JP3834837B2 - Method for producing bisphenol A - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明はビスフェノールAの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ビスフェノールA〔2,2−ビス(4′−ヒドロキシフェニル)プロパン〕を製造するために、アセトンと過剰のフェノールを触媒の存在下で反応させることは知られている。この場合、触媒としては、スルホン酸型陽イオン交換樹脂(未変性樹脂)が用いられている。しかし、このものを触媒として用いる場合には、ビスフェノールAの異性体である2−(2′−ヒドロキシフェニル)−2−(4′−ヒドロキシフェニル)−プロパン(以下、単に2,4′−ビスフェノールAという)が相当量副生するため、ビスフェノールAの選択率が低下するという問題がある。そこで、この問題を解決するために、含イオウアミン化合物で変性した変性スルホン酸型陽イオン交換基(以下、単に変性スルホン酸基とも言う)と未変性スルホン酸型陽イオン交換基(以下、単に未変性スルホン酸基とも言う)の両方を含有する変性樹脂を用いることが提案されている(特開昭61−118407号公報、特公昭55−16700号公報、特公平3−36576号公報等)。
ところで、このような変性樹脂からなる触媒を用いてビスフェノールAを製造する場合、その触媒性能は使用時間とともに、徐々に低下し、ある期間使用した後には、新しい触媒と交換することが必要となる。
しかしながら、このような触媒交換は、その交換に多くの手間を要する上、経済的にも不利である。従って、触媒の性能低下を防止する方法や性能低下した触媒を再び高性能の触媒に再生する方法の開発が要望されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、含イオウアミン化合物で変性された変性スルホン酸型陽イオン交換基と未変性スルホン酸型陽イオン基の両方を含有する変性樹脂からなる触媒を用いてアセトンとフェノールを反応させてビスフェノールAを製造する方法において、その触媒性能の低下を防止する方法を提供することをその課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、反応系にチオール化合物を微量添加することにより、その課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明によれば、含イオウアミン化合物で変性された変性スルホン酸型陽イオン交換基と未変性スルホン酸型陽イオン交換基の両方を含有する変性樹脂からなる触媒を用いてアセトンとフェノールを反応させてビスフェノールAを製造する方法において、反応に供する原料混合液中の割合が3〜100重量ppmとなるようにアルキルメルカプタン類を反応系に添加することを特徴とするビスフェノールAの製造方法が提供される。
【0005】
本発明で用いるスルホン酸型陽イオン交換樹脂は、従来よく知られているもので、ゲル型やポーラス型のものを用いることができるが、好ましくはゲル型のものが用いられる。その架橋度は、通常、2〜16%、好ましくは2〜6%の範囲に規定するのがよい。また、その平均粒径は、通常、0.2〜2mm、好ましくは0.4〜1.5mmである。このような未変性のスルホン酸型陽イオン交換樹脂は既に市販されており、例えば、ロームアンドハース社製アンバーライトやアンバーリスト、三菱化成社製ダヤイオン等を好ましく用いることができる。
【0006】
本発明でスルホン酸型陽イオン交換樹脂の変性に用いる含イオウアミン化合物も従来よく知られた化合物で、例えば、3−メルカプトメチルピリジン、3−メルカプトエチルピリジン、4−メルカプトエチルピリジン等のメルカプトアルキルピリジン;2−メルカプトエチルアミン、3−メルカプトブチルアミン、3−n−プロピルアミノ−1−プロピルメルカプタン等のメルカプトアルキルアミン(又はアミノアルキルメルカプタン);チアゾリジン、2,2−ジメチルチアゾリジン、シクロアルキルチアゾリジン、2−メチル−2−フェニルチアゾリジン、3−メチルチアゾリジン等のチアゾリジン;1,4−アミノチオフェノール等のアミノチオフェノール等が挙げられる。特に好ましくは、2−メルカプトエチルアミン及び2,2−ジメチルチアゾリジンである。前記した含イオウアミン化合物は、塩酸等の酸性物質の付加塩や第4級アンモニウム塩であることができる。
【0007】
スルホン酸型陽イオン交換樹脂の変性は、その樹脂を水中又は有機溶媒中で含イオウアミン化合物と反応させることによって行うことができる。有機溶媒としては、フェノールやアセトンを用いることができるが、好ましくは水中で行う。反応温度としては、常温又は加温が採用され、反応時間は、特に長時間を必要とせず数分で充分である。均一に反応させるため、反応混合物を撹拌するのが好ましい。この反応においては、未変性樹脂中に含まれるスルホン酸型陽イオン交換基(未変性スルホン酸基)の一部、通常、3〜30%、好ましくは5〜15%が、変性スルホン酸型陽イオン交換基(変性スルホン酸基)に変換されるように行うのがよい。
