％，产品纯度达98％以上，同时能够连续化生产，具有加氢效果好、生产效率高、自动化程度高等特点，而且生产成本低、适合批量生产。

Description

用于连续化制备氢化双酚A的设备及氢化双酚A的连续化制备 方法
技术领域
本发明涉及氢化双酚A的制备设备和制备工艺，具体的是一种采用双酚A为原料，采用固定床反应器连续化制备氢化双酚A的方法。
背景技术
氢化双酚A(简称HBPA)是制造环氧树脂、不饱和树脂、聚碳酸酯、聚丙烯酸树脂等合成材料的重要生产原料，具有热稳定性、化学稳定性及耐候性等优点，应用领域广泛。尤其在环氧树脂方面，是环氧树脂改性的重要手段。
氢化双酚A的制备是以双酚A为原料，溶液状态下在催化剂的作用下进行加氢反应生成。氢化双酚A的制备属于芳香族化合物加氢，属于苯环加氢的范畴，双酚A加氢主要有以下三类催化剂，金属骨架型催化剂、贵金属负载型催化剂以及均相催化剂，一般反应条件为50～250℃、氢气压力1～30MPa，可以采用间歇或连续加氢工艺流程。
如美国专利US2118954中，采用负载型镍基催化剂用于双酚A液相釜式加氢制备氢化双酚A，反应温度为200℃，压力为10～20MPa，但其反应时间长，产品收率低。美国专利US4271323采用镍系催化剂及釜式加氢的方法，在反应温度180℃，压力3MPa条件下反应4小时，反应的转化率达到99％。美国专利US4001343和US4192960采用镍系催化剂及釜式加氢方法，反应温度120～220℃，压力3MPa，反应4小时可以实现转化率达97％，选择性99％。采用镍基催化剂基本上采用釜式反应工艺，存在连续化难度大，催化剂分离困难等缺点，不适用于工业化批量生产。
美国专利US4885409公开了一种采用钯负载在活性碳载体上将本体或在溶剂中的双酚A与氢反应实现双酚A氢化的方法，采用釜式加氢工艺，在反应温度140℃，压力10MPa条件下，反应12小时，氢化双酚A的选择性高于99％，产物中反/反异构体的含量高于55％。中国专利CN1095690C和CN1100608C开发了一种负载型钌催化剂可以用于双酚A的加氢过程，其采用釜式加氢工艺，在反应温度150℃，压力20MPa条件下反应5小时，反应转化率达到99％以上。中国专利CN1375484公开了在负载在二氧化硅上的钌催化剂存在下制备氢化双酚A的方法，采用固定床加氢工艺，加氢反应在50～250℃、0.5～15MPa压力下进行，氢气与双酚A的摩尔比为6∶1～30∶1，反应40小时之内转化率为100％，平均选择性为96％。
现有的关于氢化双酚A制备技术的研究大多关注于加氢催化剂的开发，而相应的制备工艺技术方面的研究报道不多，大多是在加氢催化剂的研究过程中提及，关于专门的氢化双酚A制备工艺技术方面的专利及研究文献相对较少。只有中国专利CN106866365A对整体固定床式加氢工艺流程做了较为详细的叙述，采用其以碱金属或磷元素改性的氧化铝作为载体，其活性组分为Pd、Ru、Rh中的一种或多种的贵金属催化剂，列管式固定床反应器中进行加氢，但是为了提高产品质量需要对氢化双酚A产品进行循环，产品生产能耗高，同时采用贵金属催化剂，催化剂产品也较高。
同时氢化双酚A产品有三种同分异构体，研究表明其中反/反式异构体的应用价值更大，但当前生产技术中，反/反式异构体比例通常在30～45％。要提高反/反式异构体比例，一般需要进行后续处理，如专利US4487979中，使用含氯有机化合物做为溶剂进行重结晶，中国专利CN106866365A采用物料多次循环的生产工艺，才可以得到高反/反式异构体比例的产物。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种流程简单，能够实现连续化的制备工艺，其运行能耗低，反应条件相对温和，并且产品性能稳定，加氢反应的转化率达到100％，选择性大于97％，产品纯度达到98％以上。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：用于氢化双酚A连续化制备的设备，包括液体进料系统、气体进料系统、塔式固定床反应器11和分离提纯系统。
