DE102004005723A1 - Herstellung von Bisphenol A mit verringertem Schwefelgehalt - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Bisphenol A mit niedrigem Schwefelgehalt sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben.

Description

  • Die vorliegende Anmeldung betrifft schwefelarmes Bisphenol A sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
  • Bisphenole als Kondensationsprodukte von Phenolen und Carbonylverbindungen sind Ausgangsstoffe oder Zwischenprodukte zur Herstellung einer Vielzahl kommerzieller Produkte. Von besonderer technischer Bedeutung ist das Kondensationsprodukt aus der Reaktion zwischen Phenol und Aceton, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan (Bisphenol A, BPA). BPA dient als Ausgangsstoff zur Herstellung verschiedenartiger polymerer Werkstoffe wie beispielsweise Polyarylate, Polyetherimide, Polysulfone und modifizierter Phenol-Formaldehydharze. Bevorzugte Anwendungsgebiete liegen in der Herstellung von Epoxyharzen und Polycarbonaten.
  • Technisch relevante Herstellmethoden für BPA sind bekannt und beruhen auf der säurekatalysierten Umsetzung von Phenol mit Aceton, wobei bevorzugt ein Phenol-Aceton-Verhältnis von größer 5 : 1 in der Reaktion eingestellt wird. Die Reaktion erfolgt dabei üblicherweise im Dauerbetrieb und im allgemeinen bei Temperaturen von 45 bis 110°C, bevorzugt bei 50 bis 80°C. Als saure Katalysatoren können homogene wie auch heterogene Brönsted- oder Lewissäuren genutzt werden, so beispielsweise starke Mineralsäuren wie Salz- oder Schwefelsäure. Bevorzugt kommen gelförmige oder makroporöse sulfonierte vernetzte Polystyrolharze (saure Ionentauscher) zum Einsatz, die sowohl monodispers als auch heterodispers sein können. Als Vernetzer wird normalerweise Divinylbenzol eingesetzt, aber auch andere Vernetzer wie Divinylbiphenyl können Verwendung finden. Neben dem Katalysator kann ein Cokatalysator zum Einsatz kommen. Hierbei handelt es sich üblicherweise um Thiole, die mindestens eine SH-Funktion tragen und sowohl die Selektivität als auch die Reaktivität der Reaktion positiv beeinflussen. Der Cokatalysator kann sowohl homogen in der Reaktionslösung gelöst als auch, bei den sauren Ionentauschern, auf dem Katalysator selber fixiert sein. Homogene Cokatalysatoren sind beispielsweise Mercaptopropionsäure, Schwefelwasserstoff, Alkylsulfide wie beispielsweise Ethylsulfid und ähnliche Verbindungen. Fixierte Cokatalysatoren sind Aminoalkylthiole und Pyridylalkylthiole, die ionisch an den Katalysator gebunden sind, wobei die SH-Funktion geschützt sein kann und erst während oder nach Fixierung auf den Katalysator freigesetzt wird, wie beispielsweise bei Dimethylthiazolidin. Ebenso kann der Cokatalysator kovalent als Alkyl- oder Arylthiol an den Katalysator gebunden sein.
  • Bei der Umsetzung von Phenol mit Aceton in Gegenwart saurer Katalysatoren entsteht eine Produktmischung, die neben nicht umgesetztem Phenol und gegebenenfalls Aceton in erster Linie BPA und Wasser enthält. Daneben treten in geringen Mengen typische Nebenprodukte der Kondensationsreaktion auf, so beispielsweise 2-(4-Hydroxyphenyl)-2-(2-hydroxyphenyl)propan (o,p- BPA), substituierte Indane, Hydroxyphenyl-indanole, Hydroxyphenyl-chromane, Spirobisindane, substituierte Indenole, substituierte Xanthene und höher kondensierte Verbindungen mit drei oder mehr Phenylringen im Molekülgerüst. Außerdem können sich durch Eigenkondensation des Acetons und Reaktion mit Verunreinigungen in den Rohstoffen weitere Nebenkomponenten wie Anisol, Mesityloxid, Mesitylen und Diacetonalkohol bilden.
  • Die Reaktion wird aus wirtschaftlichen und technischen Gründen meist so gefahren, dass kein hundertprozentiger Umsatz des Acetons erreicht wird und im Reaktorablauf noch 0,1–0,6 Gew.-% Aceton enthalten sind.
