KR20080090454A

KR20080090454A - 고품질 입상 비스페놀ａ의 제조 방법

Info

Publication number: KR20080090454A
Application number: KR1020087018111A
Authority: KR
Inventors: 카즈유키 요시토미; 슈이치 마스다; 마사히로 코다마
Original assignee: 이데미쓰 고산 가부시키가이샤
Priority date: 2006-01-27
Filing date: 2006-12-26
Publication date: 2008-10-08
Also published as: JP5421535B2; KR101329660B1; TWI389879B; EP1980550A4; CN101336220B; RU2008134903A; WO2007086226A1; TW200738610A; RU2426718C2; CN101336220A; JPWO2007086226A1; EP1980550A1

Abstract

입상(granular) 비스페놀A(2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판)를 조립(granulation) 공정 이후에 형성된 금속 포집 부재에 접촉시킴으로써, 조립 공정 이후에 있어서 혼입되는 금속분이나 제조 장치 내의 각종 기기를 정기적으로 혹은 부정기적으로 개방 점검이나 보수한 경우에 발생하는 금속분을 입상 비스페놀A로부터 효율 좋게 제거하여 고품질의 입상 비스페놀A를 제조하는 방법을 제공한다.

입상 비스페놀 A, 조립 공정, 포집 부재

Description

고품질 입상 비스페놀Ａ의 제조 방법 {PROCESS FOR PRODUCING HIGH-QUALITY GRANULAR BISPHENOL Ａ}

본 발명은, 고품질 입상(granular) 비스페놀A(2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판)의 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 조립(granulation) 공정 이후에 설치된 금속 포집(metal-scavenging) 부재에 의해 입상 비스페놀A 중의 금속분(metallic powder)을 포집함으로써, 철분 함유량을 저감시키는 것을 특징으로 하는 고품질 입상 비스페놀A의 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 비스페놀A는 폴리카보네이트, 에폭시 수지, 폴리아크릴레이트 등의 폴리머 원료로서 널리 이용되고 있다. 이러한 비스페놀A로부터 얻어지는 폴리머 중에서도 폴리카보네이트는, 최근, 광디스크용 기판재 등의 광학 재료로서 수요가 급속하게 늘고 있다.

광학 재료로서 이용되는 폴리카보네이트는, 함유하는 이물(foreign substances)을 한없이 적게 하는 것과, 한없이 투명(낮은 색상)한 것이 요구되고 있고, 당연히, 원료인 비스페놀A에 대해서도 동일한 것이 요구되고 있다.

이물을 제거하여 제품 품질을 향상시키는 비스페놀A의 제조 방법으로서, 특허 문헌 1에는, 페놀류와 케톤류를 반응시켜서 비스페놀류를 생성시켜, 얻어진 액 상 비스페놀류 또는, 당해 비스페놀류와 페놀류와의 혼합액을 소성 금속 필터에 의해 여과하는 것을 특징으로 하는 비스페놀류의 제조 방법이 개시되어 있으며, 특허 문헌 2에는, 비스페놀A의 제조 공정 중에 유리 섬유(glass fiber)제의 필터를 설치하고, 비스페놀A의 용액을 당해 유리 필터에 통액(通液)함으로써 이물을 제거하는 비스페놀A의 제조 방법이 개시되어 있다.

일반적으로 비스페놀A의 제조는, (A) 산성 촉매의 존재 하, 과잉의 페놀과 아세톤을 축합(condensation)시켜서 비스페놀A를 생성시켜, 반응 혼합액을 얻는 공정, (B) 공정(A)에서 얻어진 반응 혼합액을 농축하는 공정, (C) 공정(B)에서 얻어진 농축 잔액으로부터 비스페놀A와 페놀과의 부가물을 정석(crystallization)·분리하는 공정, (D) 공정(C)에서 정석·분리된 비스페놀A와 페놀과의 부가물을, 페놀 함유 용액을 이용하여 용해하는 공정, (E) 공정(D)에서 얻어진 용액으로부터 비스페놀A와 페놀과의 부가물을 정석·분리하고, 경우에 따라, 추가로, 당해 부가물을 페놀 함유 용액을 이용하여 용해한 후, 정석·분리하는 조작을 1회 이상 반복하는 공정 및 (F) 공정(E)에서 정석·분리된 비스페놀A와 페놀과의 부가물을 가열 용융 후, 페놀을 증류제거하는 공정, (G) 공정(F)에서 얻어진 용융 비스페놀A를 냉각, 고화(solidification)하고, 조립하여 입상 비스페놀A를 얻는 조립 공정을 거쳐 행해지고 있다. 그리고, 공정 (G)에서 얻어진 입상 비스페놀A를 제품 사일로(silo)로 반송(convey)하여, 저장 혹은 출하된다.