塔式固定床反应器顶端设有物料出口，塔式固定床反应器的内部下方设有蒸汽盘管，在蒸汽盘管下方塔式固定床反应器的底端设有气体进料口，在气体进料口与蒸汽盘管之间设有液体进料口。
液体进料系统包括带蒸汽夹层的原料配制釜、带蒸汽夹层的原料配制釜和进料管路。进料管路的物料进口端与原料配制釜、原料配制釜的出料口密闭连通，在进料管路上沿着进料方向依次设有齿轮泵组、质量流量控制器、预热器，齿轮泵组包括并联设置的第一齿轮泵和第二齿轮泵，在第一齿轮泵和第二齿轮泵所在的支路上且齿轮泵两端分别设置控制阀，进料管路的物料出口与塔式固定床反应器的底部的进料口密闭连通。
气体进料系统包括进气管路、沿进气方向依次设有控制阀和质量流量控制器的新鲜氢气气进气管、设有控制发阀的氮气进气管及氢气循环利用装置。氢气循环利用装置包括氢气低压缓冲罐，进气端与氢气低压缓冲罐的出气口密闭连通且出气端与氢气高压缓冲罐的进气口密闭连通的氢气循环压缩机。氢气低压缓冲罐的进气口即为氢气循环利用装置的进气端，氢气高压缓冲罐的出气口即为氢气循环利用装置的出气端，低压缓冲罐与氢气高压缓冲罐之间还设有旁路，目的是低压时可以不启动增压系统整套装置就可以运行。氢气循环利用装置的出气端、新鲜氢气气进气管的出气端及氮气进气管的出气端均与进气管路密闭连通，进气管路的出气口与塔式固定床反应器的气体进料口密闭连通，在进气管路上，沿着进气方向依次设有流量控制器连接和加热器。分离提纯系统包括第一换热器、一级高压分离罐、第二换热器、二级高压分离罐、溶剂收集罐、产品中间罐、换热器、流量控制器、真空螺旋挤出机、冷凝器、低压分离罐、溶剂回收罐和真空泵。第一换热器的进料口与塔式固定床反应器的物料出口密闭连通，第一换热器的出料口与一级高压分离罐的进料口密闭连通。一级高压分离罐的顶部出料口与第二换热器的进料口密闭连通，一级高压分离罐的底部出料口与产品中间罐的进料口通过带控制阀的管道连接。
第二换热器的出料口与二级高压分离罐的进料口密闭连通，二级高压分离罐的顶部设有出气口，且该出气口通过管路与氢气循环利用装置的进气端密闭连通。二级高压分离罐通过其底部设有的液体物料出口，与溶剂收集罐连接，溶剂收集罐的底部物料出口通过带控制阀的管道分别与液体进料系统的原料配制釜、原料配制釜的溶剂入口连通。
产品中间罐的出料口与换热器的进料口密闭连通，换热器的出料口通过带控制阀的管道与流量控制器的进料端密闭连通，流量控制器的出料端通过带控制阀的管道与真空螺旋挤出机的进料口密闭连通。在真空螺旋挤出机上，且靠近挤出端的位置设有气体出口，该气体出口与冷凝器的进料口密闭连通，冷凝器的出料口与低压分离罐的进料口密闭连通。低压分离罐的顶部气体出口处设有真空泵，在低压分离罐的底部物料出口通过带控制阀的管道与溶剂回收罐连接，溶剂回收罐的底部物料出口通过带控制阀的管道分别与液体进料系统的原料配制釜、原料配制釜溶剂入口连通。
应用上述设备连续化制备氢化双酚A的方法，包括如下步骤：
(1)打开底部带蒸汽盘管的塔式固定床反应器(11)的上端封头，向塔式固定床反应器中装填镍质量含量为15～45％的负载型镍基催化剂，装填结束后盖好上端封头，然后检验反应系统的气密性。
