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Hintergrund
der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung:
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Die
gegenwärtige
Erfindung präsentiert
ein Spaltverfahren von Bisphenol A. Spezieller bezieht sich die
Erfindung auf ein Spaltverfahren von Bisphenol A, das in der Lage
ist, Spaltprodukte von Isopropenylphenol und Phenol als Hauptbestandteile
mit hoher Reinheit herzustellen, in dem eine Mischung, enthaltend
Bisphenol A und Chromanderivate sowie Flavanderivate, die als Nebenprodukte
in einem Herstellungsverfahren von Bisphenol A gebildet werden, gespalten
wird.
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Das
Spaltprodukt, das durch das Verfahren der Erfindung erhalten wird,
enthält
Isopropenylphenol und Phenol, zusammen mit geringen Anteilen an Verunreinigungen.
Gewöhnlich
wird dieses Produkt einem Herstellungsschritt von Bisphenol A zugeführt und
dann wieder zu Bisphenol A umgesetzt.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik:
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Es
ist bekannt, dass durch Aufheizen von Bisphenol A oder einer Bisphenol
A enthaltenden Verbindung in Gegenwart eines Katalysators eine Spaltreaktion
abläuft,
bei der Phenol, 4-Isopropylenphenol und 4-Isopropylenphenolpolymerere,
etc., erhalten werden.
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Gewöhnlich wird
diese Spaltreaktion in Gegenwart eines basischen Katalysators oder
eines sauren Katalysators bei hohen Temperaturen von 150 bis 260 °C unter reduziertem
Druck durchgeführt (beispielsweise
japanische Patentoffenlegungsschriften Nr. 27108/1980 und 148441/1987).
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4-Isopropenylphenol
besitzt eine sehr hohe Reaktivität
und speziell für
den Fall, dass es in flüssigem
Aggregatszustand vorliegt, erfolgt die Polymerisation schnell und
führt zu
einer Verringerung der Spaltausbeute. Demzufolge wird im Rahmen
der konventionellen Technologie das Spaltprodukt, bestehend aus
4-Isopropenylphenol
und Phenol aus Hauptkomponenten in einem Dampfzustand vom Reaktionsgefäß abdestilliert,
und Operationen, wie Destillation zu Reinigungszwecken, werden nicht
durchgeführt.
Aus diesem Grund sind im Spalt-Rohmaterial
verschiedener Arten von Verunreinigungen enthalten und/oder werden
als Nebenprodukte während der
Spaltreaktion gebildet und sind im Spaltdestillat enthalten, wodurch
die Reinheit des Spaltprodukts verringert wird.
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Gewöhnlich wird
das Reaktionsprodukt der Spaltung dem Produktionsschritt von Bisphenol
A zugeführt
und anschließend
daraus wieder Bisphenol A hergestellt. Enthält das Produkt der Spaltreaktion eine
große
Menge an Verunreinigungen führt
dies aus diesem Grund zu einer Verringerung der Reinheit des hergestellten
Bisphenol A. Ebenso führt
es zu einer Verringerung der Produktionseffizienz von Bisphenol
A. Isopropenylphenol ist eine sehr instabile Substanz, und es wurde
allgemein festgestellt, dass die Ausbeute an Isopropenylphenol bei
der Destillation zur Reinigung verringert wird und die Destillationskolonne
durch ein Dimer von Isopropenylphenol, etc., die als Nebenprodukte
gebildet werden, verstopft wird. Aus diesem Grund wird in der konventionellen Technik
die Destillation zur Reinigung nicht durchgeführt und das Produkt der Spaltreaktion
wird für
den oben beschriebenen Zweck so verwendet, wie es ist.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Im
Hinblick auf die oben beschriebenen Umstände wurde die Erfindung gemacht
und ein Gegenstand der Erfindung ist es, ein Spaltverfahren von Bisphenol
A zu liefern, bei dem es möglich
ist, ein Produkt, enthaltend hochreines Isopropenylphenol und Phenol,
zu erhalten.