당해 입상 비스페놀A를 제품 사일로로 반송하는 수단으로서는, 로터리밸브나 버킷(bucket) 콘베이어 등의 반송기가 일반적으로 사용되고 있다. 이들 반송기에 는 내부 부품으로서 스테인리스제나 철제의 부품이 사용되고 있으며, 이들 반송기 내부의 금속끼리의 마모에 의해 발생하는 스테인리스분이나 철분 같은 금속분이 입상 비스페놀A에 혼입한다.

따라서, 조립 공정보다 전의 상기 각 공정에 있어서, 비스페놀A의 용액 중의 이물을 필터 등으로 제거해도, 조립 공정 이후의 공정에서 발생한 금속분이 이물이 되어 제품의 입상 비스페놀A에 혼입해 버리면, 출하처인 폴리카보네이트 제조 공정에 있어서 품질상 문제가 된다. 게다가, 이 문제는 폴리카보네이트 제조 공정 내의 비스페놀A 수용 설비(수용 사일로 등)에 있어서도 동일한 문제가 된다.

나아가서는, 비스페놀A의 제조 장치 내의 각종 기기를 정기적으로 혹은 부정기적으로 개방 점검이나 보수한 경우, 당해 기기 내부의 부품이 대기에 닿아 녹(산화철)이 발생하는 경우가 있다. 이러한 상태인 채로 운전을 재개하면, 금속분의 발생은 비정상적인 것이 되어, 운전 개시 시에 발생한 다량의 금속분이 혼입한 제품 비스페놀A의 처리의 문제가 생긴다.

[특허 문헌 1] 일본공개특허공보 평11-180920호

[특허 문헌 2] 일본공개특허공보 2000-327614호

(발명의 개시)

(발명이 해결하고자 하는 과제)

본 발명은, 상기와 같은 상황 하에 있어서의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 조립 공정 이후에 있어서 혼입되는 금속분이나 제조 장치 내의 각종 기기를 정기적으로 혹은 부정기적으로 개방 점검이나 보수했을 때에 발생하는 금속분을 입상 비스페놀A로부터 효율 좋게 제거하여 고품질의 입상 비스페놀A를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위해 예의 연구를 거듭했다. 그 결과, 입상 비스페놀A를 조립 공정 이후에 형성된 금속 포집 부재에 접촉시켜, 그 속의 금속분을 포집함으로써, 그 목적을 달성할 수 있는 것을 발견하고, 이 인식에 기초하여 본 발명을 완성했다.

즉, 본 발명은,

(1) 입상 비스페놀A(2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판)를 조립 공정 이후에 형성된 금속 포집 부재에 접촉시켜 그 속의 금속분을 포집함으로써, 철분 함유량을 저감시킨 것을 특징으로 하는 고품질 입상 비스페놀A의 제조 방법,

(2) 금속 포집 부재가, 조립탑의 탑저(bottom)의 입상 비스페놀A의 인출 배관, 제품 사일로(silo) 입구 혹은 출구 또는, 출하처의 입상 비스페놀A 수용 사일로 입구 혹은 출구에 형성되어 있는 상기 (1)에 기재된 고품질 입상 비스페놀A의 제조 방법,

(3) 금속분이 스테인리스분 및/또는 철분인 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 고품질 입상 비스페놀A의 제조 방법,

(4) 조립 공정 후의 입상 비스페놀A 중의 철분의 함유량이, 1 질량ppm 미만인 상기 (1)∼(3) 중 어느 한 항에 기재된 고품질 입상 비스페놀A의 제조 방법,

(5) 금속 포집 부재가 자석을 구비한 것인 상기 (1)∼(4) 중 어느 한 항에 기재된 고품질 입상 비스페놀A의 제조 방법,

(6) 자석의 표면 자속 밀도가 0.7테슬라(T) 이상인 상기 (5)에 기재된 고품질 입상 비스페놀A의 제조 방법,

(7) 금속 포집 부재가, 봉 형상 자석을 이송 중인 입상 비스페놀A의 흐름 방향에 대해 수직으로 배치한 것인 상기 (1)∼(6) 중 어느 한 항에 기재된 고품질 입상 비스페놀A의 제조 방법이다.