(2)气密性检验合格后，将原料配制釜中配制好的双酚A原料溶液经计量泵(可选用带计量功能的齿轮泵)计量增压后，通过质量流量控制器控制流量后进入预热器，经预热器预热后进入塔式固定床反应器底部，同时氢气低压缓冲罐中的循环氢气经氢气循环压缩机增压后进入氢气高压缓冲罐与新鲜氢气混合并经加热器预热后进入塔式固定床反应器底部，然后在塔式固定床反应器中氢气与双酚A得到充分接触，并在负载型镍基加氢催化剂作用下双酚A进行加氢反应，制得的含氢化双酚A的混合物从塔式固定床反应器顶部流出，并经换热器换热，使得含氢化双酚A的混合物温度为100～150℃(优选110～130℃)，然后进入一级高压分离罐进行气液分离，一级高压分离罐顶部分离出的氢气和溶剂的混合气体经换热器冷凝后进入二级高压缓冲罐中，分离出的氢气部分经压缩后循环使用，另一部分排放至尾气放空口以维持系统平衡，分离出的溶剂经过控制阀进入溶剂收集罐中，回收的溶剂用泵返回原料配制釜中循环使用。一级高压分离罐中分离出的氢化双酚A粗产品从一级高压分离罐底部进入产品中间罐中，然后经过换热器控制氢化双酚A粗产品温度为50～100℃后经流量控制器控制合适流量和温度，并进入真空螺旋挤出机，在螺旋挤出机中氢化双酚A被分离挤出，然后经切片机切片得到氢化双酚A产品。氢化双酚A粗产品中的溶剂经真空螺旋挤出机加热汽化，并在真空泵的作用下快速蒸出进入冷凝器，经冷凝后，进入低压分离罐并在低压分离罐中分离出溶剂进入溶剂回收罐中，溶剂用泵再打回原料配制釜中配制原料混合使用。
本发明所述配制好的双酚A溶液的质量浓度为10～50％，温度30～50℃，溶剂为乙醇、丙醇、异丙醇或环己烷中的一种，其中也可以包含加氢反应生成的少量低沸点物质；原料配制釜1中带变频搅拌，蒸汽盘管加热。同时使用两台原料配制釜切换生产，一台收受溶剂配制原料使用，另外一台装配制好的原料以供加氢反应使用，可以实现连续生产。
本发明加氢反应器采用塔式固定床加氢反应器，其底部带蒸汽盘管加热，镍基加氢催化剂为镍质量含量为15～45％的负载型镍基加氢催化剂，催化剂的组成优选为：质量含量为15～45％的镍，少量助剂(助剂可以为Mn、Co、Mg中的一种，质量含量可以为0.2～2％)，其余为载体，载体为球形或者条形氧化铝或二氧化硅，其中氧化铝载体比表面积为70～140m2/g、孔容0.15～0.45mL/g；二氧化硅载体比表面积100～300m2/g、孔容0.45～1.0mL/g。
本发明制备工艺的加氢反应采用下进料，上出料的方式进行，加氢反应的工艺条件为温度140～200℃、压力3～5MPa、双酚A进料的质量浓度10～50％、液体空速1～2h-1、氢气:BPA(mol)＝3～10：1。
本发明取得的有益的技术效果为：
(1)本发明通过采用负载型镍基加氢催化剂和下进料的反应方式，延长氢化双酚A在催化剂床层较长的停留时间，实现产品中反/反式异构体比例高达62％，同时通过调节塔式固定床加氢反应器底部蒸汽盘管的温度可以调节产品中反/反式异构体的比例。
(2)本发明通过进一步控制换热器的温度为110～130℃来控制一级高分罐分离出的气体中的溶剂含量，达到控制产品中间罐中氢化双酚A产品的质量浓度为30～50％。
(3)本发明通过产品中间罐17的液位通过流量控制器19来控制，同时流量控制器19也能够控制产品产量，主要是通过如下方法达到控制产品质量，如果产品质量纯度不够，在真空螺旋挤出机控制温度和真空度不变的情况下，降低流量，延长物料在挤出机中的停留时间，可以提高氢化双酚A中的溶剂及低沸物的蒸出量，从而达到提高产品的纯度。通过控制换热器18的温度和真空泵的功率来控制产品质量，其控制原理也是通过提高物料温度到达提高溶剂及低沸物的挥发速度，增大真空泵功率提高挤出系统的真空度，增大溶剂及低沸物的挥发度，从而达到提高产品纯度的质量目的。
(4)本发明所述真空螺旋挤出机带温度控制功能，能够实现对温度和真空度的控制，同时真空螺旋挤出机自动切片功能。实现挤条切片全自动连续化实现。