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Als
Ergebnis verschiedener Untersuchungen haben die gegenwärtigen Erfinder
gefunden, dass durch Liefern des Spaltreaktionsprodukts in dampfförmigem Zustand
in eine Destillationskolonne und Durchführen der Spaltreaktion von
Bisphenol A, während
man bei einer speziellen Rückflussrate
in einem Destillationsschritt destilliert, ohne eine Heizquelle, wie
einen Nachverdampfer, zu verwenden, der oben beschriebene Gegenstand
erreicht werden kann, was zum Vollenden der Erfindung führt.
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Speziell
liefert die Erfindung ein Spaltverfahren von Bisphenol A zur Herstellung
eines Produkts, das Isopropenylphenol und Phenol enthält, durch Spaltung
einer Mischung, welche Bisphenol A zusammen mit Chromanderivaten
und Flavanderivaten, die als Nebenprodukte beim Herstellungsverfahren
von Bisphenol A gebildet wurden, enthält, umfassend:
- (1) einen Spaltungsschritt durch Zuführung der Mischung, welche
Bisphenol A zusammen mit Chromanderivaten und Flavanderivaten, die
als Nebenprodukte beim Herstellungsverfahren von Bisphenol A gebildet
wurden, enthält,
in ein Spaltgefäß und die
Durchführung
einer Spaltungsreaktion in Gegenwart eines basischen oder sauren Katalysators
einer Temperatur von 150 bis 260 °C unter
einer Bedingung verminderten Drucks von nicht höher als 40 kPa (300 mmHg),
- (2) einen Destillationsschritt, bei dem das in dem Spaltungsschritt
gebildete Spaltprodukt in einem dampfförmigen Zustand in eine Destillationskolonne
geführt
wird und bei einer Temperatur von 130 bis 200 °C unter einer Bedingung verminderten
Drucks von nicht höher
als 40 kPa (300 mmHg) destilliert wird, und
- (3) einen Rückflussschritt,
bei dem das Destillat von dem Destillationsschritt kondensiert wird,
ein Teil davon in einem Rückflussverhältnis von
0,01 bis 3 in den Destillationsschritt zurückgeströmt wird und der Rest aus dem
System ausgeführt wird.
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Die
Besonderheit der Erfindung liegt darin, dass die oben beschriebenen
Konstruktionen, speziell das Spaltreaktionsprodukt in dampfförmigem Zustand
in eine Destillationskolonne gegeben wird, und dass die Spaltreaktion
von Bisphenol A durchgeführt wird,
während
bei einem speziellen Rückflussverhältnis destilliert
wird, ohne eine Heizquelle, wie einen Nachverdampfer, im Destillationsschritt
zu verwenden. Zusätzlich
wird als bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung eingeschlossen, dass bei dem oben beschriebenen Spaltverfahren
die Sumpfflüssigkeit
aus dem Destillationsschritt in den Spaltsschritt zurückgeführt wird;
dass bei dem oben beschriebenen Spaltverfahren mindestens 1 Gew.-% der
Rückflussflüssigkeit
der Destillationskolonne durch Seitenschnitt aus dem System entnommen wird;
dass bei dem oben beschriebene Spaltverfahren das Destillat (Rückflussrest)
des Rückflussschrittes
in den Herstellungsschritt von Bisphenol A eingeleitet und wiedergewonnen
wird, etc.
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Da
das Spaltreaktionsprodukt nach der Erfindung der Destillationskolonne
in dampfförmigem
Zustand zugeführt
wird, wird das Auftreten von Polymerisation des hoch reaktiven Isopropenylphenols
verhindert, wodurch die Bildung von Oligomeren, wie Dimeren und
Trimeren, unterdrückt
wird. Demzufolge ist es möglich,
hochreines Phenol und Isopropenylphenol zu erhalten und des weiteren,
selbst wenn das Destillat (Rückflussrest)
des Rückflussschrittes beispielsweise
dem Herstellungsschritt von Bisphenol A, etc., zugeführt wird,
die Qualität
des Bisphenol A als Produkt nicht zu verringern, was dazu führt, dass
vielmehr die Reinheit erhöht
und die Produktionskosten verringert werden.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Die
Erfindung wird im Folgenden detailliert beschrieben.