  • Die genannten Nebenprodukte wie Wasser, aber auch die nicht umgesetzten Einsatzstoffe wie Phenol und Aceton beeinträchtigen die Eignung von BPA zur Herstellung von Polymeren und müssen durch geeignete Verfahren abgetrennt werden. Insbesondere zur Herstellung von Polycarbonat werden hohe Reinheitsanforderungen an den Rohstoff BPA gestellt.
  • Eine Aufarbeitungs- und Reinigungsmethode von BPA erfolgt durch Abtrennung von BPA aus der Reaktionsmischung in Form eines etwa äquimolaren kristallinen Addukts mit Phenol durch Abkühlen der Reaktionsmischung unter Auskristallisieren des BPA-Phenol-Addukts in einer Suspensionskristallisation. Die BPA-Phenol-Adduktkristalle werden anschließend durch eine geeignete Apparatur zur Fest-Flüssigtrennung wie Drehfilter oder Zentrifugen von der Flüssigphase abgetrennt und der weiteren Reinigung zugeführt.
  • So erhaltene Adduktkristalle weisen typischerweise ein Reinheit von > 99 Gew. % BPA bezogen auf die Summe aus BPA und den Nebenkomponenten bei einem Phenolanteil von ca. 40 Gew.-% auf. Durch Waschen mit geeigneten Lösungen, die typischerweise eine oder mehrere Komponenten aus der Gruppe Aceton, Wasser, Phenol, BPA und Nebenkomponenten enthalten, können die Adduktkristalle von oberflächlich anhaftenden Verunreinigungen befreit werden.
  • Der bei der Fest-Flüssigtrennung anfallende Flüssigstrom (Mutterlauge) enthält Phenol, BPA, bei der Reaktion entstandenes Wasser, nicht umgesetztes Aceton und ist angereichert an den bei der BPA-Herstellung typischerweise anfallenden Nebenkomponenten. Dieser Mutterlaugenstrom wird üblicherweise in die Reaktionseinheit zurückgeführt. Um die katalytische Aktivität der sauren Ionentauscher aufrecht zu erhalten, wird zuvor entstandenes Wasser durch Destillation entfernt, wobei auch gegebenenfalls noch vorhandenes Aceton aus der Mutterlauge entfernt wird. Der so erhaltene entwässerte Reaktionsstrom wird um Phenol, Aceton und gegebenenfalls Cokatalysator ergänzt und in die Reaktionseinheit zurückgeführt. Die Ergänzung des Phenols kann aber auch ganz oder teilweise vor der Entwässerung erfolgen. Alternativ können auch vor Durchführung der Suspensionskristallisation des BPA-Phenol-Addukts Wasser und Aceton destillativ entfernt werden. Bei den genannten Destillationsschritten kann gleichzeitig auch eine Teilmenge des in der Reaktionslösung vorhandenen Phenols und je nach Art des Cokatalysators dieser gegebenenfalls ganz oder teilweise destillativ abgetrennt werden.
  • Bei einer derartigen Kreislauffahrweise tritt als Problem auf, dass Nebenprodukte der BPA-Herstellung im Kreislaufstrom angereichert werden und zur Desaktivierung des Katalysatorsystems sowie zu schlechteren Produktqualitäten führen. Um eine übermäßige Anreicherung von Nebenkomponenten im Kreislaufstrom zu vermeiden, wird eine Teilmenge des Kreislaufstroms – gegebenenfalls nach teilweiser oder vollständiger destillativer Rückgewinnung von Phenol – aus der Prozesskette als sogenanntes BPA-Harz ausgeschleust.
  • Außerdem kann ein Teil oder die Gesamtmenge des Kreislaufstroms nach der Fest-Flüssigtrennung und vor oder nach der Abtrennung von Wasser und Restaceton über eine mit saurem Ionentauscher befüllte Umlagerungseinheit geführt werden. Diese Einheit wird im allgemeinen bei höheren Temperaturen betrieben als die Reaktionseinheit. In dieser Umlagerungseinheit werden unter den vorherrschenden Bedingungen einige der im Kreislaufstrom vorhandenen Nebenkomponenten der BPA-Herstellung zu BPA isomerisiert, so dass die Gesamtausbeute an BPA erhöht werden kann.
  • Zur weiteren Rückgewinnung von Nebenkomponenten kann das Harz noch einer thermischen, sauer oder basisch katalysierten Spaltung unterworfen werden. Das dabei freigesetzte Phenol und gegebenenfalls auch Isopropenylphenol kann destillativ abgetrennt und in die Reaktion zurückgefahren werden.
  • Die im Anschluss an die oben beschriebene Suspensionskristallisation der Reaktionslösung und Fest-Flüssigtrennung erhaltenen BPA-Phenol-Adduktkristalle werden weitergehenden Reinigungsschritten zugeführt, wobei die Abtrennung von Phenol und gegebenenfalls die Verringerung der Konzentration an Nebenkomponenten erzielt wird.