도1 은 본 발명의 금속 포집 부재의 종단면을 나타내는 모식도이다.

도2 는 본 발명의 금속 포집 부재의 봉(bar) 자석부의 평면을 나타내는 모식도이다.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

1 : 금속 포집 부재의 입상 비스페놀A의 입구

2 : 봉 형상 자석

3 : 금속 포집 부재의 입상 비스페놀A의 출구

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

본 발명의 고품질 입상 비스페놀A의 제조 방법은, 조립 공정 이후에 형성된 금속 포집 부재에 입상 비스페놀A를 접촉시켜 금속분을 포집함으로써, 그 속의 철분 함유량을 저감시킨 것을 특징으로 한다.

일반적으로, 비스페놀A의 제조 방법은, (A) 산성 촉매의 존재 하, 과잉의 페놀과 아세톤을 축합시켜서 비스페놀A를 생성시켜, 반응 혼합 용액을 얻는 공정, (B) 공정(A)에서 얻어진 반응 혼합 용액을 농축하는 공정, (C) 공정(B)에서 얻어진 농축 잔액으로부터 비스페놀A와 페놀과의 부가물을 정석·분리하는 공정, (D) 공정(C)에서 정석·분리된 비스페놀A와 페놀과의 부가물을 페놀 함유 용액을 이용하여 용해하는 공정, (E) 공정(D)에서 얻어진 용액으로부터 비스페놀A와 페놀과의 부가물을 정석·분리하고, 경우에 따라, 추가로 당해 부가물을 페놀 함유 용액을 이용하여 용해한 후, 정석·분리하는 조작을 1회 이상 반복하는 공정 및, (F) 공정(E)에서 정석·분리된 비스페놀A와 페놀과의 부가물을 가열 용융 후, 페놀을 증류제거하는 공정, (G) 공정(F)에서 얻어진 용융 비스페놀A를 냉각, 고화하고, 조립하여 입상 비스페놀A를 얻는 조립 공정을 거쳐 행해진다. 그리고, 공정(G)에서 얻어진 입상 비스페놀A는 제품 사일로로 반송하여, 저장 혹은 출하된다. 다음에 각 공정에 대하여 설명한다.

공정(A)

공정(A)에 있어서는, 산성 촉매의 존재 하, 과잉의 페놀과 아세톤을 축합시켜, 비스페놀A를 생성시킨다. 당해 산성 촉매로서는, 산형(acid) 이온 교환 수지를 이용할 수 있다. 이 산형 이온 교환 수지로서는, 특별히 제한은 없어, 종래, 비스페놀A의 촉매로서 관용(慣用)되고 있는 것을 이용할 수 있지만, 특히 촉매 활성 등의 점에서, 술폰산형 양이온 교환 수지가 매우 적합하다.

술폰산형 양이온 교환 수지는, 술폰산기를 갖는 강산성 양이온 교환 수지이 면 좋고 특별히 제한됨이 없이, 예를 들면, 술폰화 스티렌-디비닐 벤젠 코폴리머(copolymer), 술폰화 가교 스티렌 폴리머, 페놀 포름알데히드-술폰산 수지, 벤젠 포름알데히드-술폰산 수지 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 조합해서 이용해도 좋다.

상기 제조 방법에 있어서는, 상기 산형 이온 교환 수지와 함께, 통상, 조촉매(auxiliary catalyst)로서, 메르캅탄(mercaptan)류가 병용된다. 이 메르캅탄류는, 분자 내에 SH기(group)를 유리(遊離)의 형태로 갖는 화합물로서, 알킬메르캅탄이나, 카르복실기, 아미노기, 히드록실기 등의 치환기의 1종 이상을 갖는 알킬메르캅탄류, 예를 들면, 메르캅토카르본산, 아미노알칸티올, 메르캅토알코올 등을 들 수 있다.

당해 메르캅탄류의 예로서는, 메틸메르캅탄, 에틸메르캅탄, n-부틸메르캅탄, n-옥틸메르캅탄 등의 알킬메르캅탄; 티오글리콜산, β-메르캅토프로피온산 등의 티오카르본산; 2-아미노에탄티올 등의 아미노알칸티올, 메르캅토에탄올 등의 메르캅토알코올 등을 들 수 있지만, 이들 중에서, 알킬메르캅탄이 조촉매로서의 효과의 점에서, 특히 바람직하다.

