PL130206B1 - Method of neutralization of impurities formed in the process of manufacture and separation of bisphenol a in the process utilizing cation exchangers - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano: 1986 0425 130206 CZY \ tLNiA Urzedu Patentowego MU* ¦mnmyH'1 b*"!J Int. Cl.* CMC 37/86 //B09B 3/00 Twórcy wynalazku: Maciej Kiedik, Janina Olkowska, Maria Dusza, Koman Michalski, Jan Nossekv Józef Kolt, Teodor Bek, Eugeniusz Zajac, Anna Niezgoda Uprawniony z patentu: Instytut Ciezkiej Syntezy Organicznej „Bla¬ chownia", Kedzierzyn-Kozle (Polska) Sposób unieszkodliwiania zanieczyszczen powstajacych w procesie wytwarzania i wydzielania bisfenolu A metoda kationitowa Przedraiioitem wynalazku jest sposób unieszkodli¬ wiania zanieczyszczen powstajacych w procesie: wy¬ twarzania i wydzielania bisfenolu A- metoda katio¬ nitowa.Bisfenol A wedlug znanych sposobów wydziela sie z mieszaniny poreaikcyjmej w operacjach krysta¬ lizacja wirowania,- destylacji, oraz. platkowania lub granulowania.Analizujacr przebieg przemyslowego procesu* wy¬ twarzania bisfenolu A zaobserwowano; ze czystosc uzyskiwanego produktu jest scisle zwiazana z po¬ ziomem zanieozyszczen, glównie' typu polimerycz- nego w mieszaninie poreakcyjnej oraz z prawidlo¬ wa eksploatacja wiórek adduktu. bisfenol A-fenoL Zauwazono równiez, ze kazdorazowa wymiana ka^ tionitu: w reaktorach kondensacji powoduje popra¬ we czystosci produktu; Wiaze sie ¦ ta prawdopodob^ nde z selektywna sorpcja. produktów polimerycznych z-mieszaniny, reakcyjnej przez, swiezy kationitt W trakcie eksploatacji- przemyslowej wytwórni bisfenolu A stwierdzono; ze pomimo zachowywania niezmiennych parametrów procesu oraz utrzymy¬ wania stalego poziomu zwiazków ubocznych wy¬ dzielony na drodze krystalizacji i destylacji pro¬ dukt charakteryzuje sie stopniowo coraz to wieksza zawartoscia wolnego fenolu, p-iaopropenylofenolu i jego dlmerów oraz p-izopropylofenolu. Zjawisko to ilustruje tabela 1.Tabelia 1 10 15 20 25 Kolejny mie¬ siac eksplo¬ atacji wsadu katalizatora | 1 1 2 1 3" 1 4 1 5 1 6 7 [ 8 F 9 1 10 u 12.Zawartosó fenolu w produkcie CVo wag.) 0,02 0,1 0,15^ 0,16 0;18 0,19T 0,20 0,22 0,24 0£0 0,32 0,36 1 Sumaryczna- zawaiv 1 tosc p-iaopropenylo* fenolu jego dainerów i p-izopropylóf&* nolu w produkcie^ (°/ 0,10 1 0;15 | 0,20 j 0,23 1 0,25 | 0,30 | 0,32 | 0,35 | 0,38 | 0,41 | 0,48 1 0,48 W wyniku przeprowadzonych badan1 stwierdzone, ze- wyzej wymienione zwiazki sa prawdopodobnie produktami- termicznego rozkladu* bisfenolu A, za¬ chodzacego w aparatach, w których temperatura robocza przekracza 150°C. Wskaznikiem infonmuja- 1302063 130 206 4 cym o rozkladzie termicznym! bisfenolu A jest po¬ jawienie sie w jednym z pólproduktów lub w pro- * dukcie finalnym p-izopropenylofenolu.Wspomniany Rozklad katalizowany jest przypusz- czalnde osadzajacymi sie w tych aparatach nieziden¬ tyfikowanymi zanieczyszczeniami, w sklad których * wchodza prawdopodobnie