  • So können die BPA-Phenol-Adduktkristalle zur weiteren Aufreinigung aus Phenol, organischen Lösungsmitteln, Wasser oder Mischungen der genannten Lösungsmittel, die gegebenenfalls auch BPA und seine Isomere enthalten können, gemäß einer Suspensionskristallisation umkristallisiert werden. Hierbei kann durch die Wahl geeigneter Lösungsmittel auch das in den Adduktkristallen vorhandene Phenol ganz oder teilweise abgetrennt werden. Das gegebenenfalls nach der Umkristallisation im BPA verbleibende Phenol wird anschließend durch geeignete destillative, desorptive oder extraktive Methoden gänzlich abgetrennt.
  • Alternativ kann das Phenol auch durch Ausschmelzverfahren aus den BPA-Phenol-Adduktkristallen entfernt werden.
  • Nach der Phenolabtrennung erhält man eine Bisphenol A-Schmelze, welche ohne vorherige Verfestigung für die Herstellung von Polycarbonat nach dem Umesterungsverfahren (Schmelzepolycarbonat) verwendet werden kann. Die Bisphenol A-Schmelze kann aber auch durch bekannte Verfahren, wie z.B. nach dem Prillverfahren oder durch Abschuppung, für den Verkauf oder die Weiterverwertung verfestigt werden. Ferner kann die Schmelze in Natronlauge gelöst werden und für die Herstellung von Polycarbonat nach dem Phasengrenzflächeverfahren eingesetzt werden.
  • Gegebenenfalls kann das von Phenol befreite Bisphenol A vor der weiteren Verarbeitung noch einem Aufreinigungsschritt wie beispielsweise einer Schmelzekristallisation, einer Destillation und/oder einer Umkristallisation aus Phenol, Wasser oder einem organischen Lösungsmittel wie beispielsweise Toluol oder Mischungen dieser Stoffe unterzogen werden.
  • Im Falle der Verwendung eines sulfonsauren Ionenaustauschers und/oder eines schwefelhaltigen Cokatalysators wird beobachtet, dass schwefelhaltige Verbindungen bis in das Endprodukt Bisphenol A verschleppt werden und somit zu Qualitätsproblemen in der Farbe führen können. Bei diesen Verbindungen kann es sich um Abbauprodukte des sulfonsauren Ionenaustauschers wie Schwefelsäure, Arylsulfonsäuren, oligomere Polystyrolsulfonsäuren, feinteiligen Katalysator und ähnliches handeln. Homogen im Reaktionsgemisch vorliegende Cokatalysatoren wie beispielsweise Mercaptopropionsäure, Silylmethanthiole, Schwefelwasserstoff, Alkylsulfide wie beispielsweise Ethylsulfid und ähnliche Verbindungen können in ihrer ursprünglichen Form oder in Form ihrer Abbauprodukte oder Folgeprodukte vorliegen. So kann die SH-Gruppe alkyliert sein, es kann sich aber auch um Verbindungen wie Dimethylsufid oder auch disulfidische Verbindungen, elementaren Schwefel, Thioether, H2S als Abspaltungsprodukt aus dem Cokatalysator und andere Verbindungen handeln.
  • Das gleiche gilt für an den Katalysator fixierte Cokatalysatoren wie beispielsweise Thiazolidine, Amino(alkyl)thiole (vorgenannte Verbindungen können auch in Form ihrer Hydrochloride und/oder mit beispielweise durch Acyl-, Benzyl- oder tert.-Butylgruppen maskierter SH-Funktion, bei der diese aber leicht wieder freisetzbar ist, zum Einsatz kommen), Pyridyl(alkyl)thiole, Alkylcarbamoylalkylthioester, kovalent gebundene Aryl- oder Alkylthiole. Diese können abgespalten und/oder zersetzt und/oder bei den ionisch gebundenen Cokatalysatoren einfach ausgewaschen werden.
