JP3903634B2 - ビスフェノールａの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高純度ビスフェノール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、スルホン酸型陽イオン交換樹脂等の強酸触媒の存在下、過剰のフェノールにアセトンを反応させることは知られている。また、この反応生成物から高品位ビスフェノールＡを分離回収するために、反応生成物を冷却してビスフェノールＡとフェノールとの結晶アダクト（以下、単に結晶アダクトとも言う）を析出させ、得られた結晶アダクトからフェノールを除去することも知られている。
ところで、結晶アダクトからフェノールを除去する方法としては、その結晶アダクトを融解して得られるフェノールとビスフェノールＡからなる融解液を脱フェノール工程に送り、フェノールを蒸発分離させる方法が実施されている。
この方法は、フェノールを比較的迅速に分離させることができることから工業上すぐれたものであるが、その融解液からフェノールを蒸発分離する際の加熱により、ビスフェノールＡの分解が生じることが判明した。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ビスフェノールＡとフェノールからなる融解液からフェノールを蒸発分離する際に見られるビスフェノールＡの分解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、ビスフェノールＡとフェノールとの結晶アダクトの融解液からフェノールを蒸発分離するに先立ち、融解液を塩形成性陽イオン供与性固体物質と接触させて該融解液中に含まれる強酸を中和すればよいこと、及び塩形成性陽イオン供与性固体物質としてはアルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属を含有するガラス繊維が好ましいことを知得し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明によれば、スルホン酸型陽イオン交換樹脂を触媒としてアセトンとフェノールとを反応させてビスフェノールＡを含む反応液を生成させ、これからビスフェノールＡをフェノールとの結晶アダクトとして分離し、この結晶アダクトを融解し、融解液をアルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属を含有するガラス繊維と接触させて融解液中に含まれる強酸を中和し、次いで融解液を更に高温に加熱してフェノールを蒸発分離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】
【発明の実施の形態】
本発明は、ビスフェノールＡとフェノールからなる融解液（以下、単に融解液とも言う）を脱フェノール工程に導入し、フェノールを蒸発分離させるに際して、その融解液を脱フェノール工程に導入するに先立ち、その融解液を、塩形成性陽イオン供与性固体物質と接触させることを特徴とする。
本発明者らは、脱フェノール工程におけるビスフェノールＡの分解防止について鋭意検討したところ、そのビスフェノールＡの分解は、融解液中に混入する微量の強酸に起因することを見出すとともに、その融解液を塩形成性陽イオン供与性固体物質と接触させることによって効率よく防止し得ることを見出した。
【０００６】
前記塩形成性陽イオン供与性固体物質（以下、単に固体物質とも言う）としては、強酸を中和し、その強酸としての性質を除去し得る固体物質であればどのようなものでも使用可能である。この場合の塩形成性陽イオンには、ナトリウム、カリウム、リチウムなどのアルカリ金属の陽イオン、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属の陽イオン、アンモニウムイオン、有機アミン由来の有機アンモニウムイオン等が包含される。前記固体物質としては、各種の陽イオン交換樹脂〔例えば、−ＣＯＯＭ（Ｍ：Ｎａ，Ｃａ等の塩形成性陽イオン）、無機イオン交換体〔例えば、塩形成性陽イオンで置換されたケイ酸塩（ゼオライト、シリカライト等）〕、アルカリ金属酸化物（Ｎａ2Ｏなど）やアルカリ土類金属酸化物（ＣａＯなど）を含有するセラミックス（ガラス、陶磁器等）、アルカリ金属化合物やアルカリ土類金属化合物又はこれらを含有する固体物質等が挙げられる。