(5)本发明的氢化双酚A连续化制备方法，整个反应工艺包括原料配制、加氢反应、气液分离、氢气循环、溶剂回收、产物减压脱溶剂与挤条切片等单元操作的有机结合，形成了一整套完整的制备工艺技术。其优点有：1)加氢反应采用下进上出的塔式固定床反应器，物料可以有效吸收加氢反应产生的反应热，有效控制反应温度，不会导致局部温度过高引起副反应的加剧，提高了反应的氢化双酚A的选择性；2)采用下进上出的塔式固定床反应器物料在催化剂床层停留时间较长，加氢效果好，提高了双酚A的转化率，优化了反应工艺条件。3)采用真空螺旋挤出机可以同步实现氢化双酚A与溶剂的分离和氢化双酚A产品的固化成型，同时分离出加氢反应生成的少量低沸物，提高了产品的纯度，操作过程控制性较强，能够通过多个环节来保证产品质量。
(6)本发明产品性能稳定，加氢反应的转化率可以达到100％，选择性大于97％，产品纯度达到98％以上。
附图说明
图1为本发明氢化双酚A连续化制备工艺流程示意图。
图中的标号是：1-1-原料配制釜；1-2-原料配制釜；2-1-第一齿轮泵；2-2-第二齿轮泵；3-质量流量控制器；4-预热器；5-氢气流量控制阀；6-氢气循环压缩机；7-氢气低压缓冲罐；8-氢气高压缓冲罐；9-流量控制器；10-加热器；11-塔式固定床反应器；12-第一换热器；13-一级高压分离罐；14-第二换热器；15-二级高压分离罐；16-溶剂收集罐；17-产品中间罐；18-换热器；19-流量控制器；20-真空螺旋挤出机；21-冷凝器；22-低压分离罐；23-溶剂回收罐；24-真空泵。
具体实施方式
本发明下面结合附图对具体工艺和实施操作过程做进一步详述：
见图1，用于氢化双酚A连续化制备的设备，包括液体进料系统、气体进料系统、塔式固定床反应器11和分离提纯系统。
塔式固定床反应器11顶端设有物料出口，塔式固定床反应器11的内部下方设有蒸汽盘管，在蒸汽盘管下方塔式固定床反应器11的底端设有气体进料口，在气体进料口与蒸汽盘管之间设有液体进料口。
液体进料系统包括带蒸汽夹层的原料配制釜1-1、带蒸汽夹层的原料配制釜1-2和进料管路。进料管路的物料进口端与原料配制釜1-1、原料配制釜1-2的出料口密闭连通，在进料管路上沿着进料方向依次设有齿轮泵组、质量流量控制器3、预热器4，齿轮泵组包括并联设置的第一齿轮泵2-1和第二齿轮泵2-2，在第一齿轮泵2-1和第二齿轮泵2-2所在的支路上且齿轮泵两端分别设置控制阀，进料管路的物料出口与塔式固定床反应器11的底部的进料口密闭连通。
气体进料系统包括进气管路、沿进气方向依次设有控制阀和质量流量控制器3的新鲜氢气气进气管、设有控制发阀的氮气进气管及氢气循环利用装置。氢气循环利用装置包括氢气低压缓冲罐7，进气端与氢气低压缓冲罐7的出气口密闭连通且出气端与氢气高压缓冲罐8的进气口密闭连通的氢气循环压缩机6。氢气低压缓冲罐7的进气口即为氢气循环利用装置的进气端，氢气高压缓冲罐8的出气口即为氢气循环利用装置的出气端，低压缓冲罐7与氢气高压缓冲罐8之间还设有旁路，目的是低压时可以不启动增压系统整套装置就可以运行。氢气循环利用装置的出气端、新鲜氢气气进气管的出气端及氮气进气管的出气端均与进气管路密闭连通，进气管路的出气口与塔式固定床反应器11的气体进料口密闭连通，在进气管路上，沿着进气方向依次设有流量控制器9连接和加热器10。分离提纯系统包括第一换热器12、一级高压分离罐13、第二换热器14、二级高压分离罐15、溶剂收集罐16、产品中间罐17、换热器18、流量控制器19、真空螺旋挤出机20、冷凝器21、低压分离罐22、溶剂回收罐23和真空泵24。第一换热器12的进料口与塔式固定床反应器11的物料出口密闭连通，第一换热器12的出料口与一级高压分离罐13的进料口密闭连通。一级高压分离罐13的顶部出料口与第二换热器14的进料口密闭连通，一级高压分离罐13的底部出料口与产品中间罐17的进料口通过带控制阀的管道连接。