  • Im weiteren Verlauf der Bisphenol A-Herstellung und Handhabung, besonders bei thermischer Belastung des Bisphenol A und von Bisphenol A-haltigen Produktströmen, kann dies zu unerwünschten Reaktionen, Spaltungen und ähnlichem führen, was beispielsweise zu einer Verringerung der Produktreinheit, gemessen als Gehalt an p,p-BPA im Endprodukt, sowie der bereits erwähnten Farbbildung führen kann.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung war daher, ein Verfahren zur Herstellung von Bisphenol A zur Verfügung zu stellen, bei dem der Schwefelgehalt im Endprodukt Bisphenol A reduziert werden kann. Aufgabe der vorliegenden Erfindung war ebenfalls, Bisphenol A mit einem Restschwefelgehalt von < 2 ppm zur Verfügung zu stellen.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bisphenol A, bei dem
    • a) Phenol und Aceton in Gegenwart eines sulfonsauren Iottenaustauschers zu einem Bisphenol A enthaltenden Produktgemisch umgesetzt werden, und anschließend
    • b) aus dem Bisphenol A enthaltenden Produktgemisch schwefelhaltige Partikel durch Filtration abgetrennt werden, und anschließend
    • c) aus dem gereinigten Bisphenol A enthaltenden Produktgemisch ein Bisphenol A-Phenol-Addukt durch Kristallisation und anschließende Filtration abgetrennt wird.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann Bisphenol A mit Schwefelgehalten von < 2 ppm (gemessen nach ANTEK) hergestellt werden.
  • Dabei wird unter dem Schwefelgehalt der Gehalt an Gesamtschwefel berechnet als Masse der Schwefelatome verstanden, wobei es nicht wesentlich ist, ob der Schwefel elementar oder in Form von anorganischen oder organischen Schwefelverbindungen vorliegt.
  • In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden in Schritt b) Filtermedien eingesetzt, nachdem das Reaktionsgemisch den Reaktor mit dem sulfonsauren Ionenaustauscher verlassen hat. In diesen Filtermedien können schwefelhaltige Partikel herausgefiltert und/oder saure Bestandteile neutralisiert, absobiert und/oder adsorbiert werden.
  • Als Filtermedien können Kies- und/oder Sandbetten, Filtertücher und/oder Filterkerzen und/oder Beutelfilter und/oder Plattenfilter aus Materialien, welche bis 100°C formstabil sind, mit Aluminiumoxid-haltigen Materialien gefüllte Betten, basische Ionenaustauscher, besonders bevorzugt auf Polystyrolbasis verwendet werden, bevorzugt mit einer Filtrationsgüte von < 200 μm.
  • Das Reaktionsgemisch wird anschließend einer Suspensionskristallisation zur Abtrennung der BPA-Phenol-Adduktkristalle zugeführt. Die Kühlung kann dabei durch Wärmeaustauscher aber auch durch Verdampfen von im Reaktionsgemisch vorhandenen oder gegebenenfalls zugesetzten Lösungsmitteln wie Phenol, Wasser, Alkanen oder Mischungen derselben erreicht werden. Dabei kann die Kristallisation in einem oder mehreren hintereinander geschalteten Kristallern stattfinden. Die Gesamtverweilzeit des Reaktionsgemisches in diesem Kristallisationsschritt sollte bevorzugt bei über 3 Stunden liegen. Bei einer entsprechend langsamen Kristallisation kann der Einschluss von Reaktionsgemisch bzw. der Einbau von Verunreinigungen in die BPA-Phenol-Adduktkristalle weitestgehend verhindert werden.
  • Optional kann das Reaktionsgemisch vor der Suspensionskristallisation durch (Vakuum-)-Destillation ganz oder teilweise von enthaltenem Wasser befreit werden. Auch in diesem Schritt kann eine weitere Abtrennung schwefelhaltiger Komponenten aus dem Reaktionsgemisch erfolgen.
  • Durch den Einsatz von zur Abtrennung von Feststoffen geeigneten Filtermedien werden die Mischkristalle Bisphenol A-Phenol (Bisphenol A-Phenol-Addukt) von der Mutterlauge abgetrennt. Bevorzugt ist in oder auf diesen Apparaten auch eine Wäsche des abgetrennten Feststoffes möglich. Dies kann beispielsweise auf entsprechenden Zentrifugen wie Schälzentrifugen, Siebschneckenzentrifugen oder Schubzentrifugen, aber auch auf Drehfiltern, Bandfiltern und (Vakuum-)Scheibenfiltern erreicht werden. Bevorzugt kommen Druckdrehfilter, besonders bevorzugt Vakuumdrehfilter, zum Einsatz.