固体物質の形状は特に制約されず、例えば、粉末状、顆粒状（ペレット状）、繊維状、板体状、多孔板状などの各種の形状であることができる。本発明では、これらの固体物質のうちで、ガラスを繊維状としたもの、即ちガラス繊維を用いる。本発明で用いる固体物質は、融解液を接触させた際に、融解液に含まれる強酸を固体物質表面でイオン交換的に塩形成性陽イオンと反応させ、中和させるものである。融解液中に含まれる強酸量は、通常、０．００３ｍｅｑ／リットル以下の範囲、特に、０．０００１ｍｅｑ／リットルから０．００１ｍｅｑ／リットルの範囲である。このような希薄強酸量の中和は、塩基溶液の注入では安定に行うことは困難である。本発明の場合には、融解液中の強酸は、固体物質表面で中和されるため、その強酸の中和は、その強酸量に関係なく、かつその強酸量に応じた条件の調整も必要とされず、安定的に行なうことができる。なお、前記強酸には、硫酸及びスルホン酸が包含される。
【０００７】
固体物質と融解液との接触方法は特に制約されず、例えば、融解液を固体物質を充填した充填塔を流通させる方法、融解液を固体物質からなる濾過層を流通させる方法、融解液中に固体物質の粉末を分散させる方法、融解液中に固体物質の成形体を浸漬する方法などの各種の方法であることができる。
【０００８】
なお、結晶アダクトを融解した融解液中には、強酸が０．００３ｍｅｑ／リットル以下、特に、０．００１ｍｅｑ／リットル以下含まれているが、この強酸は、フェノールとアセトンをスルホン酸型陽イオン交換樹脂等の強酸の存在下で反応する際に用いる、その強酸に由来するものと考えられる。融解液中の強酸濃度の下限値は、通常、０．０００１ｍｅｑ／リットル程度である。
【０００９】
次に、本発明を図面参照しながら詳述する。
図１は本発明を実施する場合のフローシートの１例を示す。
図１において、１は融解装置、２はポンプ、３はフィルター、４は脱フェノール装置、５はポンプを示す。
【００１０】
図１に示したフローシートに従って結晶アダクトからビスフェノールＡを製造するには、ライン１１から結晶アダクト又は結晶アダクトを含むフェノールを融解装置１に導入し、ここで加熱融解し、ビスフェノールＡとフェノールとからなる融解液を得る。この場合の融解液温度は１００〜１５０℃、好ましくは１２０〜１３０℃である。
融解液はライン１２、ポンプ２、ライン１３を介して固液接触装置３に導入し、ここで固体物質と接触させて、その融解液中に含まれる強酸を中和し、その強酸としての性質を除去した後、ライン１４を通って脱フェノール装置４に導入し、ここで融解液を加熱し、フェノールを蒸発分離し、ライン１５を通って回収する。脱フェノール装置４における融解液の加熱温度は１６０〜２２０℃、好ましくは１８０〜２００℃である。
脱フェノール装置４は、融解液を加熱し、フェノールを蒸発分離する装置であり、蒸留塔や、薄膜蒸発器等であることができる。
脱フェノール装置４から抜出されたビスフェノールＡは、ライン１６及びポンプ５、ライン１７を通って排出され、後続の造粒装置へ送られる。
【００１１】
前記のようにして結晶アダクトからビスフェノールＡを製造する場合、結晶アダクト融解液中に含まれる強酸を中和することにより、ビスフェノールＡの分解によるフェノールの生成を抑制することができる。ビスフェノールＡの分解は、脱フェノール工程中においても進行し、脱フェノール装置４の最下段やライン１６中でもビスフェノールＡの分解が起こるため、ビスフェノールＡの分解による不純物フェノールが製品ビスフェノールＡに混入するようになる。このような不純物フェノールの混入は脱フェノール装置の条件をコントロールするだけでは十分に抑制することはできない。本発明の場合には、前記のように、ビスフェノールＡ融解液中の強酸を中和することから、脱フェノール装置４及びライン１６中でのビスフェノールＡの分解を効果的に抑制することができ、これにより、不純物フェノール含量の著しく低減された高純度ビスフェノールＡを得ることができる。
【００１２】
【実施例】
次に本発明を実施例により詳述する。
【００１３】