【0008】
本発明で用いるアルキルメルカプタン類としては、例えば、メチルメルカプタン、エチルメルカプタン、n−プロピルメルカプタン、n−ブチルメルカプタンなどを挙げることができる。
【0009】
前記変性樹脂を用いてビスフェノールAを製造するには、前記変性樹脂を触媒として充填した反応器に対し、アセトンとフェノールを連続的に供給してその変性樹脂充填層を流通させるとともに、その間にアセトンとフェノールの反応を行い、得られたビスフェノールAを含む反応生成物を反応器から連続的に抜出す。反応温度はフェノールの融点以上の温度、通常、40〜100℃、好ましくは50〜90である。反応圧力は、1〜1.5気圧、好ましくは常圧ないし微加圧である。反応時間は15〜200分、好ましくは30〜120分である。フェノールの使用量は、アセトン1モルに対し、8〜20モル、好ましくは10〜16モルである。
本発明においては、反応系にチオール化合物を添加するが、このためには、反応原料であるフェノール及び/又はアセトンあるいはフェノールとアセトンの混合液にチオール化合物を添加する方法や、チオール化合物をこれらの反応原料とは別に、直接反応器に添加する方法等を採用することができる。
【0010】
次に、本発明を図面を参照しながら説明する。
図1はビスフェノールA製造用反応器の説明図である。図1において、1は反応器、2は樹脂充填層(触媒充填層)を示す。
【0011】
反応器に触媒充填層を形成するには、先ず、ビスフェノールA製造用反応器1に対して、未変性のスルホン酸型陽イオン交換樹脂を充填し、未変性樹脂充填層2を形成する。未変性樹脂は、通常、含水物として市販されているが、このような含水未変性樹脂は、含イオウアミン化合物のフェノール溶液との接触に先立ち、あらかじめフェノールと接触させ、その樹脂中に含まれる水をフェノールと置換させるのが好ましい。
次に、バルブ5及びバルブ6を開いた状態で、含イオウアミン化合物のフェノール溶液を、ライン3を介して反応器底部に導入し、さらに未変性樹脂充填層2内を上方に流通させる。充填層2の上部空間には充填層2を流通してきたフェノール溶液が貯留し、その上部空間容積より過剰のフェノール溶液はこれをライン4を介して反応器外へ抜出す。前記フェノール溶液中の含イオウアミン化合物の濃度は、通常、0.1〜10重量%、好ましくは1〜5重量%である。また、未変性樹脂充填層2中を流通させるフェノール溶液の全供給量は、全未変性樹脂量の3〜30重量%、好ましくは5〜15重量%が変性樹脂に変換される量である。未変性樹脂充填層を流通させるフェノール溶液の流通速度は、乾燥物基準の樹脂1kg当り、0.01〜0.20kg/分、好ましくは0.02〜0.1kg/分である。
前記のようにして反応器内において未変性樹脂と含イオウアミン化合物との反応を行った後、バルブ5を開き、反応器内に存在するフェノール溶液を反応器外へ抜出す。このようにして、反応器1内には、変性スルホン酸基と未変性スルホン酸基の両方を含有する変性樹脂からなる触媒充填層2が形成される。このようにして形成された触媒充填層は、それに含まれる変性スルホン酸基がほぼ均一に分散したもので、触媒充填層底部と頂部における変性スルホン酸樹脂中の変性スルホン酸基の含有率の差は、通常、5%以内である。
前記のようにして反応器1内に変性樹脂からなる触媒充填層を形成する場合、フェノール溶液は、反応器底部からではなく、その頂部から下方に流通させることもできる。
【0012】
前記のようにして、反応器1内に未変性樹脂からなる触媒充填層を形成する場合、含イオウアミン化合物は、フェノール溶液として用いることが好ましい。含イオウアミン化合物をフェノール溶液として用い、これを未変性樹脂層2中を流通させるときには、含イオウアミン化合物と未変性スルホン酸基との反応速度が遅いために、充填層2中の未変性スルホン酸基と含イオウアミン化合物の急速な反応が防止され、両者の反応は未変性樹脂層全体にわたって、ほぼ均一化された状態で行うことができる。含イオウアミン化合物を水溶液として未変性樹脂層2中を流通させるときには、含イオウアミン化合物と未変性スルホン酸基との反応速度が速いために、未変性樹脂層の底部において急速な反応が起り、未変性樹脂層2の頂部付近において起る反応は少なく、樹脂層底部における変性スルホン酸基濃度は著しく大きく、一方、樹脂層頂部における変性スルホン酸基濃度は著しく小さいものとなる。
【0013】