  • Der Filterkuchen aus den Bisphenol A-Phenol-Mischkristallen wird weiterhin bevorzugt mit frischem Phenol gewaschen. Dies vermindert den Restanteil an schwefelhaltiger Mutterlauge in den Mischkristallen. Bevorzugt wird die Menge an frischem Phenol zur Wäsche der abfiltrierten Bisphenol A-Phenol Mischkristalle so gewählt, dass die Spülmenge 50–150 Gew.-% des Filterkuchens bzw. der abfiltrierten Menge entspricht. Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Bisphenol A mit niedrigen Schwefelgehalten zeigt besonders positive Eigenschaften, wenn die zur Wäsche der Bisphenol A-Phenol-Mischkristalle gewählte Menge an frischem, das heißt von außen in das Verfahren eingeführtem Phenol mehr als 70 Gew. % des insgesamt dem Verfahren von außen zugeführtem Frischphenol entspricht. Die Wäsche wird bevorzugt bei einer Temperatur des Phenols von 40–70°C durchgeführt.
  • Die gewaschenen Mischkristalle werden dann vorzugsweise aufgeschmolzen und die erhaltene Schmelze vom Phenol befreit. Bevorzugt wird die Schmelze über eine Eindampfung und Restphenoldesorption bei Temperaturen zwischen 160–210°C behandelt, wobei Phenol und Schwefelverbindungen abgetrennt werden. Durch diese zweistufige Fahrweise, bei der die Schmelze im ersten Schritt sowohl einem Vakuum als auch erhöhter Temperatur und im zweiten Schritt erhöhter Temperatur und einem Desorptionsgas, bevorzugt Stickstoff ausgesetzt werden, kann nicht nur das Phenol, sondern insbesondere auch Schwefelverbindungen effektiv abgetrennt werden. Durch Kühlung, Abtrennung des Phenols und Wäsche des im Gegenstrom zu der Bisphenol A-Phenol-Schmelze geführten Gases mit einer geeigneten Waschflüssigkeit wie beispielsweise Wasser können so noch vorhandene Schwefelverbindungen abgetrennt werden.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich so Bisphenol A-Schmelzen mit Schwefelgehalten von < 2 ppm herstellen.
  • Gegebenenfalls kann der Schwefelgehalt im Bisphenol A durch ein Prillverfahren noch weiter gesenkt werden. Hierbei wird das Bisphenol A durch freien Fall im gekühlten Stickstoffgegenstrom in Tropfenform verfestigt. Dabei wurde beobachtet, dass der Stickstoff eventuell noch im Produkt vorhandenen Schwefel austrägt. Bei Anwendung anderer Verfestigungsverfahren wie beispielsweise Schuppenwalzen wird dieser Effekt nicht erzielt.
  • Die Erfindung betrifft auch Bisphenol A mit einem Schwefelgehalt von < 2 ppm, das bevorzugt in der Form von Prills vorliegt.
  • Bisphenol A mit niedrigem Schwefelgehalt von < 2 ppm, das beispielsweise nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde, kann mit Phosgen nach dem Phasengrenzflächenverfahren oder mit Diarylcarbonaten, bevorzugt Diphenylcarbonat, nach dem Schmelzeverfahren zu Polycarbonat umgesetzt werden. Dabei kommt es zu keiner Geruchsbelästigung durch schwefelhaltige Komponenten, die bei der hohen thermischen Belastung während der Herstellung und Verarbeitung von Polycarbonat auftreten.
    •
  • Beispiel 1
  • Phenol und Aceton werden an Lewatit SC 104 ® der Bayer Chemicals AG als sulfonsaurem Ionenaustauscher und mit 300 ppm Mercaptopropionsäure als Cokatalysator zur Reaktion gebracht. Die Reaktionslösung wird bei 75°C mittels Beutelfilter aus Polypropylen mit 50 um Porenweite filtriert. In einer anschließenden Suspensionskristallisation mit einer Verweilzeit von mehr als drei Stunden werden die bei der säurekatalysierten Umsetzung von Phenol und Aceton mit anschließender Suspensionskristallisation anfallenden BPA-Phenol-Adduktkristalle durch ein Drehfilter von der Flüssigphase abgetrennt und anschließend gereinigt und zur Trennung von BPA von Phenol einer Abtrennungseinheit zugeführt.
  • Filtriert wird auf einem phenol- und temperaturbeständigen Filtertuch (2fach kalandriert) mit einer Luftdurchlässigkeit von 7001/dm2/min. Die Vakua in der Ansaugzone betragen 100 mbar, in der Waschzone 80 mbar und in der Trockensaugzone 100 mbar. Das Drehfiltergehäuse wird dabei unter einem leichtem Überdruck von 10 mbar mit Stickstoff (< 1 ppm Sauerstoff) inertisiert.
