DE2335687C3 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von wäßrigen Dialkalisalzlösungen aromatischer DihydroxyverbJndungen - Google Patents

Description

leitung (19) für einen Teilstrom der Reaktions- 4,4'-Dihydroxydiphenylpropan-2,2,

lösung, von der mindestens zwei Einsteckrohre (21) 4^>4'-DihydroxydiphenyIcyclohexan-l,l,

über Stutzen (13) in den Reaktor (4) führen und 4J4'.Dihydroxy-3,3',5,5'-tetramethyldiphenyl-

mit der Reaktorinnenwand einen Winkel kleiner p'ropan-2,2,

als 45° bilden. 3ü At

propan-2,2,

„. -- . . .« . „ , _{t Λ} . , 4,4'-D;h)droxy-3,3',5,5'-tetrabromdiphenyl-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ^ine Vor- propan-2 2

richtung zur kontinuierlichen Herstellung von wäßrigen Dialkalisalzlösungen aromatischer Dihydroxy- 4» Als wäßrige Alkalihydroxidlösung wird bevorzugt ververbindungen, deren Schmelzen mindestens 1 Minute dünnte Natronlauge verwendet, stabil und deren Alkalisalze wasserlöslich sind. Gemäß einer Modifikation des erfindungsgemaßen

Wäßrige Dialkalisalzlösungen aromatischer Dihy- Verfahrens erzeugt man den Flüssigkeitsfilm durch droxyverbindungen stellt man im allgemeinen diskon- tangentiales Einfördern der wäßrigen Alkalihydroxidtinuierlich her, indem man die abgewogene Menge der 4«; lösung in die Reaktionszone. Dadurch wird ein gleichentsprechenden Dihydroxyverbindung, die vorher mäßiger Flüssigkeitsfilm der wäßrigen Alkalihydroxidzweckmäßig durch Entgasen oder Spülen mit Stickstoff lösung erzeugt, auf den die geschmolzene Dihydroxyvon Sauerstoffspuren befreit wird, in eine verdünnte verbindung in feinen Teilchen aufgesprüht wird, wäßrige Alkalihydroxidlösung einträgt. Nach einer weiteren Modifizierung des erfindungs-

Dieser Löseprozeß wird normalerweise in Rühr- 50 gemäßen Verfahrens führt man außer der wäßrigen kesseln durchgeführt. Der hierfür erforderliche Zeit- Alkaühydroxidlösung einen Teilstrom der Reaktionsaufwand richtet sich nach der Ansatzgröße und be- lösung, welcher das 0,5- bis 20fache der wäßrigen trägt im allgemeinen 60 bis 180 Minuten für Ansätze Alkalihydroxidlösung beträgt, ein. Der Vorteil dieser zwischen 0,5 und 2 t Dihydroxyverbindung. Modifikation besteht insbesondere darin, daß der

Diese Herstellungsart erlaubt es, Dialkalisalzlösun- 55 Umsatz bei der Reaktion gesteuert werden kann und gen mit einem reproduzierl/aren engen Toleranz- unerwünschte Temperaturbereiche vermieden werden. bereich bezüglich der Feststoff konzentration zu er- Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur kontinuier-

stellen. Schwierigkeiten bereitet die Entfernung der liehen Herstellung von wäßrigen Dialkalisalzlösungen Sauerstoffspuren. Sauerstoff ist bei diesen Lösungen aromatischer Dihydroxyverbindungen besteht aus nicht erwünscht, da er zu Verfärbungen der Lösungen 60 einem Reaktor, einer Zuleitung für die Schmelze der führt. Verfärbungen durch Sauerstoffeinfluß sind oft Dihydroxyverbindung, die in einen im Kopf des Reak-Ursache für eine mangelnde Farbqualität der aus tors angeordneten Düsenkörper mündet, einer Zudiesen Lösungen hergestellten Polycarbonate. leitung für die wäßrige Alkalihydroxidlösung, welche

Für eine größere Produktion an Polycarbonaten ist über einen Stutzen in den Reaktor führt und einer das Verfahren der diskontinuierlichen Herstellung von 65 Rücklaufleitung für einen Teilstrom der Reaktions-Dialkalisalzlösungen nicht mehr geeignet. Es ist nur lösung, von der mindestens zwei Einsteckrohre über unter sehr großem Aufwand möglich, in einer Rühr- Stutzen in den Reaktor führen und mit der Reaktorkesselkaskade kontinuierlich Dialkalisalzlösungen her- innenwand einen Winkel kleiner als 45° bilden.

Der Vorteil dieser Konstruktion liegt in der Erzielung eines gleichmäßigen Flüssigkeitsfilms auf der Reaktorinnenwandung.