wysokoskondensowane katalitycznie -aktywne produkty uboczne.Procesowi termicznego rozkladu ulegaja najcze¬ sciej wydzielone z mieszaniny poreakcyjnej: sto¬ piony addukt bisfenol A-fenol, bisfenol A surowy i bisfenol A-prodiukt. Systematyczne pogarszanie sie jakosci produktu koncowego w kolejnych mie¬ siacach pracy kationitu pociaga za soba koniecznosc zatrzymania instalacji lub jej fragmentu celem usuniecia osadzonych zanieczyszczen.Dzialanie takie wiaze sie ze znacznym zmniejsze¬ niem sie stopnia wykorzystania zdolnosci produk¬ cyjnej instalacji. Stosowane dotychczas okresowe niycie aparatury fenolem, acetonem lub woda przy¬ nosilo w poczatkowym okresie eksploatacji jedynie kilku-godzkiny skutek, natomiast przy wiekszym nagromadzeniu zanieczyszczen mycie tymi rozpusz¬ czalnikami nie przynosi rezultatu.Istota wynalazku polega na przemyciu instalacji lub jej fragmentu, w którym zachodzi rozklad bis- fenolu A, 0,1 — 20% wodnym roztworem fenolanu sodu lub wodorotlenku, weglanu, chlorku sodu, po¬ tasu, lub amonu w temperaturze 20—100°C. W trak¬ cie badan prowadzonych w celu znalezienia srod¬ ków zapobiegawczych pogarszaniu sie jakosci pro¬ duktu nieoczekiwanie stwierdzono, ze w wyniku potraktowania instalacji lub jej fragmentu wodnym roztworem fenolanu sodu lub wodorotlenków, weglanów, chlorków sodu, potasu lub amonu, po dokladnym przemyciu woda wprowadzac mozna do instalacji lub jej fragmentu ponownie media tech¬ nologiczne, tj. addukt, produkt surowy lub czysty bez obawy pogorszenia czystosci produktu konco¬ wego na skutek procesów rozkladowych.Efekt dzialania roztworów fenolanu sodu, wodo¬ rotlenku sodu potasu lub amonu na osady gtrosma- dzace sie w instalacji polega na tym, ze katalitycz¬ nie aktywne substancje zawarte w osadach nie ulegaja wyplukaniu lecz pozostaja w aparatach a ich szkodliwe dzialanie ulega na pewien okres czasu zminimalizowaniu. Po uplywie natomiast 2—4 tygodni katalizujace rozklad bisfenolu dzia¬ lanie zanieczyszczen powraca i operacje plukania instalacji nalezy powtórzyc.Sposób wedlug wynalazku pozwala uzyskiwac produkt o wysokiej, ustabilizowanej czystosci, dzieki systematycznemu unieszkodliwieniu groma¬ dzacych sie w instalacji zanieczyszczen bez koniecz¬ nosci ich usuwania mechanicznego lub wymywania Ilustruja to przedstawione nizej przyklady.Przyklad I. Instalacja produkcji dianu na dro¬ dze kondensacji fenolu z acetonem wobec silnie kwas¬ nego kationitu jako katalizatora sklada sie z ukla¬ du reakcyjnego, wezla wydzielania adduktu bisfe¬ nol A-fenol, wezla oczyszczania adduktu oraz wezla destylacyjnego rozkladu oczyszczonego adduktu dla wydzielania koncowego produktu. Po wymianie ka¬ talizatora w ukladzie reakcyjnym i wyczyszczeniu aparatury uzyskiwano produkt o zawartosci 0,05% wag. fenolu i 0,08% wag. p-izopropenylofenolu, jego dimerów i p-izopropylofenolu, oznaczonych metoda chromatografii gazowej. Zawartosc tych skladników 5 w ciagu kolejnych' miesiecy pracy