前記のようにして形成された触媒充填層を有する反応器は、ビスフェノールA製造用反応器として用いられる。即ち、アセトンとフェノールとの混合液をライン4から反応器1内に導入するとともに、ライン7及びバルブ8を介してチオール化合物を混合物に添加し、チオール化合物を含む混合液を触媒充填層2内を流通させる。この間にアセトンとフェノールとの反応が起り、ビスフェノールAを含む反応生物はライン3を通って反応器1から抜出される。
【0014】
ライン7を通って反応系に供給されるチオール化合物は、単独でもよいし、フェノール溶液又はアセトン溶液あるいはフェノールとアセトンの混合液に溶解させた溶液であってもよい。チオール化合物の添加量は、原料混合液中のチオール化合物の濃度が0.3〜1000重量ppm、好ましくは3〜100重量ppmとなるような割合である。
前記のようにして反応を行うことにより、触媒性能の低下を防止することができ、10000時間以上にもわたって高収率でかつ選択性よくビスフェノールAを連続的に製造することができる。
【0015】
反応系に対するチオール化合物の添加は、前記のように反応初期から連続的に行う必要はなく、間欠的に行うことができる
【0016】
本発明者らの研究によれば、触媒性能の低下は、触媒中の変性スルホン酸基が被毒を受けてその機能停止に起因することが見出された。本発明による触媒性能の低下を防止する原理は、チオール化合物を反応系に共存させることにより、変性スルホン酸基の被毒を防止することにある。
【0017】
【実施例】
次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
【0018】
参考例1
ビスフェノールA製造用反応器に対する触媒の充填を図1に示した反応器を用いて行った。この場合、反応器1としては、内径:120mm、高さ:1.5mの円筒容器からなり、反応器頂底部に多孔板(孔径:約0.1mm)を配設したものを用いた。
【0019】
先ず、この反応器1に対し、水を吸収して湿潤状態にある含水率65wt%の未変性のスルホン酸型陽イオン交換樹脂(平均粒径:0.5mm、商品名「アンバーライト118−H、ローム&ハース社製)を10kg充填し、未変性樹脂充填層2を形成した。次に、バルブ5及びバルブ6を開き、ライン3を介してフェノール流通させ、ライン4より反応器外へ抜き出しながら未変性樹脂にフェノールを接触させて樹脂中の水をフェノールと置換させた。
次いで、このようにして形成された未変性樹脂充填層を有する反応器1に対し、ライン3及びバルブ5を介して、2−メルカプトエチルアミン(MEA)の3重量%フェノール溶液を樹脂充填層の全重量(乾燥物基準)の1.3倍導入するとともに、未変性樹脂層2中を上方に循環流通させた。この場合の樹脂とフェノール溶液の接触温度は70℃であり、樹脂充填層を通過したフェノール溶液の循環量は、樹脂充填層の重量(乾燥物基準)の6倍であり、フェノール溶液の樹脂充填層に対する供給速度は、乾燥物基準の樹脂1kg当り、0.05kg/分である。
以上のようにして樹脂充填層に対するフェノール溶液を供給した後、反応器内のフェノール溶液を反応器外部へ除去した。このようにして形成された樹脂充填層中の変性スルホン酸基含有率の分布を調べたところ、樹脂充填層の頂部における変性樹脂中の変性基含有率は約9.8%であり、一方、その底部における変性樹脂中の変性スルホン酸基含有率は約10.2%であり、変性スルホン酸基は樹脂層中ほぼ全体的に均一に分布していることが確認された。
【0020】
参考例2
参考例1において、MEAフェノール溶液の代りに、2,2−ジメチルチアゾリジン(DMT)のフェノール溶液を用いた以外は同様にして実験を行った。この場合も、得られた触媒充填層中の変性スルホン酸基の分布はほぼ均一であった。
【0021】
実施例1
参考例1で得られた内部に触媒充填層2を形成した反応器1に対し、試薬アセトン(和光純薬工業社製、試薬特級)4.7重量%と試薬フェノール(和光純薬工業社製、試薬特級)95.3重量%からなる混合液をライン4を介して反応器1に導入するとともに、ライン7及びバルブ8を介して、チオール化合物としてエチルメルカプタンをライン4を通る混合液に添加混合した。この場合のチオール化合物の添加量は、触媒充填層2を通る以前の反応混合液中の濃度で30重量ppmであった。反応生成液は、ライン3を介して反応器1から抜出した。この場合、反応温度は70℃とし、触媒と混合液との接触時間は70分とした。
前記のようにして連続反応して得られた500時間目の反応生成物を分析した結果、ビスフェノールAの生成率は7.00モル%であり、またその異性体である2,4’−ビスフェノールAの生成率は0.28%であった。
前記のようにして3000時間連続反応を行った結果、反応生成液はビスフェノールAの生成率は6.95モル%であり、また、その異性体である2,4’−ビスフェノールAの生成率は0.28モル%であり、長時間にわたって触媒性能が高性能に保持されることが確認された。
【0022】
比較例1