In einer Zeichnung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung rein schematisch dargestellt und nachstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren näher erläutert:

Die aromatische Dihydroxyverbindung wird in einer entsprechenden Vorrichtung 1 aufgeschmolzen und mit der Pumpe 2 als Dosieraggregat über die beheizte Rohrleitung 3 in den Reaktor 4 gefördert. Mit dem Fönlerorgan 5 wird die wäßrige Alkalilösung, der gegebenenfalls noch spezielle Zuschlagstoffe beigemischt sein können, über die Rohrleitung 6 in den Reaktor gepumpt. Die Durchflußmengen der eingespeisten Produktströme werden über die Durchflußmesser 7 und 8 kontrolliert und registriert.

Der Reaktor 4 besteht aus einem zylindrischen Schuß 9 und den Deckeln 10 und 11. Der Deckel 11 ist beheizbar. Im unteren Teil des zylindrischen Schusses 9 ist eine Rohrschlange 12 installiert, über die Lösungs- und Reaktionswärme abgeführt wird.

Im oberen Teil des Reaktors sind, wie in Fig. 2 als Schnitt längs der Linie A B in F i g. 1 dargestellt, mindestens zwei, vorteilhafterweise jedoch mehrere, tangentiale Stutzen 13 angebracht, durch die Reaktionslösung eingespeist wird, so daß der Flüssigkeitsfilm 14 entsteht.

Die Schmelze der aromatischen Dihydroxyverbindung aus Vorrichtung 1 wird durch das beheizte Rohr 15 in die ebenfalls beheizte Verteilerkammer 16 geführt und über die Düsen 17, die auf den Umfang der Verteilerkammer 16 verteilt angeordnet sind, auf den Flüssigkeitsfilm 14 gesprüht. Hier entsteht spontan die Dialkalisalzlösung.

Die gewünschte Ausbildung des Flüssigkeitsfilms 14 wird durch das Einströmen der wäßrigen Alkalihydroxidlösung über die Rohrleitung 6 und durch einen Teilstrom der Reaktionslösung aus Reaktor 4, der im allgemeinen das 0,5- bis 20fache des Mengenstroms aus der Rohrleitung 6 beträgt, über die Pumpe 18 und die Rohrleitung 19 erreicht. Die Ringleitung 20 verteilt den Flüssigkeitsstrom aus der Rohrleitung 19 auf die einzelnen Einäteckrohre 21, die durch die Stutzen 13 in den Reaktor eingefühlt sind. Der Querschnitt der Einsteckrohre 21 ist so bemessen, daß die ausströmende Flüssigkeit den Flüssigkeitsfilm 14 erzeugt. Aus dem von der Pumpe 18 geförderten Flüssigkeitsstrom wird die Dialkalisalzlösung mit Hilfe der Regelorgane 22 und 23 und des Durchflußmessers 25 in die Rohrleitung 24 zur weiteren Verwendung ausgeschleust.

Nach diesem geschilderten Verfahren ist es möglich, auf einfache und schonende Weise bei kurzen Reaktionszeiten aus den Schmelzen aromatischer Dihydroxyverbindungen die entsprechenden wäßrigen Dialkalisalzlösungen kontinuierlich und mit reproduzierbarer Feststoffkonzentration herzustellen.

Beispiel

In der beschriebenen Vorrichtung, die ein Füll-

ao volumen von 16 Litern und eine Umpumpleistung von 900 Litern pro Stunde hat, werden kontinuierlich duich Eintragen der Bisphenolschmelze und der Lösung von Natronlauge in Wasser die Dinatriumbisphenolatlösungen 1 bis 7 hergestellt. Die Versuchsparameter sind in der folgenden Tabelle angeführt. Zum Vergleich werden die entsprechenden Dinatriumbisphenolatlösungen in einem 800-Liter-Kessel diskontinuierlich hergestellt. Hierfür wird folgendes Verfahren angewendet:

Durch Einfördern von Wasser und 45%iger Natronlauge in einen Rührkessel wird eine verdünnte Natronlauge hergestellt. In diese Lösung trägt man innerhalb von 20 Minuten in zwei Portionen die Dihydroxyverbindungen 1, 5, 6, 7 in fester Form (Schuppen) unter starkem Rühren ein. Nach einer Gesamtreaktionszeit von 90 bis 130 Minuten erhält man die gewünschten Bisphenolatlösungen.

Die Farbzahlen dieser Ansätze und die erforderlichen Lösezeiten sind aus der Tabelle zu entnehmen.

Zum Vergleich werden auch die Raumzeitausbeuten nach beiden Verfahren angegeben.