第二换热器14的出料口与二级高压分离罐15的进料口密闭连通，二级高压分离罐15的顶部设有出气口，且该出气口通过管路与氢气循环利用装置的进气端密闭连通。二级高压分离罐15通过其底部设有的液体物料出口，与溶剂收集罐16连接，溶剂收集罐16的底部物料出口通过带控制阀的管道分别与液体进料系统的原料配制釜1-1、原料配制釜1-2的溶剂入口连通。
产品中间罐17的出料口与换热器18的进料口密闭连通，换热器18的出料口通过带控制阀的管道与流量控制器19的进料端密闭连通，流量控制器19的出料端通过带控制阀的管道与真空螺旋挤出机20的进料口密闭连通。在真空螺旋挤出机20上，且靠近挤出端的位置设有气体出口，该气体出口与冷凝器21的进料口密闭连通，冷凝器21的出料口与低压分离罐22的进料口密闭连通。低压分离罐22的顶部气体出口处设有真空泵24，在低压分离罐22的底部物料出口通过带控制阀的管道与溶剂回收罐23连接，溶剂回收罐23的底部物料出口通过带控制阀的管道分别与液体进料系统的原料配制釜1-1、原料配制釜1-2溶剂入口连通。
利用上述装置连续化制备氢化双酚A的方法包括如下步骤：
(1)催化剂装填以及系统置换：打开塔式固定床反应器11上端封头，利用吊先将负载型镍基加氢催化剂(其组成为：质量含量为15～45％的镍，少量助剂，其余为载体，载体为球形或者条形氧化铝或二氧化硅，其中氧化铝载体的催化剂比表面积为70～140m2/g、孔容0.15～0.45mL/g；二氧化硅载体的催化剂比表面积100～300m2/g、孔容0.45～1.0mL/g)。催化剂均匀装填到塔式固定床反应器中，装填时催化剂的垂直落差低于0.5米(即催化剂自由落体高度低于0.5米)，催化剂装填结束后盖好上端封头，整个系统通氮气进行置换，充氮气保压6.0MPa进行气密试验，24小时压降低于0.2MPa气密试验合格。
(2)原料配置：将溶剂乙醇(也可以是丙醇、异丙醇或环己烷中的一种)加入到带蒸汽盘管的原料配制釜1-1中，开启搅拌并通入蒸汽给溶剂加热，控制溶剂温度30～50℃，，然后缓慢加入双酚A原料使充分溶解，并控制双酚A质量浓度为10～50％，根据溶解情况适当补充溶剂或双酚A，最终制得双酚A溶液。
氢气循环：氮气置换合格的加氢和分离系统，打开尾气放空阀，将系统中氮气排出，控制系统压力为0.05～0.10MPa，然后打开新鲜氢气控制阀，通过氢气流量控制阀5缓慢将氢气引入塔式固定床反应器中的反应系统，当反应系统压力升高到反应压力3～5MPa时开启氢气循环压缩机6，使得整个加氢及分离系统氢气循环，打开加热器10给通过的氢气加热，同时打开塔式固定床反应器底部盘管并通入加热蒸汽，将塔式固定床反应器中的反应系统温度控制在140～200℃。投料运行后，循环氢气经第一换热器12、一级高压分离罐13、冷凝器14、二级高压分离罐15后，一部分放空维持系统气体平衡，另一部分回到低压缓冲罐7进行循环利用，然后经氢气循环压缩机6增压后进入氢气高压缓冲罐8，然后与新鲜氢气混合并经流量控制器9控制流量后进入加热器10，经加热后从底部进入塔式固定床反应器，为加氢反应提供氢气，新鲜氢气通过氢气流量控制阀5来实现流量的控制，以维持系统氢气流量和反应压力。
加氢反应：打开第一齿轮泵2-1(也可以是第二齿轮泵2-2)将原料配制釜1中的双酚A溶液，通过流量控制器3控制合适流量并经预热器4预热后从底部进入塔式固定床反应器，在塔式固定床反应器中双酚A溶液与氢气充分接触并混合，然后在下述加氢工艺条件下双酚A进行加氢反应得到含氢化双酚A的混合物，加氢工艺条件为：塔式固定床反应器中温度140～200℃、压力3～5MPa、双酚A溶液体积空速1～2h-1、氢气:双酚A＝3～10(摩尔比)。