또한, 이들 메르캅탄류는, 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 좋다.

이들 메르캅탄류는, 상기 산형 이온 교환 수지 상(上)에 고정화하여, 조촉매로서 기능시킬 수도 있다.

메르캅탄류의 사용량은, 일반적으로, 원료의 아세톤에 대하여, 0.1∼20 몰 ％, 바람직하게는, 1∼10 몰％의 범위에서 선정된다.

페놀과 아세톤의 사용 비율에 대해서는 특별히 제한은 없지만, 생성하는 비스페놀A의 정제의 용이함이나 경제성 등의 점에서, 미반응의 아세톤의 양은 가능한 한 적은 것이 바람직하며, 따라서, 페놀을 화학량론적 양보다도 과잉으로 이용하는 것이 유리하다. 통상, 아세톤 1몰당, 3∼30몰, 바람직하게는 5∼15몰의 페놀이 이용된다.

또한, 비스페놀A의 제조에 있어서, 반응 용매는, 반응액의 점도가 너무 높아지거나, 응고하여 운전이 곤란하게 될 것 같은 저온에서 반응시키는 것 외에는, 일반적으로 필요하지 않다.

상기 페놀과 아세톤의 축합 반응은, 회분식(batch-wise) 및 연속식의 어느 것이어도 좋지만, 산형 이온 교환 수지를 충전한 반응탑에, 페놀과 아세톤과 메르캅탄류(메르캅탄류가 산형 이온 교환 수지에 고정화되지 않는 경우)를 연속적으로 공급하여 아세톤과 페놀을 반응시키는 고정상(fixed-bed) 연속 반응 방식을 이용하는 것이 유리하다. 이때, 반응탑은 1기여도 좋고, 또한 2기 이상을 직렬로 배치해도 좋지만, 공업적으로는, 산형 이온 교환 수지를 충전한 반응탑을 2기 이상 직렬로 연결하여, 고정상 다단 연속 반응 방식을 채용하는 것이, 특히 유리하다.

이 고정상 연속 반응 방식에 있어서의 반응 조건에 대하여 설명한다.

우선, 아세톤/페놀 몰비는, 통상 1/30∼1/3, 바람직하게는 1/15∼1/5의 범위에서 선택된다. 몰비가 1/30보다 작은 경우, 반응 속도가 너무 늦어질 우려가 있으며, 1/3보다 크면 불순물의 생성이 많아져, 비스페놀A의 선택률이 저하하는 경향 이 있다.

한편, 메르캅탄류가 산형 이온 교환 수지에 고정화되지 않는 경우, 메르캅탄류/아세톤의 몰비는, 통상 0.1/100∼20/100, 바람직하게는 1/100∼10/100의 범위에서 선택된다. 몰비가 0.1/100보다 작은 경우, 반응 속도나 비스페놀A의 선택률의 향상 효과가 충분히 발휘되지 않을 우려가 있으며, 20/100보다 크면 그 양에 비해 효과의 향상이 별로 인정되지 않는다.

반응 온도는, 통상, 40∼150℃, 바람직하게는 60∼110℃의 범위에서 선택된다. 당해 온도가 40℃ 미만에서는 반응 속도가 늦는 데다가, 반응액의 점도가 매우 높아져, 경우에 따라서는, 고화할 우려가 있다. 또한, 반응 온도가 150℃를 넘으면 반응 제어가 곤란하게 되고, 그리고 비스페놀A(p, p′-체)의 선택률이 저하하는 데다가, 촉매의 산형 이온 교환 수지가 분해 또는 열화하는 일이 있다. 또한, 원료 혼합물의 LHSV(액공간속도)는, 통상 0.2∼30hr^-1, 바람직하게는 0.5∼10hr^-1의 범위에서 선택된다.

상기 제조 방법에 있어서는, 이와 같이 하여 얻어진 반응 혼합 용액을, 우선, 필터로 여과하는 것이 바람직하다. 비스페놀A 함유 반응 혼합 용액을 필터로 여과함으로써, 당해 용액 중에 포함되는 협잡물을 제거할 수 있고, 후공정에서의 고온 조건 하에서의 비스페놀A의 분해 및 색상의 악화를 방지할 수 있다.