  • Trommeldrehzahl, Filterkuchendicke, Kreislaufstickstoffmenge (Sauerstoffgehalt < 1 ppm) und die Ansaugöffnungen der Steuerscheibe sind so eingestellt, dass die Restfeuchte im Filterkuchen < 15 % bezogen auf die Mischkristallmenge beträgt. Weiterhin erlaubt die Trommelrundheit und Schälmesserausrichtung einen maximalen Schälmesserabstand zur Trommel von etwa 5 mm über die gesamte Filterfläche.
  • Für die Spülung des Filterkuchens in der Waschzone wird reines Phenol mit einer Temperatur von 55°C eingesetzt, wobei die Spülmenge für die Filterkuchenreinigung 100 %, bezogen auf die Filterkuchen, beträgt. Die für das Spülen des Filterkuchens verwendete Menge an frischem Phenol entspricht dabei 74% der dem Prozess insgesamt an frischem Phenol zugeführten Menge.
  • Zur optimalen Filterkuchenwäsche werden 20 Waschdüsen eingesetzt, wobei die Düsen so angeordnet werden, dass deren Sprühkegel sich auf dem Filterkuchen überlappen. Der gewaschene Filterkuchen wird mit Stickstoff (Sauerstoffgehalt < 1 ppm) durchströmt, der im Kreislauf geführt wird, wobei etwa 7 % der Kreislaufmenge kontinuierlich ausgespeist und durch Reinstickstoff ersetzt werden und der Kreislaufstickstoff mit VE-Wasser gewaschen wird.
  • Unmittelbar nach der Kuchenabnahme werden die Mischkristalle auf einer Heizspirale unter inerten Bedingungen (Sauerstoffgehalt < 1 ppm) aufgeschmolzen, die Schmelze fließt sofort in einen Auffangbehälter ab, um die Kontaktzeit der Kristalle auf der heißen Edelstahloberfläche (1.4571) auf ein Minimum zu begrenzen. Die Oberflächentemperatur der Heizspirale beträgt etwa 160°C.
  • In einem ersten Schritt zur Phenolentfernung wird das Phenol destillativ bei Temperaturen von 120–140°C und einem Vakuum von 100 – 140mbar destillativ bis auf einen Phenolanteil von 15 Gew.-% entfernt.
  • Anschließend wird die Mischkristallschmelze mit einem Phenolanteil von 15 Gew.-% in einen Desorber gepumpt. Die Temperatur der Schmelze im Desorber wird durch Schmelzzulauf und Beheizung auf 190°C eingestellt, wobei die Temperatur der Heizoberflächen 200°C beträgt.
  • Zur Desorption wird Stickstoff (N2) eingesetzt, wobei die Stickstoffmenge 200 m3/m3 BPA/Phenolmischung beträgt und die die N2-Temperatur vor Eintritt in den Desorber durch Vorheizen auf 195°C eingestellt wird. Der Stickstoff wird nach Desorption durch Kühlung und Abtrennung des Phenols und schwefelhaltiger Verbindungen im Kreis gefahren, gewaschen und von BPA- bzw. BPA-Phenolsublimat durch Filtration gereinigt. Im Verhältnis zum Kreislaufstrom wird eine Menge von 3 % an N2 ausgespeist.
  • Der Stickstoff wird dabei durch einen mit Füllkörpern gefüllten Desorber im Gegenstrom zu der von oben herunterlaufenden Schmelze geführt. Am Kopf des Desorbers wird ein Überdruck von etwa 20 mbar eingestellt, der Stand im Desorber wird bei 15 cm über dem Zulauf und der Packung eingestellt.
  • Zur Erzielung einer hohen BPA-Qualität ist darauf zu achten, dass der Sauerstoffgehalt im Kreislaufstickstoff unter 1 ppm liegt und der Kreislaufstickstoff von metallischem und keramischen Feststoffabrieb in gesinterten Filterkerzen befreit wird sowie der Schmelzzufluss zum und vom Desorber filtriert wird.
  • Die so erhaltene Bisphenol A-Schmelze hat einen Restschwefelgehalt von < 2 ppm.

