ES2601462T3

ES2601462T3 - Procedimiento de fabricación del bisfenol A

Info

Publication number: ES2601462T3
Application number: ES02710951.1T
Authority: ES
Inventors: Annie Commarieu
Original assignee: Arkema France SA
Current assignee: Arkema France SA
Priority date: 2001-01-23
Filing date: 2002-01-08
Publication date: 2017-02-15
Anticipated expiration: 2022-01-08
Also published as: FR2819805A1; US20040110992A1; EP1353891A1; FR2819805B1; KR20030070132A; WO2002059069A1; MXPA03006585A; CA2435640A1; JP2004526697A; CN1210242C; BR0206661B1; JP2014221777A; CA2435640C; JP5804976B2; EP1353891B1; US7227046B2; CN1487912A; PT1353891T; JP2012149068A; KR100675051B1

Abstract

Procedimiento continuo de fabricación del bisfenol A por reacción del fenol y de la acetona en presencia de un catalizador ácido fuerte y de un co-catalizador, caracterizado por que se utiliza como un co-catalizador ditioéter que es el 2,2-bis(metiltio)propano.

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento de fabricacion del bisfenol A

La presente invencion se refiere al campo de los bisfenoles y mas particularmente tiene como objetivo la fabricacion del bisfenol A (4,4'-isopropilidendifenol).

El bisfenol A es el bisfenol mas utilizado industrialmente. Se producen mas de un millon de toneladas, y se emplea principalmente como intermedio en la fabricacion de materias plasticas, principalmente policarbonatos, resinas epoxi y poliesteres.

El bisfenol A es un producto conocido desde hace mucho tiempo y la bibliografla relativa a su slntesis es abundante (vease por ejemplo Ullman's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5a edicion, vol. A 19, pp. 350-351). Industrialmente, el bisfenol A se obtiene generalmente por condensacion de un mol de acetona con 2 moles de fenol segun la reaccion:

imagen1

Esta reaccion se efectua generalmente en presencia de un catalizador acido fuerte (HCl o una resina suflonica) y de un co-catalizador de mercaptano tal como el metilmercaptano (MM) o el acido 3-mercaptopropionico. En ausencia de catalizador de mercaptano, la reaccion es posible, pero es mas lenta y menos selectiva, formandose entonces el isomero 2,4' mas facilmente.

La figura 1 anexa representa un esquema de principio de un procedimiento industrial clasico de fabricacion del bisfenol A. Este procedimiento comprende esencialmente una zona de reaccion alimentada con acetona, fenol, acido fuerte y mercaptano (fresco y reciclado) y una zona de cristalizacion del bisfenol A con medios para la separacion de los compuestos ligeros y de los pesados y para el reciclado del mercaptano (MM).

En dicho procedimiento, no se puede recliclar la totalidad del mercaptano y es necesario introducir un complemento de mercaptano fresco, complemento que puede llegar al 99% de la cantidad total necesaria.

Desgraciadamente, debido a su alta toxicidad, las entregas de metilmercaptano plantean tales problemas de seguridad que los fabricantes de bisfenol A que utilizan metilmercaptano como co-catalizador estan buscando soluciones que reemplacen al metilmercaptano. Asl, se ha propuesto en la patente US 4517387 reemplazar la alimentacion con metilmercaptano por una inyeccion directa de metilmercaptano de sodio (SMM) en la reaccion de slntesis del bisfenol A. Este modo operatorio parece diflcilmente utilizable a escala industrial ya que puede generar un deposito de sales de sodio en el reactor. Otra solucion que se considera consistirla en producir, en una instalacion especlfica del sitio del usuario, el metilmercaptano a partir de SMM antes de inyectarlo en el reactor de slntesis de bisfenol A. Sin embargo, la aplicacion de esta solucion es relativamente tediosa ya que necesita la instalacion de un reactor suplementario para neutralizar el SMM mediante un acido fuerte y genera efluentes acuosos salinos malolientes.

Se ha encontrado ahora que se puede resolver el problema reemplazando el metilmercaptano por un ditioeter de formula general (I), obteniendose este producto por condensacion de una molecula de un derivado carbonilado (II) con dos moleculas de un mercaptano (III):

imagen2

Sintetizados ex situ en el sitio de produccion del mercaptano, los ditioeteres son productos faciles de manipular. Llquidos a temperaturas generalmente 15 utilizadas para la slntesis del bisfenol A (25-180°C), los ditioeteres llquidos

se pueden introducir directamente en el reactor de slntesis del bisfenol A por medio de una bomba dosificadora; su empleo no necesita por lo tanto ninguna modification sustancial de la instalacion existente de fabrication del bisfenol A. Ademas, al contrario que el SMM, los ditioeteres presentan la ventaja de no generar efluentes alcalinos malolientes.