반응 혼합 용액의 후처리 또는 상기 여과에 이어서 행해지는 후처리로서는, 이하에 나타내는 공정(B)∼공정(F)와 함께, 비스페놀A와 페놀과의 부가물을 페놀 함유 용액을 이용하여 용해하는 공정과, 이 용액으로부터 당해 부가물을 정석·분리하는 공정의 사이의 적어도 하나에, 필터에 의한 여과 공정을 시행하는 것이 행해진다.

공정(B)

공정(B)는, 상기의 실질상 산형 이온 교환 수지를 포함하지 않는 반응 혼합 용액을 농축하는 공정이다. 이 농축 공정에 있어서는, 통상, 우선, 증류탑을 이용한 감압 증류에 의해, 미반응 아세톤, 부생수(by-produced water) 및, 알킬메르캅탄 등의 저비점(low boiling point) 물질을 제거하는 것이 행해진다.

이 감압 증류는, 일반적으로 압력 6.5∼80kPa 정도 및 온도 70∼180℃ 정도의 조건에서 실시된다. 이때, 미반응 페놀이 공비하고(azeotroped), 그 일부가 상기 저비점 물질과 함께, 증류탑의 탑정(head)으로부터 계외(系外)로 배출된다. 이 감압 증류에 있어서는, 비스페놀A의 열분해를 방지하기 위해, 사용하는 가열원의 온도는 190℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.

다음으로, 반응 혼합 용액으로부터 저비점 물질을 제외한, 비스페놀A 및 페놀 등을 포함하는 탑저액에 감압 증류을 행하여 페놀을 증류제거하여, 비스페놀A를 농축한다. 이 농축 조건에 대해서는 특별히 제한은 없지만, 통상, 온도 100∼170℃ 정도 및 압력 5∼70kPa 정도의 조건이 채용된다. 이 온도가 100℃보다 낮으면 고(高)진공이 필요하게 되고, 170℃보다 높으면 다음의 정석 공정에서 여분의 제열(operation of removing heat)이 필요하게 된다.

또한, 농축 잔액 중의 비스페놀A의 농도는, 바람직하게는 20∼50 질량％, 보 다 바람직하게는 20∼40 질량％의 범위이다. 농도가 20 질량％ 미만에서는 비스페놀A의 회수율이 낮고, 50 질량％를 넘으면 정석 후의 슬러리(slurry) 이송이 곤란해질 우려가 있다.

공정(C)

공정(C)는, 상기 공정(B)에서 얻어진 농축 잔액으로부터 비스페놀A와 페놀과의 1:1 부가물(이하, 페놀 어덕트(adduct)라고 하는 경우가 있음)을 정석·분리하는 공정이다. 이 공정에 있어서는, 우선, 상기 농축 잔액을 40∼70℃ 정도로 냉각하고, 페놀 어덕트를 정석시켜, 슬러리로 한다. 이때 냉각은, 외부열교환기를 이용하여 행해도 좋고, 또한, 농축 잔액에 물을 가하여, 감압 하에서의 물의 증발 잠열(latent heat)을 이용하여 냉각하는 진공 증발 정석법에 의해 행해도 좋다. 이 진공 증발 정석법에 있어서는, 당해 농축 잔액에, 물을 3∼20 질량％ 정도 첨가하고, 통상, 온도 40∼70℃ 정도, 압력 3∼13kPa 정도의 조건에서 정석 처리가 행해진다. 상기 물의 첨가량이 3 질량％ 미만에서는 제열 능력이 충분하지 않고, 20 질량％를 넘으면 비스페놀A의 용해 손실(loss)이 커진다.

이 정석 조작에 있어서, 정석 온도가 40℃ 미만에서는 정석액의 점도의 증대나 고화를 초래할 우려가 있으며, 70℃를 넘으면 비스페놀A의 용해 손실이 커진다.

다음으로, 이와 같이 하여 정석된 페놀 어덕트를 포함하는 슬러리를, 여과나 원심 분리 등의 공지의 수단에 의해, 페놀 어덕트와, 반응 부생물을 포함하는 정석 모액(mother liquid)으로 분리한다.

공정(D)

공정(D)는, 상기 공정(C)에서 정석·분리된 페놀 어덕트를, 페놀 함유 용액을 이용하여 용해하는 공정이다. 이 공정에 있어서 이용되는 페놀 함유 용액으로서는 특별히 제한은 없어, 예를 들면, 상기 공정(B)의 농축 공정에서 얻어진 회수 페놀, 공정(C)의 정석·분리 공정에서 생성하는 페놀 어덕트의 세정액, 본 공정(D) 이후의 공정에서 생성하는, 정석한 페놀 어덕트의 고액 분리에 있어서의 모액이나 당해 페놀 어덕트의 세정액 등을 들 수 있다.