Claims (15)

  1. Verfahren zur Herstellung von Bisphenol A, bei dem a) Phenol und Aceton in Gegenwart eines sulfonsauren Ionenaustauschers zu einem Bisphenol A enthaltenden Produktgemisch umgesetzt werden, und anschließend b) aus dem Bisphenol A enthaltenden Produktgemisch schwefelhaltige Partikel durch Filtration abgetrennt werden, und anschließend c) aus dem gereinigten Bisphenol A enthaltenden Produktgemisch ein Bisphenol A – Phenol – Addukt durch Kristallisation und anschließende Filtration abgetrennt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der sulfonsaure Ionenaustauscher in Kombination mit einem Cokatalysator eingesetzt wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem die Filtration der schwefelhaltigen Partikel in Schritt b) an Kies- und / oder Sandbetten, an Filtertüchern und/oder Filterkerzen und/oder Beutelfiltern und/oder Plattenfiltern aus Materialien, welche bis 100°C formstabil sind, an mit Aluminiumoxid-haltigen Materialien gefüllten Betten oder an basischen Ionenaustauscher, bevorzugt auf Polystyrolbasis, durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem vor der Kristallisation in Schritt c) aus dem gereinigten Bisphenol A enthaltenden Produktgemisch Wasser destillativ ganz oder teilweise abgetrennt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Verweilzeit in der Kristallisation in Schritt c) mehr als 3 h beträgt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem für die Filtration des Bisphenol A-Phenol-Addukts in Schritt c) ein Vakuumdrehfilter eingesetzt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das nach der Filtration in Schritt c) erhaltene Bisphenol A-Phenol-Addukt anschließend gewaschen wird, wobei die Wäsche bevorzugt in oder auf dem Filtrierapparat erfolgt.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Wäsche mit frischem Phenol erfolgt, wobei die Menge an für die Wäsche eingesetztem Phenol 50–150 Gew.-% bezogen auf die Menge an Bisphenol A-Phenol-Addukt beträgt.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Wäsche mit frischem Phenol erfolgt, welches nach der Wäsche in die Reaktion in Schritt a) zurückgeführt wird, wobei die Menge an Für die Wäsche eingesetztem Phenol mindestens 70% der insgesamt in das Verfahren von außen eingeführten Menge an frischem Phenol beträgt.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die in Schritt c) erhaltenen Bisphenol A-Phenol-Adduktkristalle aufgeschmolzen werden und aus der Schmelze bei Temperaturen von 160 bis 210°C mindestens 95 Gew. % des in dem Bisphenol A-Phenol-Addukt enthaltenen Phenols abgetrennt werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Abtrennung des Phenols zunächst destillativ und anschließend durch Desorption erfolgt.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 11, bei dem aus der von Phenol gereinigten Bisphenol A-Schmelze anschließend Bisphenol A in der Form von Prills isoliert wird.
  13. Bisphenol A mit einem Schwefelgehalt von weniger als 2 ppm.
  14. Bisphenol A nach Anspruch 13 in Form von Prills.
  15. Verfahren zur Herstellung von Polycarbonat, bei dem Bisphenol A nach einem der Ansprüche 1 bis 12 hergestellt wird und anschließend mit Phosgen nach dem Phasengrenzflächenverfahren oder mit Diarylcarbonaten nach dem Schmelzeverfahren zu Polycarbonat umgesetzt wird.
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KR1020067015785A KR20060130167A (ko) 2004-02-05 2005-01-22 황 함량이 감소된 비스페놀 ａ의 제조 방법
RU2006131514/04A RU2006131514A (ru) 2004-02-05 2005-01-22 Получение бисфенола а со сниженным содержанием серы
JP2006551753A JP2007520501A (ja) 2004-02-05 2005-01-22 硫黄含有量の低減されたビスフェノールａの製造
CNA2005800037344A CN1914140A (zh) 2004-02-05 2005-01-22 硫含量降低的双酚a的生产
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010014726A1 (de) 2010-04-13 2011-10-13 Bayer Materialscience Ag Polycarbonatzusammensetzungen mit verbesserten optischen und thermischen Eigenschaften
US20140051802A1 (en) * 2011-05-02 2014-02-20 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. High purity bisphenol-a and polycarbonate materials prepared therefrom
WO2012150560A1 (en) * 2011-05-02 2012-11-08 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. High purity bisphenol a and polycarbonate materials prepared therefrom
US8735634B2 (en) * 2011-05-02 2014-05-27 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Promoter catalyst system with solvent purification