実施例１
図１に示したフローシートに従って、結晶アダクトからビスフェノールＡを製造した。この場合の主要操作条件を図１との関連で以下に示す。
なお、固液接触装置３としては、Ｎａ2ＯとＣａＯを含有するガラス繊維からなるフィルターを用いた。
（１）ライン１１
（ｉ）供給原料：フェノール中の結晶アダクトスラリー
（ii）組成：ビスフェノールＡとフェノールとの重量比＝６０／４０
（２）ライン１２
（ｉ）融解液温度：１２０℃
（ii）強酸濃度：０．００１ｍｅｑ／リットル
（３）ライン１４
（ｉ）融解液温度：１５０℃
（ii）強酸濃度：検出不可
（４）ライン１６
（ｉ）ビスフェノールＡ温度：１９０℃
（ii）ビスフェノールＡ中のフェノール濃度：５〜１０ｗｔｐｐｍ
【００１４】
比較例１
実施例1において、固液接触装置３を用いない以外は、同様にして実験を行った。その結果を以下に示す。
（１）ライン１４
（ｉ）融解液中の強酸濃度：０．００１ｍｅｑ／リットル
（２）ライン１６
（ｉ）ビスフェノールＡ中のフェノール濃度：４０〜５０ｗｔｐｐｍ
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、ビスフェノールＡとフェノールとの結晶アダクトの融解液から、それに含まれるフェノールを蒸発分離し、ビスフェノールＡを製造する際に、ビスフェノールＡの分解を効果的に防止して高純度のビスフェノールＡを収率よく得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施する場合のフローシートの１例を示す。
【符号の説明】
１ 融解装置
２ ポンプ
３ 固液接触装置
４ 脱フェノール装置
５ ポンプ
【発明の属する技術分野】
本発明は高純度ビスフェノール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、スルホン酸型陽イオン交換樹脂等の強酸触媒の存在下、過剰のフェノールにアセトンを反応させることは知られている。また、この反応生成物から高品位ビスフェノールＡを分離回収するために、反応生成物を冷却してビスフェノールＡとフェノールとの結晶アダクト（以下、単に結晶アダクトとも言う）を析出させ、得られた結晶アダクトからフェノールを除去することも知られている。
ところで、結晶アダクトからフェノールを除去する方法としては、その結晶アダクトを融解して得られるフェノールとビスフェノールＡからなる融解液を脱フェノール工程に送り、フェノールを蒸発分離させる方法が実施されている。
この方法は、フェノールを比較的迅速に分離させることができることから工業上すぐれたものであるが、その融解液からフェノールを蒸発分離する際の加熱により、ビスフェノールＡの分解が生じることが判明した。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ビスフェノールＡとフェノールからなる融解液からフェノールを蒸発分離する際に見られるビスフェノールＡの分解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、ビスフェノールＡとフェノールとの結晶アダクトの融解液からフェノールを蒸発分離するに先立ち、融解液を塩形成性陽イオン供与性固体物質と接触させて該融解液中に含まれる強酸を中和すればよいこと、及び塩形成性陽イオン供与性固体物質としてはアルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属を含有するガラス繊維が好ましいことを知得し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明によれば、スルホン酸型陽イオン交換樹脂を触媒としてアセトンとフェノールとを反応させてビスフェノールＡを含む反応液を生成させ、これからビスフェノールＡをフェノールとの結晶アダクトとして分離し、この結晶アダクトを融解し、融解液をアルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属を含有するガラス繊維と接触させて融解液中に含まれる強酸を中和し、次いで融解液を更に高温に加熱してフェノールを蒸発分離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】