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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Spaltverfahren von Bisphenol A, bei
dem man eine Mischung, enthaltend Bisphenol A und Verunreinigungen,
die als Nebenprodukte im Herstellungsverfahren von Bisphenol A gebildet
werden, d.h. Chromanderivate und Flavanderivate, zu einem Spaltgefäß leitet,
um die Mischung zu spalten, das Spaltprodukts in dampfförmigem Zustand
zu einer Destillationskolonne zuführt und das Produkts destilliert,
wobei bei einem speziellen Rückflussverhältnis unter
Rückfluss
destilliert wird, um ein Produkt herzustellen, das Isopropenylphenol
und Phenol enthält.
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Das
Spaltreaktionsrohmaterial der Erfindung ist eine Mischung, enthaltend
Bisphenol A und Verunreinigungen, die als Nebenprodukte im Herstellungsverfahren
von Bisphenol A gebildet werden, d.h. Chromanderivate und Flavanderivate.
Beispiele schließen
den Ausfluss aus der Destillationskolonne von Bisphenol A, erhalten
beim Herstellungsschritt von Bisphenol A, und eine Kristallisationsmutterlauge aus
Bisphenol A, von der Phenol entfernt wurde, ein. Im Folgenden werden
diese allgemein als „Bisphenole" bezeichnet.
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Das
Verfahren der Spaltreaktion dieser Erfindung ist ein Verfahren,
bei dem man ein Produkt der Spaltreaktion, bestehend aus 4-Isopropenylphenol und
Phenol, als Hauptkomponenten des Spaltes von Bisphenol erhält, und
wobei im allgemeinen die Spaltreaktion in Gegenwart eines basischen
Katalysators oder eines sauren Katalysators bei Temperaturen von
150 bis 260 °C
unter einer Bedingung von vermindertem Druck von nicht mehr als
40 kPa (300 mmHg) durchgeführt
wird. Um die Ausbeute zu vergrößern, kann
ebenfalls ein inertes Gas kontinuierlich aus dem unteren Teil des
Reaktionsgefäßes ausgeblasen
werden. Ein Lieferverfahren des Spaltreaktionsrohmaterial in das
Spaltreaktionsgefäß kann kontinuierlich
oder unterbrochen durchgeführt
werden, wobei ein kontinuierliches Zuführen bevorzugt ist.
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Als
Katalysator für
die Spaltreaktion kann ein basischer Katalysator oder ein saurer
Katalysator verwendet werden. Der basische Katalysator schließt Oxide,
Hydroxide und Carbonate von Alkalimetallen oder Erdalkalimetallen
ein. Beispiele schließen
Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Calciumhydroxid, Natriumcarbonat,
Kaliumcarbonat und Calciumoxid ein. Der saure Katalysator schließt Aluminiumchlorid,
Zirkoniumchlorid und Zirkoniumsulfat ein. Im allgemeinen wird der
basische Katalysator bevorzugt. Der Katalysator wird vorzugsweise
in einer Menge von 0,001 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das Bisphenol
als Spaltreaktionsrohmaterial, zugegeben.