공정(C)에서 얻어진 페놀 어덕트에 상기 페놀 함유 용액을 가하여, 80∼110℃ 정도로 가열하고, 당해 페놀 어덕트를 가열 용해시켜, 다음 공정의 정석 조작에 바람직한 비스페놀A 농도를 갖는 비스페놀A 함유 용액을 조제한다. 이와 같이 하여 조제된 비스페놀A 함유 용액은, 비교적 낮은 온도에서도 점도가 낮아 취급이 비교적 용이하며, 다음 공정에 있어서, 정석한 페놀 어덕트의 고액 분리를 필터로 행하는 데에 적합하다.

공정(E)

공정(E)는, 상기 공정(D)에서 얻어진 비스페놀A 함유 용액으로부터, 페놀 어덕트를 정석·분리하고, 경우에 따라 고순도의 제품을 얻기 위해, 추가로 당해 페놀 어덕트를 페놀 함유 용액을 이용하여 용해한 후, 정석·분리하는 조작을 1회 이상 반복하는 공정이다. 이 공정에 있어서의 페놀 어덕트의 정석·분리 조작 및 페놀 어덕트의 페놀 함유 용액에 의한 용해 조작은, 각각 상기의 공정(C) 및 공정(D)와 동일하다.

공정(F)

공정(F)는, 상기 공정(E)에서 정석·분리된 페놀 어덕트를 가열 용융 후, 페놀을 증류제거시키는 공정이다. 이 공정에 있어서는, 우선, 페놀 어덕트를 100∼160℃ 정도로 가열, 용융하여 액상 혼합물로 만들고, 이어서, 감압 증류에 의해 페놀을 증류제거하여, 용융 상태의 비스페놀A를 회수한다. 이 감압 증류는, 일반적으로, 압력 1∼11kPa, 온도 150∼190℃의 범위의 조건에서 실시된다. 잔존 페놀은, 추가로, 스팀 스트립핑(stripping)에 의해 제거할 수 있다.

공정(G)

공정(G)는, 공정(F)에서 얻어진 용융 상태의 비스페놀A를 고화하고, 조립하는 공정이다. 조립 방법으로서는, 예를 들면, 냉각 드럼에 용융 비스페놀A를 공급하여 플레이크(flake) 형상의 고체로 하는 방법이나, 용융 비스페놀A를 조립탑의 탑정으로부터 분무하여, 탑저로부터 불어넣어진 냉각 가스에 의해 고화하는 분무 조립법이 있다.

제품의 입상 비스페놀A의 저장·출하

공정(G)에서 고화하고, 조립된 입상 비스페놀A는, 공정(G)로부터 여러 곳의 설비로 반송된다. 예를 들면, 출하 설비, 제품 사일로 등으로 반송된다. 반송 수단으로서는, 로터리밸브나 버킷 콘베이어 등의 반송기를 들 수 있다.

본 발명의 금속 포집 부재는, 당해 공정(G) 이후에 설치된다. 구체적으로는, 상기 조립탑의 탑저의 입상 비스페놀A의 인출 배관이나, 제품 사일로 입구 혹은 출구, 출하처의 입상 비스페놀A 수용 사일로 입구 또는 출구가 금속 포집 부재의 설치 위치로서 들 수 있다.

또한, 금속 포집 부재는 자석을 구비한 것이 바람직하고, 당해 자석의 표면 자속 밀도로서는, 바람직하게는 0.7테슬라(T) 이상, 보다 바람직하게는 0.9테슬라(T) 이상이다. 0.7테슬라 미만의 표면 자속 밀도가 되면 자성이 약한 스테인리스 미분(powder)을 포집하지 못할 우려가 있다. 또한, 표면 자속 밀도란, 1㎠당의 자석 표면으로부터 얼마만큼의 자속수가 나오고 있는지를 나타내는 것이다. 자석의 종류로서는, 공업적으로 일반적인 것이 좋으며, 예로서 네오디윰 희토류 자석을 들 수 있다.