【発明の実施の形態】
本発明は、ビスフェノールＡとフェノールからなる融解液（以下、単に融解液とも言う）を脱フェノール工程に導入し、フェノールを蒸発分離させるに際して、その融解液を脱フェノール工程に導入するに先立ち、その融解液を、塩形成性陽イオン供与性固体物質と接触させることを特徴とする。
本発明者らは、脱フェノール工程におけるビスフェノールＡの分解防止について鋭意検討したところ、そのビスフェノールＡの分解は、融解液中に混入する微量の強酸に起因することを見出すとともに、その融解液を塩形成性陽イオン供与性固体物質と接触させることによって効率よく防止し得ることを見出した。
【０００６】
前記塩形成性陽イオン供与性固体物質（以下、単に固体物質とも言う）としては、強酸を中和し、その強酸としての性質を除去し得る固体物質であればどのようなものでも使用可能である。この場合の塩形成性陽イオンには、ナトリウム、カリウム、リチウムなどのアルカリ金属の陽イオン、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属の陽イオン、アンモニウムイオン、有機アミン由来の有機アンモニウムイオン等が包含される。前記固体物質としては、各種の陽イオン交換樹脂〔例えば、−ＣＯＯＭ（Ｍ：Ｎａ，Ｃａ等の塩形成性陽イオン）、無機イオン交換体〔例えば、塩形成性陽イオンで置換されたケイ酸塩（ゼオライト、シリカライト等）〕、アルカリ金属酸化物（Ｎａ2Ｏなど）やアルカリ土類金属酸化物（ＣａＯなど）を含有するセラミックス（ガラス、陶磁器等）、アルカリ金属化合物やアルカリ土類金属化合物又はこれらを含有する固体物質等が挙げられる。固体物質の形状は特に制約されず、例えば、粉末状、顆粒状（ペレット状）、繊維状、板体状、多孔板状などの各種の形状であることができる。本発明では、これらの固体物質のうちで、ガラスを繊維状としたもの、即ちガラス繊維を用いる。本発明で用いる固体物質は、融解液を接触させた際に、融解液に含まれる強酸を固体物質表面でイオン交換的に塩形成性陽イオンと反応させ、中和させるものである。融解液中に含まれる強酸量は、通常、０．００３ｍｅｑ／リットル以下の範囲、特に、０．０００１ｍｅｑ／リットルから０．００１ｍｅｑ／リットルの範囲である。このような希薄強酸量の中和は、塩基溶液の注入では安定に行うことは困難である。本発明の場合には、融解液中の強酸は、固体物質表面で中和されるため、その強酸の中和は、その強酸量に関係なく、かつその強酸量に応じた条件の調整も必要とされず、安定的に行なうことができる。なお、前記強酸には、硫酸及びスルホン酸が包含される。
【０００７】
固体物質と融解液との接触方法は特に制約されず、例えば、融解液を固体物質を充填した充填塔を流通させる方法、融解液を固体物質からなる濾過層を流通させる方法、融解液中に固体物質の粉末を分散させる方法、融解液中に固体物質の成形体を浸漬する方法などの各種の方法であることができる。
【０００８】
なお、結晶アダクトを融解した融解液中には、強酸が０．００３ｍｅｑ／リットル以下、特に、０．００１ｍｅｑ／リットル以下含まれているが、この強酸は、フェノールとアセトンをスルホン酸型陽イオン交換樹脂等の強酸の存在下で反応する際に用いる、その強酸に由来するものと考えられる。融解液中の強酸濃度の下限値は、通常、０．０００１ｍｅｑ／リットル程度である。
【０００９】
次に、本発明を図面参照しながら詳述する。
図１は本発明を実施する場合のフローシートの１例を示す。
図１において、１は融解装置、２はポンプ、３はフィルター、４は脱フェノール装置、５はポンプを示す。
【００１０】
図１に示したフローシートに従って結晶アダクトからビスフェノールＡを製造するには、ライン１１から結晶アダクト又は結晶アダクトを含むフェノールを融解装置１に導入し、ここで加熱融解し、ビスフェノールＡとフェノールとからなる融解液を得る。この場合の融解液温度は１００〜１５０℃、好ましくは１２０〜１３０℃である。