EP2705016A1 (de) * 2011-05-02 2014-03-12 SABIC Innovative Plastics IP B.V. Hochreines bisphenol-a und daraus hergestellte polycarbonatstoffe
US20140051803A1 (en) * 2011-05-02 2014-02-20 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. High purity bisphenol-a and polycarbonate materials prepared therefrom
US9290618B2 (en) * 2011-08-05 2016-03-22 Sabic Global Technologies B.V. Polycarbonate compositions having enhanced optical properties, methods of making and articles comprising the polycarbonate compositions
US8962117B2 (en) 2011-10-27 2015-02-24 Sabic Global Technologies B.V. Process for producing bisphenol A with reduced sulfur content, polycarbonate made from the bisphenol A, and containers formed from the polycarbonate
KR20140082983A (ko) * 2011-10-27 2014-07-03 사빅 이노베이티브 플라스틱스 아이피 비.브이. 감소된 황 함량을 갖는 비스페놀 a의 제조 방법, 이 비스페놀 a로부터 제조된 폴리카보네이트, 및 상기 폴리카보네이트로 성형된 용기
CN104205376B (zh) 2012-02-03 2018-04-27 沙特基础全球技术有限公司 发光二极管器件及用于生产其的包括转换材料化学的方法
CN105206732B (zh) 2012-02-29 2018-11-09 沙特基础全球技术有限公司 塑料模制器件和发光器件
EP2819981B1 (de) * 2012-02-29 2016-12-21 SABIC Global Technologies B.V. Polycarbonat aus bisphenol a mit niedrigem schwefelgehalt und mit umwandlungsmaterialchemie sowie daraus hergestellte artikel
US9346949B2 (en) 2013-02-12 2016-05-24 Sabic Global Technologies B.V. High reflectance polycarbonate
WO2014066784A1 (en) 2012-10-25 2014-05-01 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Light emitting diode devices, method of manufacture, uses thereof
WO2014186548A1 (en) 2013-05-16 2014-11-20 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Branched polycarbonate compositions having conversion material chemistry and articles thereof
US9772086B2 (en) 2013-05-29 2017-09-26 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Illuminating devices with color stable thermoplastic light transmitting articles
EP3004233B1 (de) 2013-05-29 2018-02-14 SABIC Global Technologies B.V. Farbstabile thermoplastische zusammensetzung
CN109196048B (zh) 2016-05-27 2021-09-21 高新特殊工程塑料全球技术有限公司 具有增强的光学性质的共聚碳酸酯组合物、由其形成的制品和制造方法
CN109153847B (zh) 2016-05-27 2021-01-08 沙特基础工业全球技术有限公司 共聚碳酸酯透镜、制造方法及其应用
CN109415534B (zh) 2016-07-25 2020-11-10 沙特基础工业全球技术有限公司 具有增强的光学性质的聚碳酸酯组合物、由其形成的制品和制造方法
US20190184306A1 (en) * 2016-08-03 2019-06-20 Clariant International Ltd Method for recovering titanium (halo) alkoxide from a waste liquid
DE102016116078B3 (de) 2016-08-29 2018-01-04 Epc Engineering Consulting Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Polycarbonats unter Einsatz einer Strippvorrichtung
SG11201909208TA (en) 2017-04-24 2019-11-28 Badger Licensing Llc Catalyst system and process for producing bisphenol-a
KR102349519B1 (ko) * 2017-11-24 2022-01-07 주식회사 엘지화학 비스페놀a의 제조방법
KR102604125B1 (ko) 2018-07-06 2023-11-17 바져 라이센싱 엘엘씨 비스페놀 제조로부터의 잔류 스트림의 처리
CN112409573B (zh) * 2019-08-23 2023-06-20 南通星辰合成材料有限公司 一种副产多元酚环氧树脂及其制造方法与应用

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5436363A (en) * 1977-08-26 1979-03-17 Adeka Argus Chem Co Ltd Polycarbonate resin composition
EP0001863B1 (de) * 1977-11-09 1981-07-15 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Herstellung von Bisphenolen
US4935173A (en) * 1987-01-20 1990-06-19 The Dow Chemical Company Process for producing prills
US4847432A (en) 1987-12-28 1989-07-11 General Electric Company Method for the purification of ion exchange resins used in the production of bisphenol A
US5008470A (en) * 1989-11-30 1991-04-16 Shell Oil Company Process for preparing a bisphenol
US5059721A (en) * 1990-07-31 1991-10-22 Shell Oil Company Process for preparing a bisphenol
EP0552518B1 (de) * 1992-01-14 1995-09-13 General Electric Company Verfahren zur Wiedergewinnung von Bisphenol-A aus Ausflusströmen des Herstellungsverfahrens
DE19720541A1 (de) * 1997-05-16 1998-11-19 Bayer Ag Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Dihydroxydiphenylalkanen
JP4093655B2 (ja) 1998-10-22 2008-06-04 出光興産株式会社 ビスフェノールａの製造法
DE19860144C1 (de) * 1998-12-24 2000-09-14 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von Bisphenol A
DE19961521A1 (de) * 1999-12-20 2001-06-21 Bayer Ag Bisphenol-Phenol-Addukte
DE10015014A1 (de) * 2000-03-27 2001-10-04 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von Bisphenolen

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