実施例1において、チオール化合物の添加を行わない以外は同様にして実験を行った。この場合には、500時間目の生成物組成は実施例1と、ほぼ同じであったが、3000時間目の反応生成液組成は、ビスフェノールAの生成は4.88モル%であり、また、その異性体である2,4’−ビスフェノールAの生成率が0.37モル%となり、触媒性能が低下したことが確認された。
【0023】
実施例2
実施例1において、反応器1として、参考例2で得られた内部に触媒充填層を形成した反応器を用いた以外は同様にしてアセトンとフェノールとの反応を行った。
前記のようにして連続反応して得られた500時間目の反応生成物を分析した結果、ビスフェノールAの生成率は7.04モル%であり、またその異性体である2,4’−ビスフェノールAの生成率は0.29モル%であった。
前記反応を3000時間連続的に行ったところ、反応生成物組成は、ビスフェノールAの生成率は7.03モル%であり、また、その異性体である2,4’−ビスフェノールAの生成率は0.28モル%であり、触媒性能は長時間にわたって高性能に保持されることが確認された。
【0024】
比較例2
実施例2において、チオール化合物の添加を行わない以外は同様にして実験を行った。この場合には、500時間目の生成物組成は実施例2とほぼ同じであったが、3000時間目の反応生成液組成は、ビスフェノールAの生成率は4.95モル%であり、また、その異性体である2,4’−ビスフェノールAの生成率が0.39モル%となり、触媒性能が低下したことが確認された。
【0027】
【発明の効果】
本発明によれば、ビスフェノールAの製造に際し、その触媒性能を長時間にわたって高性能に保持することができ、これにより、ビスフェノールAを高収率及び高選択率で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】反応器の説明図である。
【符号の説明】
1 反応器
2 樹脂充填層(触媒充填層)
5、6、8 バルブ
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a method for producing bisphenol A.
[0002]
[Prior art]
To produce bisphenol A [2,2-bis (4'-hydroxyphenyl) propane], it is known to react acetone with excess phenol in the presence of a catalyst. In this case, a sulfonic acid type cation exchange resin (unmodified resin) is used as the catalyst. However, when this is used as a catalyst, 2- (2'-hydroxyphenyl) -2- (4'-hydroxyphenyl) -propane (hereinafter simply referred to as 2,4'-bisphenol), which is an isomer of bisphenol A, is used. A) is a by-product of a considerable amount, so that the selectivity of bisphenol A is lowered. Therefore, in order to solve this problem, a modified sulfonic acid type cation exchange group modified with a sulfur-containing amine compound (hereinafter also simply referred to as a modified sulfonic acid group) and an unmodified sulfonic acid type cation exchange group (hereinafter simply referred to as an unmodified sulfonic acid type cation exchange group). It has been proposed to use a modified resin containing both of them (also referred to as a modified sulfonic acid group) (Japanese Patent Laid-Open No. 61-118407, Japanese Patent Publication No. 55-16700, Japanese Patent Publication No. 3-36576).