制得的含氢化双酚A的混合物从塔式固定床反应器顶部流出，经第一换热器12换热后温度控制为110～130℃，然后进入一级高压分离罐13并进入分离提纯工序，完成氢气分离循环、溶剂回收和产品提纯固化。
氢气分离循环：一级高压分离罐13分离出的氢气和溶剂的混合气体从顶部排出并进入冷凝器14，经冷凝器14冷凝后进入二级高压分离罐15中，分离出的氢气从二级高压分离罐15的顶部排出，其中部分氢气排入氢气低压缓冲罐7，然后经氢气循环压缩机6压缩后循环使用，另一部分氢气排放至尾气放空口以维持系统平衡。
溶剂回收：一级高压分离罐13顶部排出的含有溶剂的氢气经第二换热器14换热后溶剂转为液态，并随氢气一起进入二级高压分离罐15中，然后在二级高压分离罐15中分离出溶剂并从二级高压分离罐15的底部通过控制阀流入溶剂收集罐16中暂时储存，然后根据原料配制罐的使用情况，用泵将溶剂打回原料配制罐中继续配制双酚A溶液使用。
一级高压分离罐13底部排出的氢化双酚A溶液进入产品中间罐17中，然后经换热器18换热，氢化双酚A溶液温度控制为为50～100℃，之后经流量控制器19控制并以合适流量进入真空螺旋挤出机中，调节真空螺旋挤出机前段温度100～130℃，挤出端温度30～80℃，同时通过调节真空泵24的功率来调节低压分离罐22的压力在-0.05～-0.08MPa，随着真空螺旋挤出的过程中，氢化双酚A溶液中的溶剂及低沸点物质(加氢反应裂解产生的苯酚及未反应的双酚A)被加热汽化，并在真空泵的作用下快速蒸出，并进入冷凝器21，经冷凝后，进入低压分离罐22，最后流入溶剂回收罐23中暂时储存(当其中苯酚累计含量过高时，可集中处理)，同样根据原料配制罐1的使用情况，用泵将溶剂打回原料配制罐1中继续配置双酚A使用。
产品提纯固化：通过对第一换热器12控制出口处的含氢化双酚A的混合物温度110～130℃的控制，来调节溶剂冷凝的比例，从而达到对一级高压分离罐13分离出的氢化双酚A溶液固含量30～50％的控制；然后氢化双酚A溶液进入产品中间罐17中暂时储存，然后氢化双酚A溶液经换热器18换热后温度为50-100℃，根据产品中间罐17的液位和产量采用调节流量控制器19来控制氢化双酚A溶液的流量，同时将氢化双酚A溶液压入真空螺旋挤出机20中，控制挤出机前段温度100～130℃，挤出端温度30～80℃，同时在挤出端进行切片得到氢化双酚A产品，同时通过调节真空泵24的功率来调节低压分离罐22的压力在-0.05～-0.08MPa。
实施例1～20
为了进一步说明该发明，下面按照上述实施方法进行加氢反应、溶剂分离、产品挤出等操作，进行不同加氢工艺条件、挤出条件时氢化双酚A产品的纯度的试验，将氢化双酚A产品用溶剂异丙醇完全溶解后，然后利用气相色谱采用外标法进行产品纯度及杂质分析和异构体的分析，具体实施条件及产品的分析数据见表1和表2：
表1实施例工艺数据
表2实施例产品数据

Claims (7)

1.一种用于氢化双酚A连续化制备的设备，其特征在于：包括液体进料系统、气体进料系统、塔式固定床反应器(11)和分离提纯系统；
塔式固定床反应器(11)顶端设有物料出口，塔式固定床反应器的内部下方设有蒸汽盘管，在蒸汽盘管下方塔式固定床反应器的底端设有气体进料口，在气体进料口与蒸汽盘管之间设有液体进料口；