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Wie
oben beschrieben, hat beispielsweise 4-Isopropenylphenol, das durch
die Spaltreaktion hergestellt wurde, eine sehr hohe Reaktivität und speziell
in dem Fall, dass das Produkt in flüssiger Form vorliegt, tritt
die Polymerisationsreaktion schnell auf und Oligomere, wie Dimere
und Trimere, von 4-Isopropenylphenol werden gebildet. Unter Berücksichtigung
der Ausbeute von 4-Isopropenylphenol und Phenol im Fall der Abdestillation
des Spaltreaktionsprodukts aus dem Spaltreaktionsgefäß, liegt das
Produkt vorzugsweise in dampfförmigem
Zustand vor, und es ist erwünscht,
dass der Anteil an flüssiger
Phase so gering wie möglich
ist. Aus diesem Gesichtspunkt ist im Rahmen dieser Erfindung die Destillation
mit einem Nachverdampfersystem, angeordnet in einer gewöhnlichen
Destillationskolonne, nicht bevorzugt. Bei dieser Erfindung wird
das Spaltreaktionsprodukt in dampfförmigem Zustand in die Destillationskolonne
gegeben. In diesem Fall kann der dampfförmige Zustand flüssige Phase
als Nebel enthalten, wenn die Menge gering ist. Speziell kann der
Dampfzustand Nebel in flüssiger
Phase enthalten, wenn die Menge an Nebel nicht größer als
30 Gew.-% und bevorzugt nicht größer als
10 Gew.-% ist.
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Die
Destillationskolonne schließt
eine gepackte Destillationskolonne, eine Dünnschichtdestillationskolonne
und eine Teilkondensationsdestillationskolonne ein. Der Ort der
Zugabe des Spaltprodukts zur Destillationskolonne kann in deren
Mitte liegen, ist aber vorzugsweise der Kolonnenboden. Die Destillationskolonne
kann an einem oberen Teil des Spaltreaktionsgefäßes angeordnet sein oder kann unabhängig vom
Spaltreaktionsgefäß angeordnet sein.
Zieht man in Betracht, das Aggregation, Verflüssigung etc. bei der Lieferung
des Spaltprodukts in dampfförmigem
Zustand zur Destillationskolonne auftreten kann, ist es bevorzugt,
dass die Destillationskolonne im oberen Teil des Spaltreaktionsgefäßes angeordnet
ist. Die Anzahl der Stufen der Destillationskolonne können Bedingungen
sein, unter denen hochsiedende Substanzen, wie 4-Isopropenylphenol Dimer von 4-Isopropenylphenol
und Phenol, abgetrennt werden können.
Eine Verlängerung
der Aufenthaltszeit der Flüssigkeit
in der Destillationskolonne führt
zu einer Verringerung der Ausbeute von 4-Isopropenylphenol etc. Daher ist es
erwünscht, dass
die Aufenthaltszeit der Flüssigkeit
im rektifizierenden Teil der Destillationskolonne kurz ist. Im allgemeinen
wird eine Destillationskolonne mit 10 bis 20 Böden in Form von theoretischen
Böden verwendet. Daher
kann die Destillationskolonne eine Bodenkolonne sein, allerdings
ist ein Füllkörperkolonnensystem
bevorzugt, da es eine geringere Verweilmenge für Flüssigkeit bietet und exzellente
Durchführbarkeit aufweist.
Ebenso kann gegebenenfalls ein Dünnfilmdestillationssystem
oder ein teilweises Kondensationssystem verwendet werden.
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Es
ist bevorzugt, einen Demister anzuordnen, um das Mitführen des
flüssigen
Nebels in einem unteren Teil der Destillationskolonne zu verhindern. Dies
geschieht, da aufgrund von Verunreinigungen, die im flüssigen Nebel
enthalten sind, dieser sich leicht verfestigt, was dazu führt, dass,
das Füllmaterial
in dem Füllkörperkolonnensystem
verklumpt und Kanalbildung einsetzt, wodurch die Destillationseffizienz
verringert wird und die Betriebsstabilität der Destillationskolonne
verringert wird. Auch im Fall einer Dünnfilmdestillationskolonne
oder einem Teilkondensator ist es bevorzugt, einen Demister am Auslassteil des
teilweise kondensierten Dampfes anzuordnen, um eine Verringerung
der Reinheit durch flüssigen Nebel
zu verhindern. Da der Demister in einem niederen Teil angeordnet
ist, wird vorzugsweise ein Flüssigkeitssammeldemister
verwendet.