또한, 금속 포집 부재에 자석을 구비시키는 방법으로서는, 자석을 내부에 삽입한 스테인리스의 봉을 일단(one stage)에 복수개 장착한 것이 바람직하고, 이것을 복수단 장착한 것이 금속분 포집 능력을 높이는 데 있어 보다 바람직하다. 스테인리스의 봉의 형상은 특별히 한정되지 않지만, 입상 비스페놀A가 퇴적하기 어려운 환봉(round bar)이 바람직하다. 복수개 장착되는 당해 스테인리스 봉끼리의 간격은 특별히 한정되지 않지만, 금속분 포집 능력을 높이고, 그리고, 폐색을 방지하는 관점에서 입상 비스페놀A의 입경(particle size)의 20∼100배 정도로 하는 것이 바람직하다.

또한, 당해 금속 포집 부재의 봉 형상 자석은, 이송 중의 입상 비스페놀A의 흐름 방향에 대하여 어떤 식으로 배치해도 좋지만, 특히, 흐름 방향에 대하여 수직으로 배치하는 것이 금속분 포집 능력을 높이는 데 있어 바람직하다.

입상 비스페놀A에 혼입하고 있는 금속분은 자석이 구비된 금속 포집 부재를 입상 비스페놀A가 통과함으로써 제거되고, 그 결과, 당해 입상 비스페놀A 중의 철 분의 함유량은, 1 질량ppm 미만, 보다 바람직하게는 0.2 질량ppm 이하, 더욱 바람직하게는 0.1 질량ppm 이하로 할 수 있다. 1 질량ppm 이상의 철분의 혼입은 제품 비스페놀A의 색상을 악화시킬 뿐만 아니라, 당해 비스페놀A를 원료로 하여 제조한 폴리카보네이트의 색상의 악화나 이물 문제를 일으키게 된다.

또한, 입상 비스페놀A 중의 철분의 함유량 측정은, 일반적인 분석법, 예를 들면, 분광광도계를 사용한 오르토-페난트롤린(ortho-phenanthroline) 흡광광도법(JIS K 0102) 등으로 측정할 수 있다.

(실시예)

다음으로, 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들의 예에 의해, 하등 한정되는 것은 아니다.

(참고예)

양이온 교환수지(미츠비시 가가쿠 주식회사 제조, 「다이아이온(Diaion) SK104H」)의 술폰산기를 2-메르캅토에틸아민을 이용하여 20 몰％ 부분 중화한 촉매를 충전한 고정상 반응탑에, 페놀과 아세톤(페놀:32t/hr, 아세톤:3t/hr)을 연속적으로 LHSV 3hr^-1로 통액(通液)하고, 75℃에서 반응을 행했다. 얻어진 반응 혼합 용액을 감압 증류탑으로 도입하고, 탑저 온도 170℃, 압력 67kPa-A의 조건에서 감압 증류에 의해 아세톤, 물 등을 제거한 후, 추가로 온도 130℃, 압력 14kPa-A의 조건에서 감압 증류하고, 페놀을 증류제거시켜, 비스페놀A 농도가 40 질량％가 될 때까지 농축하여, 비스페놀A·페놀 용액 15t/hr를 얻었다.

다음으로, 이 비스페놀A 농도가 40 질량％의 비스페놀A·페놀 용액에 물 1t/hr을 가하고, 5.3kPa-A에서 50℃로 냉각 유지함으로써, 비스페놀A·페놀 어덕트를 정석시켜 슬러리 용액 16t/hr를 얻었다.

이어서, 얻어진 슬러리 용액을 고액 분리함으로써, 비스페놀A·페놀 어덕트를 얻었다. 얻어진 비스페놀A·페놀 어덕트에 페놀을 가하여, 90℃로 가열하여 페놀 60 질량％ 및 비스페놀A 40 질량％를 포함하는 용액을 조제하고, 10미크론 사이즈의 필터로 여과한 후, 재차, 동일한 진공 증발 정석을 행하여, 슬러리 용액 16t/hr를 얻었다.

이어서, 이 슬러리 용액을 고액 분리하고, 페놀 1.6t/hr에 의해 세정을 행하여, 비스페놀A·페놀 어덕트 결정을 얻었다. 얻어진 어덕트 결정을 130℃에서 가열 용융하여, 페놀을 제거한 후, 분무 조립탑에서 평균 입경 1㎜의 입상 비스페놀A를 4.3t/hr로 얻었다. 얻어진 비스페놀A 중의 철분은, 0.1 질량ppm으로, 눈으로 보아 색상 평가를 한 결과, 색상은 AHPA15였다.