By the way, when manufacturing bisphenol A using the catalyst which consists of such a modified resin, the catalyst performance falls gradually with use time, and after using for a certain period, it is necessary to replace | exchange for a new catalyst. .
However, such catalyst replacement requires a lot of labor and is also economically disadvantageous. Accordingly, there is a demand for the development of a method for preventing the catalyst performance from being degraded and a method for regenerating the degraded catalyst to a high-performance catalyst again.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention relates to bisphenol A by reacting acetone and phenol using a catalyst comprising a modified resin containing both a modified sulfonic acid type cation exchange group modified with a sulfur-containing amine compound and an unmodified sulfonic acid type cation group. a method of producing, to provide a way to prevent the deterioration of the catalyst performance and its challenges.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the problems can be solved by adding a small amount of a thiol compound to the reaction system, and have completed the present invention.
That is, according to the present invention, acetone and phenol are converted using a catalyst comprising a modified resin containing both a modified sulfonic acid type cation exchange group modified with a sulfur-containing amine compound and an unmodified sulfonic acid type cation exchange group. In the method for producing bisphenol A by reacting, a method for producing bisphenol A, characterized in that an alkyl mercaptan is added to the reaction system such that the ratio in the raw material mixture used for the reaction is 3 to 100 ppm by weight. Provided.
[0005]
The sulfonic acid type cation exchange resin used in the present invention is well known in the art, and a gel type or porous type can be used, but a gel type is preferably used. The degree of cross-linking is usually 2-16%, preferably 2-6%. Moreover, the average particle diameter is 0.2-2 mm normally, Preferably it is 0.4-1.5 mm. Such unmodified sulfonic acid type cation exchange resins are already on the market, and for example, Amberlite manufactured by Rohm and Haas, Amberlyst, Dayaion manufactured by Mitsubishi Kasei can be preferably used.
[0006]
The sulfur-containing amine compound used for the modification of the sulfonic acid type cation exchange resin in the present invention is also a well-known compound such as mercaptoalkylpyridine such as 3-mercaptomethylpyridine, 3-mercaptoethylpyridine, 4-mercaptoethylpyridine and the like. Mercaptoalkylamine (or aminoalkyl mercaptan) such as 2-mercaptoethylamine, 3-mercaptobutylamine, 3-n-propylamino-1-propylmercaptan; thiazolidine, 2,2-dimethylthiazolidine, cycloalkylthiazolidine, 2-methyl And thiazolidine such as 2-phenylthiazolidine and 3-methylthiazolidine; and aminothiophenol such as 1,4-aminothiophenol. Particularly preferred are 2-mercaptoethylamine and 2,2-dimethylthiazolidine. The aforementioned sulfur-containing amine compound can be an addition salt of an acidic substance such as hydrochloric acid or a quaternary ammonium salt.
[0007]
Modification of the sulfonic acid type cation exchange resin can be performed by reacting the resin with a sulfur-containing amine compound in water or an organic solvent. As the organic solvent, phenol or acetone can be used, but it is preferably carried out in water. As the reaction temperature, room temperature or warming is adopted, and the reaction time is not particularly long and a few minutes is sufficient. In order to make it react uniformly, it is preferable to stir the reaction mixture. In this reaction, a part of the sulfonic acid type cation exchange group (unmodified sulfonic acid group) contained in the unmodified resin, usually 3 to 30%, preferably 5 to 15% is modified sulfonic acid type cation. It is good to carry out so that it may be converted into an ion exchange group (modified sulfonic acid group).
[0008]
The alkyl mercaptans used in the present invention, for example, methyl mercaptan, ethyl mercaptan, n- propyl mercaptan, a etc. n- butyl mercaptan.
[0009]
In order to produce bisphenol A using the modified resin, acetone and phenol are continuously supplied to a reactor filled with the modified resin as a catalyst to circulate the modified resin packed bed, while acetone is added. The reaction product containing bisphenol A is continuously withdrawn from the reactor. The reaction temperature is a temperature equal to or higher than the melting point of phenol, usually 40 to 100 ° C., preferably 50 to 90. The reaction pressure is 1 to 1.5 atmospheres, preferably normal to slight pressure. The reaction time is 15 to 200 minutes, preferably 30 to 120 minutes. The usage-amount of phenol is 8-20 mol with respect to 1 mol of acetone, Preferably it is 10-16 mol.