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Vom
Gesichtspunkt der Reaktivität
von 4-Isopropenylphenol ist die Betriebstemperatur der Destillationskolonne
vorzugsweise so gering wie möglich.
Jedoch kann ein Tieftemperaturbetrieb zur Bildung von Feststoffen
und zum Verstopfen durch Oligomere, wie ein Dimer und das Trimer
von 4-Isopropenylphenol,
führen.
Auf der anderen Seite ist die Temperatur der Destillationskolonne
durch das Dampf-Flüssigkeitsgleichgewicht
bestimmt und, da die Dampfzusammensetzung sich im wesentlichen nicht ändert, führt eine
Zunahme der Temperatur bei der Destillation zu einer Zunahme des
Spaltdrucks. Der Druck im Spaltgefäß muss aufgrund des Verhältnisses
mit der Spaltausbeute ein korrekt reduzierter Druck sein. Aus diesem
Grund verringert sich die Ausbeute von 4-Isopropenylphenol wenn
die Temperatur zu stark ansteigt.
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Als
Ergebnis verschiedener Studien, bei denen diese Gegebenheiten in
Betracht gezogen wurde, wurde gefunden, dass durch Betreiben der
Destillationskolonne bei einer Temperatur in der Kolonne im Bereich
von 130 bis 200 °C,
bei der die Zersetzung von dem 4-Isopropenylphenol Dimer beginnt, ohne
dass sich die oben beschriebenen Oligomere verfestigen, Verunreinigungen,
wie Chromanderivate und Flavanderivate abgetrennt und entfernt werden können, ohne
dass sich Feststoffe bilden, Verklumpung auftritt und die Ausbeute
von 4-Isopropenylphenol
verringert wird. Es ist erwünscht,
dass der Druck der Destillationskolonne nicht größer als 40 kPa (300 mmHg) ist.
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Das
von der Destillationskolonne abdestillierte Spaltprodukt wird kondensiert
und ein Teil davon in die Destillationskolonne zurückgeführt. Die Rückführungsflüssigkeit
kann ein Teil der gesamten, kondensierten Flüssigkeit im gesamten Kondensator oder
ein Teil oder alles der teilweise kondensierten Flüssigkeit
in einen Teilkondensator sein. Gewöhnlich wird eine solche kondensierte
Flüssigkeit
durch eine Aufnahme für
die kondensierte Flüssigkeit
zu der Destillationskolonne zurückgeführt. In
diesem Fall wird ein Teil des 4-Iropropenylphenols
in der Aufnahme für
die kondensierte Flüssigkeit
oder bereits im Kondensator zu einem Oligomer, wie einem Dimer und
einem Trimer. Solche niederpolymerisierten Produkte sind im Vergleich
mit 4-Isopropenylphenol und Phenol dazu geneigt sich zu verfestigen,
so dass diese zur Bildung von festen Materialien und zum Verstopfen
der Destillationskolonne führen.
Demzufolge ist gewünscht,
dass die Aufenthaltszeit der Flüssigkeit
im Kondensator und in der Aufnahme für die kondensierte Flüssigkeit
so gering wie möglich
ist.
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Es
ist unerwünscht,
dass die Rückflussmenge
zu groß oder
zu gering ist. Wenn die Rückflussmenge
zu groß ist,
führt dies
zu einer Verringerung der Ausbeute an 4-Isopropenylphenol und der Bildung von
festen Materialien und zur Verstopfung der Destillationskolonne
durch Oligomere von 4-Isopropenylphenol. Im Gegensatz dazu, falls
die Rückflussmenge
zu gering ist, ist dies vom Standpunkt der Effektivität der Destillation
zur Reinigung nicht wünschenswert.