(비교예 1)

상기 참고예에서 얻어진 입상 비스페놀A를, 로터리밸브(회전날개: 스테인리스제) 및 버킷 콘베이어(버킷: 스테인리스제, 내부 체인: 철제)를 이용하여 4.3t/hr로 제품 사일로로 반송했다. 제품 사일로 입구에는, 금속 포집 부재를 설치하지 않았다. 제품 사일로로부터 샘플링한 제품의 입상 비스페놀A의 철분을 측정한 결과, 그 함유량은 1.15 질량ppm이며, 비스페놀A를 공기 분위기 하에서 220℃, 40분간 가열하고, APHA 표준색을 이용하여, 눈으로 보아 색상 평가한 결과, APHA40이었다.

(실시예 1)

상기 참고예에서 얻어진 입상 비스페놀A를, 로터리밸브(회전날개: 스테인리스제) 및 버킷 콘베이어(버킷: 스테인리스제, 내부 체인: 철제)를 이용하여 4.3t/hr로 제품 사일로로 반송했다. 제품 사일로 입구에는, 직경 25㎜, 길이 40㎝의 스테인리스관에 자석을 삽입한 봉 형상 자석(네오디윰 희토류, 표면 자속 밀도: 0.9테슬라)을 스테인리스관 간격 50㎜로 2단 장착한 금속 포집 부재가 설치(단 간격 60㎜)되어 있고, 제품 사일로 출구에서 샘플링한 제품의 입상 비스페놀A의 철분을 측정한 결과, 그 함유량은 0.1 질량ppm이며, 비스페놀A를 공기 분위기 하에서 220℃, 40분간 가열하고, APHA 표준색을 이용하여, 눈으로 보아 색상 평가한 결과, APHA15였다.

(실시예 2)

제품 사일로 입구에, 스테인리스관에 표면 자속 밀도 0.7테슬라의 자석을 삽입한 봉 형상 자석을 2단 장착한 금속 포집 부재를 설치하는 것 외에는 실시예 1과 동일하게 하여 입상 비스페놀A를 제조했다. 제품 사일로 출구에서 샘플링한 제품의 입상 비스페놀A의 철분을 측정한 결과, 그 함유량은 0.1 질량ppm이며, 비스페놀A를 공기 분위기 하에서 220℃, 40분간 가열하고, APHA 표준색을 이용하여, 눈으로 보아 색상 평가한 결과, APHA15였다.

본 발명에 따르면, 조립 공정 이후에 있어서 혼입되는 금속분이나 제조 장치 내의 각종 기기를 정기적으로 혹은 부정기적으로 개방 점검이나 보수한 경우에 발생하는, 입상 비스페놀A 중에 혼입한 금속분을 효율 좋게 제거하여 고품질의 입상 비스페놀A를 제조하는 방법을 제공할 수 있다. 나아가서는, 당해 제품의 입상 비스페놀A의 출하처인 폴리카보네이트 제조 공정이나 폴리카보네이트 제조 공정 내의 입상 비스페놀A 수용 설비(수용 사일로 등)에 있어서도 금속분에 기인하는 품질 불량 등의 문제의 발생을 방지할 수 있다.

Claims

입상(粒狀) 비스페놀A(2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판)를 조립(造粒) 공정 이후에 형성된 금속 포집 부재에 접촉시켜 그 속의 금속분을 포집함으로써, 철분 함유량을 저감시킨 것을 특징으로 하는 고품질 입상 비스페놀A의 제조 방법.
제1항에 있어서,

금속 포집 부재가, 조립탑의 탑저(塔底)의 입상 비스페놀A의 인출 배관, 제품 사일로 입구 혹은 출구 또는, 출하처의 입상 비스페놀A 수용 사일로 입구 혹은 출구에 설치되어 있는 고품질 입상 비스페놀A의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

금속분이, 스테인리스분 및/또는 철분인 고품질 입상 비스페놀A의 제조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

조립 공정 후의 입상 비스페놀A 중의 철분의 함유량이, 1 질량ppm 미만인 고품질 입상 비스페놀A의 제조 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

금속 포집 부재가 자석을 구비한 것인 고품질 입상 비스페놀A의 제조 방법.
제5항에 있어서,

자석의 표면 자속 밀도가 0.7테슬라(T) 이상인 고품질 입상 비스페놀A의 제조 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

금속 포집 부재가, 봉 형상 자석을 이송 중의 입상 비스페놀A의 흐름 방향에 대하여 수직으로 배치한 것인 고품질 입상 비스페놀A의 제조 방법.