融解液はライン１２、ポンプ２、ライン１３を介して固液接触装置３に導入し、ここで固体物質と接触させて、その融解液中に含まれる強酸を中和し、その強酸としての性質を除去した後、ライン１４を通って脱フェノール装置４に導入し、ここで融解液を加熱し、フェノールを蒸発分離し、ライン１５を通って回収する。脱フェノール装置４における融解液の加熱温度は１６０〜２２０℃、好ましくは１８０〜２００℃である。
脱フェノール装置４は、融解液を加熱し、フェノールを蒸発分離する装置であり、蒸留塔や、薄膜蒸発器等であることができる。
脱フェノール装置４から抜出されたビスフェノールＡは、ライン１６及びポンプ５、ライン１７を通って排出され、後続の造粒装置へ送られる。
【００１１】
前記のようにして結晶アダクトからビスフェノールＡを製造する場合、結晶アダクト融解液中に含まれる強酸を中和することにより、ビスフェノールＡの分解によるフェノールの生成を抑制することができる。ビスフェノールＡの分解は、脱フェノール工程中においても進行し、脱フェノール装置４の最下段やライン１６中でもビスフェノールＡの分解が起こるため、ビスフェノールＡの分解による不純物フェノールが製品ビスフェノールＡに混入するようになる。このような不純物フェノールの混入は脱フェノール装置の条件をコントロールするだけでは十分に抑制することはできない。本発明の場合には、前記のように、ビスフェノールＡ融解液中の強酸を中和することから、脱フェノール装置４及びライン１６中でのビスフェノールＡの分解を効果的に抑制することができ、これにより、不純物フェノール含量の著しく低減された高純度ビスフェノールＡを得ることができる。
【００１２】
【実施例】
次に本発明を実施例により詳述する。
【００１３】
実施例１
図１に示したフローシートに従って、結晶アダクトからビスフェノールＡを製造した。この場合の主要操作条件を図１との関連で以下に示す。
なお、固液接触装置３としては、Ｎａ2ＯとＣａＯを含有するガラス繊維からなるフィルターを用いた。
（１）ライン１１
（ｉ）供給原料：フェノール中の結晶アダクトスラリー
（ii）組成：ビスフェノールＡとフェノールとの重量比＝６０／４０
（２）ライン１２
（ｉ）融解液温度：１２０℃
（ii）強酸濃度：０．００１ｍｅｑ／リットル
（３）ライン１４
（ｉ）融解液温度：１５０℃
（ii）強酸濃度：検出不可
（４）ライン１６
（ｉ）ビスフェノールＡ温度：１９０℃
（ii）ビスフェノールＡ中のフェノール濃度：５〜１０ｗｔｐｐｍ
【００１４】
比較例１
実施例1において、固液接触装置３を用いない以外は、同様にして実験を行った。その結果を以下に示す。
（１）ライン１４
（ｉ）融解液中の強酸濃度：０．００１ｍｅｑ／リットル
（２）ライン１６
（ｉ）ビスフェノールＡ中のフェノール濃度：４０〜５０ｗｔｐｐｍ
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、ビスフェノールＡとフェノールとの結晶アダクトの融解液から、それに含まれるフェノールを蒸発分離し、ビスフェノールＡを製造する際に、ビスフェノールＡの分解を効果的に防止して高純度のビスフェノールＡを収率よく得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施する場合のフローシートの１例を示す。
【符号の説明】
１ 融解装置
２ ポンプ
３ 固液接触装置
４ 脱フェノール装置
５ ポンプ
Claims (2)
- スルホン酸型陽イオン交換樹脂を触媒としてアセトンとフェノールとを反応させてビスフェノールＡを含む反応液を生成させ、これからビスフェノールＡをフェノールとの結晶アダクトとして分離し、この結晶アダクトを融解し、融解液をアルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属を含有するガラス繊維と接触させて融解液中に含まれる強酸を中和し、次いで融解液を更に高温に加熱してフェノールを蒸発分離することを特徴とするビスフェノールＡの製造方法。
- 融解液とガラス繊維との接触を、結晶アダクトの融解装置から融解液をフェノールの蒸発分離装置へ送液する輸送路の途中に、ガラス繊維のフィルターを設置することにより行うことを特徴とする請求項１記載のビスフェノールＡの製造方法。
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