Dihydroxyverbindung	Tem	Durch-Ver-	weil-	Natronlauge	1,9	3,90	Durch	Raum-	!Blatt	<··)	Bisphenolat-	Farb	Diskontinuierliche	Reak	Raum-
	pe	satz	zeit	Kon			satz	Zeit-			lösung	zahl	Ansätze	tions	Zeit-
	ratur			zen	3,6	6,19		Ausbeute		Fest		Farb	zeit	Ausbeute
				tration						stoff	(Hazen)	zahl	(Min.)	(kg/1 · h)
				5,0	8,69	(kg/h)				5		90	0,067
	CC)	(kg/h) (Min.) (Gew%)			450	(kg/1 · h)		(%)		(Hazen)
1) 4,4'-Dihydroxy-	165	50	6,4	8,77		3,13	1	10	0bis5	15
diphenylpropan-2,2					226,7
2) 4,4'-Dihydroxy-	165	40	7,7	7,04		2,50	2	15	5
diphenylpropan-2,2					166,7
3) 4,4'-Dihydroxy-	165	25			**)	1,56	2	15	5		100	0,12
diphenylpropan-2,2					120
4) 4,4'-Dihydroxy-	165	30	2,4	2,43		1,87	8	20	10	25	130	0,092
diphenylpropan-2,2					100
5) 3,3',5,5'-Tetra-	175	25				1,56	2	20		35
methyl-4,4'-di-
hydroxy-diphenyl-			2,4	3,32					5 bis 10		90	0,067
propan-2,2					360
6) 3,3',5,5'-Tetra-	140	40				2,5	2	10		40
chlor-4,4'-di-			Menge
hydroxy-diphenyl-			♦*) Verwendung von Kalilauge an Stelle von					5 bis 10		120	0,05
propan-2,2				360
7) 4,4'-Dihydroxy-	195	40			2,5	2	10		45
diphenyl-cyclo-
hexan-1,1
*) r = Verhältnis der umgepumpten	(1) zur eingespeisten Menge (1)
Natronlauge
Hierzu	Zeichnungen

Claims (4)

1. J - ²

   Patentansprüche: zustellen. Besondere Schwierigkeiten bereiten die

   _v 1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung kontinuierlichen Dpsienmgen der Einsatzprodukte

   !von wäßrigen Dialkalisalzlösungen aromatischer und die Entgasung des- he™""; . .

   ;i Dihydroxyverbindungen, deren Schmelzen min- Der Erfindung liegt«die Aufga te™g™de. «n ein-

   destensl Minute stabil und deren Alkaüsalze was- 5 faches und *^ch"%X^edah™™J™*Z ⁿ

   » serlöslich sind, dadurchgekennzeich- Herstellung von wäßrigen D.alkalisalzlosungen _aro-

   < net, daß man die Dihydroxyverbindungen als malischer ^hydroxyverbindungenm entwickeln

   Schmelze auf einen turbulenten Flussigkeitsfilm Diese Aufgabe w,rd erfindungsgemaß dadu_{rch ge}_

   einer wäßrigen Alkalihydroxidlösung aufsprüht löst, daß man die D.hydroxyverbindungen als Schmelze

   und löst, ίο auf eioen turbulenten Flussigkeitsfilm einer wäßrigen
2. 2. Verfahren,nach Anspruch 1, dadurch gekenn- . . AjkahTydroxidlösung aufsprüht und löst zeichnet, daß man den Elüssigkeitsfilm durch /^ Die mit dieser Erfindung erzielbaren Vorteile betangentiales Einfördern der wäßrigen Alkali- stehen insbesondere dann, daß die zur Lösung der hydroxidlösung in die Reaktionszone erzeugt. aromatischen Dihydroxyverbindungen benotigten Re-
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2- dadurch i₅ aktionszeiten außerordentlich gering sind. Sie hegen gekennzeichnet, daß man außer der wäßrigen unterhalb 1 Minute. Da bei dem erfindungsgemäßen Alkalihydroxidlösung einen Teilstrom der Röak- Verfahren alle Ausgangsstoffe flussig dosiert werden, tionslömng, welcher das 0,5- bis 20fache der wäß- erhält man Dialkalisalzlösungen, deren Feststoff- und rigen Alkalihydroxidlösung beträgt, einführt. Alkalikonzentration in einem vorher bestimmbaren,
4. 4. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung *o engen Toleranzbereich liegen. Ein nicht vornersehvon wäßrigen Dialkalisalzlösungen aromatischer barer Vorteil des erfindungsgemaßen Verfahrens ist Dihydroxyverbindungen, deren Schmelzen min- die sehr gute Farbquahtät der Dialkalisalzlösungen destens 1 Minute stabil und deren Alkalisalze und der daraus herstellbaren Polycarbonate. Die sehr wasserlöslich sind, bestehend aus einem Reak- gute Farbqualität ist überraschend, da aromatische tor (4), einer Zuleitung (15) für die Schmelze der 25 Dihydroxyverbindungen bei hohen Temperaturen, Dihydroxyverbindung, die in einen im Kopf (11) besonders in Gegenwart von Alkali, zj Spaltreakdes Reaktors (4) angeordneten Düsenkörper (16) tionen neigen.

   mündet, einer Zuleitung (6) für die wäßrige Alkali- Bevorzugt wird das Verfahren zur Herstellung von

   hydroxidlösung, welche über einen Stutzen (13) Dialkaiisalzlösungen der Dihydroxydiarylalkane an-

   in den Reaktor (4) führt, und einer Rücklauf- 30 gewendet, wie