液体进料系统包括带蒸汽夹层的原料配制釜(1-1)、带蒸汽夹层的原料配制釜(1-2)和进料管路；进料管路的物料进口端与原料配制釜(1-1)、原料配制釜(1-2)的出料口密闭连通，在进料管路上沿着进料方向依次设有齿轮泵组、质量流量控制器(3)、预热器(4)，齿轮泵组包括并联设置的第一齿轮泵(2-1)和第二齿轮泵(2-2)，在第一齿轮泵(2-1)和第二齿轮泵(2-2)所在的支路上且齿轮泵两端分别设置控制阀，进料管路的物料出口与塔式固定床反应器(11)的底部的进料口密闭连通；
气体进料系统包括用于向固定床反应器(11)提供新鲜氢气的新鲜氢气进气管和用于收集并向固定床反应器(11)提供循环利用氢气的氢气循环利用装置，气体进料系统包括进气管路、沿进气方向依次设有控制阀和质量流量控制器(3)的新鲜氢气进气管、设有控制发阀的氮气进气管及氢气循环利用装置；氢气循环利用装置包括氢气低压缓冲罐(7)，进气端与氢气低压缓冲罐(7)的出气口密闭连通且出气端与氢气高压缓冲罐(8)的进气口密闭连通的氢气循环压缩机(6)；氢气低压缓冲罐(7)的进气口即为氢气循环利用装置的进气端，氢气高压缓冲罐(8)的出气口即为氢气循环利用装置的出气端，氢气低压缓冲罐(7)与氢气高压缓冲罐(8)之间还设有旁路，目的是低压时可以不启动增压系统整套装置就可以运行。氢气循环利用装置的出气端、新鲜氢气气进气管的出气端及氮气进气管的出气端均与进气管路密闭连通，进气管路的出气口与塔式固定床反应器(11)的气体进料口密闭连通，在进气管路上，沿着进气方向依次设有流量控制器(9)连接和加热器(10)；分离提纯系统包括第一换热器(12)、一级高压分离罐(13)、第二换热器(14)、二级高压分离罐(15)、溶剂收集罐(16)、产品中间罐(17)、换热器(18)、流量控制器(19)、真空螺旋挤出机(20)、冷凝器(21)、低压分离罐(22)、溶剂回收罐(23)和真空泵(24)；第一换热器(12)的进料口与塔式固定床反应器(11)的物料出口密闭连通，第一换热器(12)的出料口与一级高压分离罐(13)的进料口密闭连通；一级高压分离罐(13)的顶部出料口与第二换热器(14)的进料口密闭连通，一级高压分离罐(13)的底部出料口与产品中间罐(17)的进料口通过带控制阀的管道连接；
第二换热器(14)的出料口与二级高压分离罐(15)的进料口密闭连通，二级高压分离罐(15)的顶部设有出气口，且该出气口通过管路与氢气循环利用装置的进气端密闭连通；二级高压分离罐(15)二级高压分离罐(15)通过其底部设有的液体物料出口，与溶剂收集罐(16)连接，溶剂收集罐(16)的底部物料出口通过带控制阀的管道分别与液体进料系统的原料配制釜(1-1)、原料配制釜(1-2)的溶剂入口连通；
产品中间罐(17)的出料口与换热器(18)的进料口密闭连通，换热器(18)的出料口通过带控制阀的管道与流量控制器(19)的进料端密闭连通，流量控制器(19)的出料端通过带控制阀的管道与真空螺旋挤出机(20)的进料口密闭连通；在真空螺旋挤出机(20)上，且靠近挤出端的位置设有气体出口，该气体出口与冷凝器(21)的进料口密闭连通，冷凝器(21)的出料口与低压分离罐(22)的进料口密闭连通。低压分离罐(22)的顶部气体出口处设有真空泵(24)，在低压分离罐(22)的底部物料出口通过带控制阀的管道与溶剂回收罐(23)连接，溶剂回收罐(23)的底部物料出口通过带控制阀的管道分别与液体进料系统的原料配制釜(1-1)、原料配制釜(1-2)溶剂入口连通。
2.应用如权利要求1所述的用于氢化双酚A连续化制备的设备制备氢化双酚A的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
(1)打开底部带蒸汽盘管的塔式固定床反应器(11)的上端封头，向塔式固定床反应器中装填镍质量含量为15～45％的负载型镍基催化剂，装填结束后盖好上端封头，然后检验反应系统的气密性；