5 La invention tiene por lo tanto como objetivo un procedimiento continuo de fabricacion del bisfenol A por reaction del fenol y de la acetona en presencia de un catalizador acido fuerte y de un co-catalizador, caracterizado por que se utiliza como co-catalizador un ditioeter que es el 2,2-bis(metiltio)propano (todavla denominado 3,3-dimetil-2,4- ditiapentano y en adelante designado con la abreviatura BMTP) que es el producto de condensation de una molecula de acetona con dos moleculas de metilmercaptano):

Chk CH3

► / \ + h2o

ch3sl ^-sch3 2

BMTP

Este ditioeter presenta las siguientes caracterlsticas:

: BMTP

Temperatura de cristalizacion: -18°C

Temperatura de ebullicion: 155°C

15 Se puede considerar que el BMTP es un equivalente del metilmercaptano. Por lo tanto, se puede utilizar en una instalacion existente de fabricacion del bisfenol A en las mismas condiciones que el metilmercaptano, trabajando a isoconcentracion de azufre en la mezcla de reaccion. Sabiendo que un mol de tioeter corresponde a 2 moles de metilmercaptano, 1 kg de BMTP equivale, en actividad, a 0,7 kg de metilmercaptano.

Dado que, en un procedimiento industrial clasico de fabricacion del bisfenol A, la concentration de metilmercaptano 20 de la mezcla de reaccion esta comprendida entre 1 y 100% molar con respecto al catalizador acido fuerte (resina sulfonica, acido clorhldrico o acido sulfurico), la cantidad de ditioeter que se va a utilizar estara comprendida entre 0,5 y 50% molar con respecto al catalizador acido fuerte, preferentemente entre 2,5 y 25%.

Los ditioeteres utilizados se pueden sintetizar por cualquier medio conocido, pero pueden serlo ventajosamente inyectando el mercaptano (III) en el derivado carbonilado (II) a temperatura ambiente en presencia de un catalizador 25 acido fuerte tal como el acido clorhldrico, el acido sulfurico o un solido acido como una resina sulfonica (por ejemplo la resina Amberlyst®15) o una zeolita, eliminando luego en evaporador rotativo o mediante destilacion el derivado carbonilado eventualmente en exceso y el agua producida. La mezcla de reaccion al fin de la slntesis esta compuesta esencialmente de ditioeter, agua y derivado carbonilado que no ha reaccionado. Tambien se puede inyectar tal cual (es decir el ditioeter en mezcla con agua y el derivado carbonilado) en el procedimiento del bisfenol 30 A (sobre todo cuando el ditioeter es el BMTP ya que todos los componentes de la mezcla estan presentes en el medio de reaccion).

En el procedimiento segun la invencion, la slntesis del bisfenol A se efectua exactamente en las mismas condiciones operatorias que las utilizadas cuando el co-catalizador es el metilmercaptano, es decir:

- relation molar fenol/acetona: 1 a 50, preferentemente 5 a 20,

35 - temperatura: 25-180°C, preferentemente de 40 a 160°C,

- presion: 0,5-20 bares, preferentemente de 1 a 10 bares,

- tiempo de contacto: 5-180 minutos, preferentemente 10 a 120 minutos.

Dado que en el transcurso de la reaccion el BMTP genera metilmercaptano, se puede utilizar sin ninguna modificacion el tren de separacion habitual para recoger los efluentes gaseosos, y luego reciclar o neutralizar 40 mediante sosa.

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imagen3

Tal como se ha indicado anteriormente, la sustitucion del metilmercaptano por BMTP no necesita modificaciones sustanciales de la instalacion existente de fabricacion del bisfenol A, siendo la unica modification, tal como se muestra en la figura 2 anexa, una entrada de BMTP llquido en lugar de una entrada de metilmercaptano.

Segun un modo particular de la realization del procedimiento segun la invention, se puede reemplazar la inyeccion 5 de BMTP puro por la de una mezcla de BMTP, acetona y agua tal como, por ejemplo, el resultante de la slntesis ex- situ del BMTP por reaction de metilmercaptano con un exceso de acetona. Basta considerar la acetona presente en esta mezcla para regular la alimentation del reactor de acetona fresca. La mezcla BMTP-acetona-agua tambien es bien facil de transportar como el BMTP puro y se evita as! la operation de purification del BMTP.

Ademas, la inyeccion de BMTM puro se puede reemplazar por la de una mezcla de BMTM, formol y agua tal como la 10 resultante de la slntesis ex-situ del BMTM por reaccion de metilmercaptano con un exceso de formol.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento continuo de fabrication del bisfenol A por reaction del fenol y de la acetona en presencia de un catalizador acido fuerte y de un co-catalizador, caracterizado por que se utiliza como un co-catalizador ditioeter que es el 2,2-bis(metiltio)propano.

5 2. Procedimiento segun la revindication 1, en el que se utiliza 2,2-bis(metiltio)propano puro.
3. Procedimiento segun la revindication 1, en el que se utiliza una mezcla de 2,2-bis(metiltio)propano, acetona y agua.
4. Procedimiento segun la revindication 3, en el que la mezcla es la que resulta de la slntesis ex-situ del 2,2- bis(metiltio)propano por reaction del metilmercaptano con acetona.

10 5. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la cantidad de ditioeter utilizada esta

comprendida entre 0,5 y 50% molar con respecto al catalizador acido fuerte, preferentemente entre 2,5 y 25%.
6. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que se opera a una temperatura comprendida entre 25 y 180°C, preferentemente entre 40 y 160°C.
7. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que se trabaja a una presion comprendida entre 0,5 15 y 20 bares, preferentemente entre 1 y 10 bares,
8. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el tiempo de contacto esta comprendido entre 5 y 180 minutos, preferentemente entre 10 y 120 minutos.