Unter Berücksichtigung
dieser Punkte liegt das Rückflussverhältnis vorzugsweise
im Bereich von 0,01 bis 3 und besonders bevorzugt im Bereich von
0,05 bis 1. In diesem Fall wird das Rückflussverhältnis, auf das sich hier bezogen
wird, als Verhältnis
von (dem Gewicht der Rückflussflüssigkeit)
zu {(dem Gesamtgewicht des destillierten Dampfes) – (dem Gewicht
der Rückflussflüssigkeit)} definiert.
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Im
Spaltprodukt, das durch das Verfahren dieser Erfindung erhalten
wird, ist der Gehalt an Chromanderivaten und Flavanderivaten, die
im Herstellungsverfahren von Bisphenol A nur schwer abgetrennt werden
können,
deutlich reduziert. Daher ist es möglich, die Reinheit von Bisphenol
A im Vergleich mit Verfahren des Stands der Technik, in denen die
Reinigung des Spaltprodukts nicht durchgeführt wird, zu erhöhen. Des
weiteren sind, da die zirkulierenden Mengen von Verunreinigungen
durch das Verfahren der Erfindung reduziert werden, die Produktionskosten
von Bisphenol A reduziert. Speziell beim Arbeiten bei einer definierten
Reinheit wird der Effekt der Rationalisierung größer.
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Andererseits
kann die Sumpfflüssigkeit
der Destillationskolonne aus dem System entfernt werden, allerdings
ist es unter Berücksichtigung
der Ausbeute von 4-Isopropenylphenol
effizienter, diese Flüssigkeit
in das Spaltreaktionsgefäß rückzuführen. Hochsiedende
Verbindungen, erhalten von 4-Isopropenylphenol und Phenol, die in
das Spaltreaktionsgefäß zurückgeführt werden,
werden erneut in 4-Isopropenylphenol und Phenol gespalten, die dann
destilliert und wiedergewonnen werden.
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Die
Materialien, die aus dem System der Erfindung, einschließlich des
Spaltreaktionsgefäßes und
der Destillationskolonne, entnommen werden, sind gewöhnlich die
Spaltprodukte, die aus dem Kopf der Destillationskolonne entnommen
werden, sowie die Reste aus dem Spaltreaktionsgefäß. Dennoch werden
bei diesem Verfahren die Verunreinigungen, wie Chromanderivate und
Flavanderivate im Rest des Spaltreaktionsgefäßes konzentriert. Dieser Rest ist
ebenfalls eine Phenol basierte Masse, und kann verschiedenen Verwendungen
zugeführt
werden. Jedoch sind in Bezug auf eine Verwendung Verunreinigungen,
wo Chromanderivate und Flavanderivate unerwünscht, so dass die Verringerung
dieser Verunreinigungen erwünscht
ist.
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Diese
Verunreinigungen können
abgetrennt und vom entnommenen Spaltrest entfernt werden, dies ist
allerdings nicht effizient. Im Rahmen dieser Erfindung wurde gefunden,
dass solche ein Problem gelöst
werden kann, indem die Verunreinigungen, wie Chromanderivate und
Flavanderivate, durch Seitenschnitt aus dem System entnommen werden. Durch
den Seitenschnitt wird die Reinheit der Spaltprodukte, die zur Reinigung
destilliert werden, ebenfalls erhöht. Dies ist der Fall, da durch
den Seitenschnitt diese Verunreinigungen reduziert werden, und nichtgespaltenes
Bisphenol A, das vom Spatprodukt mitgerissen wird, reduziert wird.
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Es
ist bevorzugt, dass der Seitenschnitt im Flüssigphasenteil, in dem Verunreinigungen,
wie Chromanderivate, Flavanderivate und das oben beschriebene nichtgespaltene
Bisphenol A konzentriert sind, durchgeführt wird. Als Stufe zum Durchführen des
Seitenschnitts ist die Stufe geeignet, an der diese Verunreinigungen
hochkonzentriert sind, wobei der unterste Teil der Destillationskolonne
bevorzugt ist. Der Seitenschnitt kann kontinuierlich oder periodisch durchgeführt werden
und die Seitenschnittmenge ist vorzugsweise zumindest 1 Gew.-% der
Rückflussflüssigkeit
der Destillationskolonne. Es gibt keine Beschränkung für eine obere Grenze, unter
Berücksichtigung
der Wirtschaftlichkeit ist allerdings die obere Grenze vorzugsweise
etwa 20 Gew.-% oder weniger.