(2)气密性检验合格后，将原料配制釜中配制好的双酚A溶液经计量泵计量增压后，通过流量控制器(3)控制流量后经预热器(4)预热，然后进入塔式固定床反应器(11)底部，同时氢气低压缓冲罐(7)中的循环氢气经氢气循环压缩机(6)增压后进入氢气高压缓冲罐(8)与新鲜氢气混合并经加热器(10)预热后进入塔式固定床反应器(11)底部，在塔式固定床反应器(11)中氢气和双酚A得到充分接触，并在负载型镍基加氢催化剂作用下进行加氢反应，加氢反应的温度为140～200℃、压力为3～5MPa、双酚A溶液体积空速为1～2h-1、氢气与双酚A的摩尔比为3～10：1，制得含有氢化双酚A的混合物；制得的含氢化双酚A的混合物从塔式固定床反应器(11)的顶部流出，并经换热器(12)换热使含氢化双酚A的混合物温度为100～150℃，然后进入一级高压分离罐(13)进行气液分离，一级高压分离罐(13)顶部分离出的氢气和溶剂的混合气体经换热器(14)换热冷凝，然后进入二级高压缓冲罐(15)中，分离出的氢气部分经压缩后循环使用，另一部分排放至尾气放空口以维持系统平衡，分离出的溶剂经过控制阀回收至溶剂收集罐(16)中，回收的溶剂用于返回原料配置釜中循环使用；经一级高压分离罐(13)分离后并从底部排出的氢化双酚A粗产品进入产品中间罐(17)中，然后经过换热器(18)控制氢化双酚A粗产品温度50～100℃，进入流量控制器(19)控制合适流量后进入真空螺旋挤出机中分离出溶剂和挤出氢化双酚A，在螺旋挤出机中氢化双酚A粗产品中的氢化双酚A被分离然后经切片机切片得到得到氢化双酚A产品，氢化双酚A粗产品中的溶剂经真空螺旋挤出机加热汽化，并在真空泵(24)的作用下被快速蒸出进入经冷凝器(21)冷凝后，在低压分离罐(22)中分离出的溶剂进入溶剂回收罐(23)中，用于返回原料配置罐中循环使用；
所述原料配制釜中带变频搅拌和蒸汽盘管或蒸汽夹层，这样的原料配制釜有两个，分别为原料配制釜(1-1)和原料配制釜(1-2)，在氢化双酚A的制备过程中，原料配制釜(1-1)和原料配制釜(1-2)反复切换使用，当其中一台已经配制好双酚A溶液并向塔式固定床反应器输送双酚A溶液时，另外一台用于收受溶剂并配置双酚A溶液。
3.根据权利要求2所述的氢化双酚A的连续制备方法，其特征在于：步骤(1)中气密性检验方法为：充氮气保压6.0MPa进行气密试验，24小时气压降低于0.2MPa认为气密性合格。
4.根据权利要求2所述的氢化双酚A的连续制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述配制好的双酚A溶液的质量浓度为10～50％，温度30～50℃。
5.根据权利要求2所述的氢化双酚A的连续制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述双酚A溶液的配置方法为：将溶剂加入到原料配置釜中，开启搅拌并通入蒸汽给溶剂加热，然后缓慢加入双酚A原料使充分溶解，制得双酚A溶液；所述溶剂为乙醇、丙醇、异丙醇或环己烷中的一种。
6.根据权利要求2所述的氢化双酚A的连续制备方法，其特征在于：所述负载型镍基加氢催化剂的组成为：质量含量为15～45％的镍，质量含量为0.2～2％的助剂，其余为载体，载体为球形或者条形氧化铝或二氧化硅，其中氧化铝载体比表面积为70～140m2/g、孔容0.15～0.45mL/g；二氧化硅载体比表面积100～300m2/g、孔容0.45～1.0mL/g。
7.根据权利要求2所述的氢化双酚A的连续制备方法，其特征在于：步骤(2)中经过换热器(12)换热的含氢化双酚A的混合物的温度为110～130℃。
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