In the present invention, a thiol compound is added to the reaction system. For this purpose, a method of adding a thiol compound to phenol and / or acetone or a mixture of phenol and acetone as a reaction raw material, In addition to the reaction raw material, a method of directly adding to the reactor can be employed.
[0010]
Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory view of a reactor for producing bisphenol A. In FIG. 1, 1 is a reactor, 2 is a resin packed bed (catalyst packed bed).
[0011]
In order to form the catalyst packed bed in the reactor, first, the unmodified sulfonic acid type cation exchange resin is filled into the reactor 1 for producing bisphenol A to form the unmodified resin packed layer 2. An unmodified resin is usually marketed as a hydrated product. However, such a hydrated unmodified resin is contacted with phenol in advance before contacting with a phenol solution of a sulfur-containing amine compound, and water contained in the resin is contained in the resin. Is preferably substituted with phenol.
Next, with the valve 5 and the valve 6 opened, a phenol solution of a sulfur-containing amine compound is introduced into the bottom of the reactor via the line 3 and further circulated in the unmodified resin packed bed 2 upward. The phenol solution that has flowed through the packed bed 2 is stored in the upper space of the packed bed 2, and excess phenol solution from the upper space volume is withdrawn out of the reactor through the line 4. The concentration of the sulfur-containing amine compound in the phenol solution is usually 0.1 to 10% by weight, preferably 1 to 5% by weight. The total amount of the phenol solution to be circulated in the unmodified resin packed layer 2 is such that 3 to 30% by weight, preferably 5 to 15% by weight of the total unmodified resin amount is converted into the modified resin. The flow rate of the phenol solution through which the unmodified resin packed layer is circulated is 0.01 to 0.20 kg / min, preferably 0.02 to 0.1 kg / min, per 1 kg of the resin based on the dry matter.
After the reaction between the unmodified resin and the sulfur-containing amine compound in the reactor as described above, the valve 5 is opened, and the phenol solution present in the reactor is taken out of the reactor. In this way, the catalyst packed bed 2 made of a modified resin containing both modified sulfonic acid groups and unmodified sulfonic acid groups is formed in the reactor 1. The catalyst packed bed formed in this way has the modified sulfonic acid groups contained therein almost uniformly dispersed, and the difference in the content of the modified sulfonic acid groups in the modified sulfonic acid resin at the bottom and top of the catalyst packed bed. Is usually within 5%.
When a catalyst packed bed made of a modified resin is formed in the reactor 1 as described above, the phenol solution can be circulated downward from the top of the reactor instead of from the bottom.
[0012]
As described above, when a catalyst packed layer made of an unmodified resin is formed in the reactor 1, the sulfur-containing amine compound is preferably used as a phenol solution. When the sulfur-containing amine compound is used as a phenol solution and is circulated through the unmodified resin layer 2, the reaction rate between the sulfur-containing amine compound and the unmodified sulfonic acid group is slow, so that the unmodified sulfonic acid group in the packed bed 2 And the sulfur-containing amine compound are prevented from reacting rapidly, and both reactions can be carried out in a substantially uniform state throughout the unmodified resin layer. When the sulfur-containing compound is circulated in the unmodified resin layer 2 as an aqueous solution, the reaction rate between the sulfur-containing compound and the unmodified sulfonic acid group is high, so that a rapid reaction occurs at the bottom of the unmodified resin layer. The reaction that occurs near the top of the resin layer 2 is small, and the concentration of the modified sulfonic acid group at the bottom of the resin layer is extremely high, while the concentration of the modified sulfonic acid group at the top of the resin layer is extremely small.
[0013]
The reactor having the catalyst packed bed formed as described above is used as a reactor for producing bisphenol A. That is, a mixed liquid of acetone and phenol is introduced into the reactor 1 from the line 4, and a thiol compound is added to the mixture via the line 7 and the valve 8, and the mixed liquid containing the thiol compound is added to the catalyst packed bed 2. Circulate. During this time, the reaction between acetone and phenol occurs, and the reaction organism containing bisphenol A is withdrawn from the reactor 1 through the line 3.
[0014]
The thiol compound supplied to the reaction system through the line 7 may be used alone or may be a phenol solution, an acetone solution, or a solution dissolved in a mixed solution of phenol and acetone. The amount of the thiol compound added is such that the concentration of the thiol compound in the raw material mixture is 0.3 to 1000 ppm by weight, preferably 3 to 100 ppm by weight.