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Es
ist bevorzugt, dass das erhaltene Spaltprodukt dem Herstellungsverfahren
von Bisphenol A wieder zugeführt
wird. Das Spaltprodukt wird im allgemeinen in Gegenwart eines saueren
Katalysators wieder zu Bisphenol A kombiniert und nach Kristallisation
zu Reinigungszwecken wird das Produkt als Bisphenol A wiedergewonnen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung unter Bezug auf die folgenden Beispiele
genauer beschrieben. Die Zusammensetzungsanalysewerte, die in den Beispielen
beschrieben werden, sind die, die anhand des folgenden Verfahrens
bestimmt wurden:
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(1) Zusammensetzungsanalyse:
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Die
Zusammensetzung wurde unter Verwendung eines Flüssigchromatographen (hergestellt durch
JASCO Corporation, Typ: PU-980, Detektor: UV-970, Säulen: ODS-Füllkörpergröße 5 μm) sowie unter
Verwendung eines Entwicklungslösemittels
auf Basis von Acetonitril/Wasser-Gradient gemessen.
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Beispiel 1:
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Eine
Mischung, enthaltend 60 Gew.-% Bisphenol A, 11 Gew.-% 4-(4-Hydroxyphenyl)-2,2,4-trimethylchroman
(im folgenden als Codimer bezeichnet), 5 Gew.-% 2-(4-Hydroxyphenyl)-2,4,4-trimethylchroman
( im folgenden als Flavan bezeichnet) und 24 Gew.-% hochsiedende
Substanzen, wurde unter Verwendung eines Spaltreaktors mit einer
Füllkörperkolonne,
die darin angeordnet ist (oberer Teil), unterworfen. Der Füllkörperteil
der Füllkörperkolonne
war mit einer Höhe
von 60 cm geordnet gepackt (Melapack, ein Handelsname, hergestellt
von SUMITOMO HEAVY INDUSTRIES, LTD.) und im unteren Teil davon war
ein Flüssigkeitskollektor
als Demister angeordnet. Eine Mischung aus Bisphenolen wurde kontinuierlich
in das Spaltreaktionsgefäß gegeben
und die Spaltreaktion wurde in Gegenwart von Natriumhydroxidkatalysator
bei einer Temperatur von 230 °C
unter reduziertem Druck von 8 kPa (60 mmHg) durchgeführt. Die
Temperatur des Füllkörperteils
der Füllkörperkolonne
betrug 160 °C
und der Druck wurde auf einen verminderten Druck von 7,7 kPa (58
mmHg) eingestellt. Das Destillat des Spaltreaktionsgefäßes wurde
daraus kontinuierlich in Dampfform abgeführt, der Füllkörperkolonne zugeführt und
nachdem es kondensiert wurde, wurde das Kondensat zum oberen Teil
der Füllkörperkolonne
in einem Rückflussverhältnis von
0,3 zurückgeführt. Im
Rahmen des kontinuierlichen Betriebs während zwei Monaten wurde eine
Druckzunahme im Füllkörperteils
nicht beobachtet. Als Ergebnis der Zusammensetzungsanalyse des Destillats
aus der Füllkörperkolonne
wurde 36 Gew.-% Phenol, 63 Gew.% 4-Isopropenylphenol, 0,3 Gew.-%
Codimer, 0,2 Gew.-% Flavan und 0,5 Gew. % nichtidentifizierte Substanzen
gefunden, und 85 Gew. % des eingespeisten Rohmaterials wurde wiedergewonnen.
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In
diesem Fall enthielt der Spaltrest 24 Gew.-% Codimer und 12 Gew.-%
Flavan.
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Beispiel 2:
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Es
wurde das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 verfolgt, mit der
Ausnahme, dass aus dem Flüssigkeitssammelteil
im unteren Teil der Füllkörperkolonne
eine Flüssigkeitsmenge,
entsprechend 5 Gew.-% der Rückflussflüssigkeit,
aus der Destillationskolonne kontinuierlich entnommen wurde und
die Spaltreaktion durchgeführt
wurde. Als Ergebnis der Zusammensetzungsanalyse des Spaltdestillats
wurden 36,2 Gew. % Phenol, 63,2 Gew.-% 4-Isopropenylphenol, 0,2
Gew. % Codimer und 0,1 Gew.-% Flavan sowie 0,3 Gew.-% nichtidentifizierte
Substanzen erhalten. Der Spaltrest enthielt 5 Gew.-% Codimer und
2 Gew.-% Flavan.
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Vergleichsbeispiel 1:
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Das
Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass
die Füllkörperkolonne aus
dem Destillationsteil des Spaltreaktionsgefäßes entfernt wurde, und das
Destillat direkt aus dem System entnommen wurde. Als Ergebnis der
Zusammensetzungsanalyse des Spaltdestillats wurden 31 Gew. % Phenol,
54 Gew.-% 4-Isopropenylphenol, 9 Gew.-% Codimer, 5 Gew. % Flavan
und ein Gew. % nichtidentifizierte Substanzen gefunden.
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Vergleichsbeispiel 2:
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Das
gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 wurde durchgeführt, mit
der Ausnahme, dass das Rückflussverhältnis des
Destillationsschrittes auf 5 geändert
wurde und die Spaltreaktion wurde durchgeführt. Als Ergebnis der Zusammensetzungsanalyse
des Spaltdestillats wurden 35 Gew. % Phenol, 62 Gew.-% 4-Isopropenylphenol,
3 Gew.-% Codimer, 0,2 Gew.-% Flavan und 2,5 Gew.-% nichtidentifizierte Substanzen
gefunden. Die Menge der destillierten Flüssigkeit betrug 70 Gew. % der
zum Spaltreaktionsgefäß zugeführten Menge.
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Vergleichsbeispiel 3:
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Es
wurde dem Verfahren aus Beispiel 1 gefolgt, mit der Ausnahme, dass
die Temperatur des Füllkörperteils
der Füllkörperkolonne
auf 110 °C
geändert
wurde und die Spaltreaktion durchgeführt wurde. Ein Monat nach Start
des kontinuierlichen Betriebs begann der Druck des Füllkörperteils
der Kolonne zu steigen und nach zwei weiteren Monaten wurde der
Betrieb schwierig, wodurch der Betrieb beendet wurde.
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Wie
oben beschrieben kann, da das Spaltreaktionsprodukt in dampfförmigem Zustand
einer Destillationskolonne zugeführt
wird, das Auftreten der Polymerisation des hochreaktiven Isopropenylphenols,
etc. verhindert werden und die Bildung von Oligomeren wie Dimeren
und Trimeren kann unterdrückt
werden. Demzufolge kann Phenol und Isopropenylphenol mit einer hohen
Reinheit erhalten werden. Auch wird, wenn das Destillat des Rückflussschrittes
(Rückflussrest)
dem Herstellungsschritt von, beispielsweise Bisphenol A etc., zugeführt wird, die
Qualität
des Bisphenol A als Produkt nicht verringert und die Reinheit davon
eher verbessert, und die Produktionskosten verringert. Des Weiteren
kann die Aufkonzentration von Verunreinigungen, wie Chromanderivaten
und Flavanderivaten im Rest des Spaltreaktionsgefäßes verhindert
werden, indem diese in der Destillationskolonne seitengeschnitten
werden, wodurch der Gehalt an Chroman und Flavanen in Spaltrest
verringert wird.