By carrying out the reaction as described above, it is possible to prevent a decrease in catalyst performance, and it is possible to continuously produce bisphenol A with a high yield and good selectivity over 10,000 hours or more.
[0015]
The addition of the thiol compound to the reaction system need not be performed continuously from the beginning of the reaction as described above, and can be performed intermittently .
[0016]
According to the study by the present inventors, it has been found that the decrease in the catalyst performance is caused by the functional cessation of the modified sulfonic acid group in the catalyst due to poisoning. The principle of preventing the deterioration of the catalyst performance of the present invention, in the coexistence of the thiol compound to the reaction system, Ru near preventing poisoning of modified sulfonic acid group.
[0017]
【Example】
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
[0018]
Reference example 1
The catalyst for the reactor for producing bisphenol A was filled using the reactor shown in FIG. In this case, the reactor 1 was a cylindrical vessel having an inner diameter of 120 mm and a height of 1.5 m, and a perforated plate (pore diameter: about 0.1 mm) provided at the top of the reactor.
[0019]
First, an unmodified sulfonic acid type cation exchange resin (average particle diameter: 0.5 mm, trade name “Amberlite 118-H, which has a moisture content of 65 wt%) in a wet state by absorbing water into the reactor 1. , Manufactured by Rohm & Haas Co., Ltd.) to form an unmodified resin packed layer 2. Next, the valve 5 and the valve 6 are opened, and phenol is circulated through the line 3, and is extracted from the line 4 to the outside of the reactor. While the unmodified resin was brought into contact with phenol, the water in the resin was replaced with phenol.
Next, a 3 wt% phenol solution of 2-mercaptoethylamine (MEA) was added to the reactor 1 having the unmodified resin packed layer formed in this way via the line 3 and the valve 5 in the entire resin packed layer. While introducing 1.3 times the weight (on a dry matter basis), the unmodified resin layer 2 was circulated upward. In this case, the contact temperature between the resin and the phenol solution is 70 ° C., and the circulation amount of the phenol solution that has passed through the resin-filled layer is 6 times the weight of the resin-filled layer (on a dry matter basis). The feed rate to the layer is 0.05 kg / min per kg of resin on a dry matter basis.
After supplying the phenol solution to the resin packed layer as described above, the phenol solution in the reactor was removed to the outside of the reactor. When the distribution of the modified sulfonic acid group content in the resin-filled layer thus formed was examined, the modified group content in the modified resin at the top of the resin-filled layer was about 9.8%, The modified sulfonic acid group content in the modified resin at the bottom was about 10.2%, and it was confirmed that the modified sulfonic acid groups were distributed almost uniformly throughout the resin layer.
[0020]
Reference example 2
In Reference Example 1, an experiment was conducted in the same manner except that a phenol solution of 2,2-dimethylthiazolidine (DMT) was used instead of the MEA phenol solution. Also in this case, the distribution of the modified sulfonic acid groups in the obtained catalyst packed bed was almost uniform.
[0021]
Example 1
Reactor acetone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, special grade) 4.7% by weight and reagent phenol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) with respect to the reactor 1 in which the catalyst packed layer 2 was formed inside obtained in Reference Example 1. The reagent mixture of 95.3% by weight is introduced into the reactor 1 through the line 4, and ethyl mercaptan as a thiol compound is added to the mixture through the line 4 through the line 7 and the valve 8. Mixed. In this case, the amount of the thiol compound added was 30 ppm by weight as the concentration in the reaction mixture before passing through the catalyst packed bed 2. The reaction product liquid was withdrawn from the reactor 1 via the line 3. In this case, the reaction temperature was 70 ° C., and the contact time between the catalyst and the mixed solution was 70 minutes.
As a result of analyzing the reaction product of 500 hours obtained by continuous reaction as described above, the production rate of bisphenol A is 7.00 mol%, and its isomer, 2,4′-bisphenol. The production rate of A was 0.28%.
As a result of continuous reaction for 3000 hours as described above, the reaction product solution had a production rate of bisphenol A of 6.95 mol%, and the production rate of 2,4′-bisphenol A, which is an isomer thereof, was It was 0.28 mol%, and it was confirmed that the catalyst performance was maintained at a high performance for a long time.
[0022]
Comparative Example 1
In Example 1, the experiment was performed in the same manner except that the thiol compound was not added. In this case, the product composition at 500 hours was almost the same as that of Example 1, but the reaction product composition at 3000 hours was 4.88 mol% of bisphenol A, and The production rate of 2,4′-bisphenol A, which is the isomer, was 0.37 mol%, and it was confirmed that the catalyst performance was lowered.
[0023]
Example 2
In Example 1, the reaction between acetone and phenol was carried out in the same manner except that the reactor obtained in Reference Example 2 was used as the reactor 1 in which a catalyst packed layer was formed.
As a result of analyzing the reaction product at 500 hours obtained by continuous reaction as described above, the production rate of bisphenol A was 7.04 mol%, and its isomer 2,4′-bisphenol. The production rate of A was 0.29 mol%.
When the reaction was carried out continuously for 3000 hours, the reaction product composition was 7.03 mol% of bisphenol A, and 2,4′-bisphenol A, which is an isomer, was produced. The catalyst performance was confirmed to be maintained at high performance for a long time.
[0024]
Comparative Example 2
In Example 2, an experiment was performed in the same manner except that no thiol compound was added. In this case, the product composition at 500 hours was almost the same as in Example 2, but the reaction product composition at 3000 hours had a production rate of bisphenol A of 4.95 mol%, The production rate of 2,4′-bisphenol A, which is the isomer, was 0.39 mol%, and it was confirmed that the catalyst performance was lowered.
[0027]
【The invention's effect】
According to the present invention, in the production of bisphenol A, the catalyst performance can be maintained at high performance for a long time, whereby bisphenol A can be produced in high yield and high selectivity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a reactor.
[Explanation of symbols]
1 reactor 2 resin packed bed (catalyst packed bed)
5, 6, 8 valves

Claims (4)

含イオウアミン化合物で変性された変性スルホン酸型陽イオン交換基と未変性スルホン酸型陽イオン交換基の両方を含有する変性樹脂からなる触媒を用いてアセトンとフェノールを反応させてビスフェノールAを製造する方法において、反応に供する原料混合液中の割合が3〜100重量ppmとなるようにアルキルメルカプタン類を反応系に添加することを特徴とするビスフェノールAの製造方法。Bisphenol A is produced by reacting acetone and phenol using a catalyst comprising a modified resin containing both a modified sulfonic acid type cation exchange group modified with a sulfur-containing amine compound and an unmodified sulfonic acid type cation exchange group. In the method, a method for producing bisphenol A, comprising adding an alkyl mercaptan to a reaction system so that a ratio in a raw material mixture to be subjected to the reaction is 3 to 100 ppm by weight . 含イオウアミン化合物で変性された変性スルホン酸型陽イオン交換基と未変性スルホン酸型陽イオン交換基の両方を含有する変性樹脂からなる触媒を用いてアセトンとフェノールを反応させてビスフェノールAを製造する方法において、反応に供する原料混合液中の割合が3〜100重量ppmとなるようにアルキルメルカプタン類を反応系に添加して触媒活性の低下を抑制しつつ、少なくとも3000時間にわたって触媒を交換ないしは再生することなく、反応を継続することを特徴とするビスフェノールAの製造方法。Bisphenol A is produced by reacting acetone with phenol using a catalyst comprising a modified resin containing both a modified sulfonic acid type cation exchange group modified with a sulfur-containing amine compound and an unmodified sulfonic acid type cation exchange group. In the method, the catalyst is exchanged or regenerated for at least 3000 hours while adding alkyl mercaptans to the reaction system so that the ratio in the raw material mixture used for the reaction is 3 to 100 ppm by weight, while suppressing the decrease in catalyst activity. A process for producing bisphenol A, characterized in that the reaction is continued without performing. 少なくとも10000時間にわたって触媒を交換ないしは再生することなく反応を継続することを特徴とする請求項2に記載のビスフェノールAの製造方法。3. The process for producing bisphenol A according to claim 2, wherein the reaction is continued for at least 10,000 hours without exchanging or regenerating the catalyst. 触媒がスルホン酸型陽イオン交換基の5〜15%が含イオウアミン化合物で変性されたものであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のビスフェノールAの製造方法。The method for producing bisphenol A according to any one of claims 1 to 3, wherein the catalyst is obtained by modifying 5 to 15% of a sulfonic acid type cation exchange group with a sulfur-containing amine compound.
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