instalacji stop¬ niowo wzrastala jak to lustruje tabela 1.Po uplywie 3-ch miesiecy pracy instalacji zawar¬ tosc wolnego fenolu w produkcie koncowym wy¬ nosila srednio 0,11% wag. a zawartosc p-izoprope- 10 nylofenolu, jego dimerów i p-izopropylofenolu wy¬ nosila 0,16% wag.Przeplukano wówczas aparature wezla rozkladu destylacyjnego adduktu, tj. wyparke filmowa oraz kolumne do strippingu parowego produktu, przy 15 pomocy 1% wodnego roztworu wodorotlenku sodu w temperaturze 50°C. Nastepnie aparature prze¬ myto woda destylowana w temperaturze 90°C. Po uruchomieniu produkcji uzyskiwano w ciagu ko¬ lejnych 6 tygodni produkt koncowy o zawartosci 20 0,04% fenolu i 0,06% wag. p-izopropylofenolu, jego dimerów i p-izopropylofenolu.Przyklad II. Z aparatury wezla rozkladu destylacyjnego adduktu bisfenol A-fenol pobrano 25 znajdujacy sie w niewielkich ilosciach na scian¬ kach aparatów osad substancji o wygladzie zywicy celem przebadania laboratoryjnego jej wplywu na termiczna stabilnosc dianu.Próbke osadu poddano destylacji z para wodna 30 dla calkowitego usuniecia wolnego fenolu, a nas¬ tepnie wysuszono. Dla ustalenia wplywu osadu na stabilnosc termiczna bisfenolu A wykonano próby laboratoryjne najpierw z osadem pozbawionym jedynie fenolu, a nastepnie analogiczne próby 35 z osadem poddawanym chemicznej obróbce przez przemycie roztworami róznych zwiaizków. Para¬ metry jakosciowe uzytego do prób bisfenolu A byly nastepujace: zawartosc wolnego fenolu 0,02% i za¬ wartosc p-izopropenylofenolu, jego dimerów i p-izo- 40 propylofenolu 0,06% wag. oznaczone metoda chro¬ matografii gazowej, temperatura krystalizacji 156,3°C, barwa w stanie stopionym 80 jednostek w skali Hazema. 1 g osadu pozbawionego fenolu zmieszano ze 45 100 g bisfenolu A, o powyzszej jakosci, ogrzano do temperatury 180°C i utrzymywano w stanie sto¬ pionym w tej temperaturze w ciagu 2 godzin. Nas¬ tepnie pobrano próbke bisfenolu A z nad osadu, podidano analizie oznaczajac parametry jakosciowe 50 w taki sam sposób jak w bisfenolu A wyjsciowym i uzyskano nastepujace wielkosci: zawartosc wol¬ nego fenolu 0,24% wag. zawartosc pnizopropenylo- fenolu, jego dimerów i p-izopropylofenolu 0,37% wag. temperatura krystalizacji 155,6°C, barwa w 85 stanie stopionym 300 jednostek w skali Hazema.Nastepnie kolejne próbka pobranego z aparatury i pozbawionego fenolu osadu przemywano w tem¬ peraturze 100°C wodnymi roztworami wymienio- 60 nych w tabeli 2 zwiazków, a potem kilkakrotnie woda destylowana w temperaturze wrzenia i osu¬ szono. W ten sposób przygotowane próbki osadu o masie 1 g dodawano do 100 g bisfenolu A wyj¬ sciowego, ogrzano do temperatury 180°C i utrzy- w mywano w tej temperaturze 2 godzony, W jpobra-130 206 6 nych z nad osadu próbkach bisfenolu A oznaczono sposób jak w bisfenolu wyjsciowym. Uzyskane wy- takie same parametry jakosciowe i w taki sam n'ikl przedstawione sa w tabeli 2.Tabela 2 Roztwór przemywajacy wodorotlenek sodu 0,5% wodorotlenek sodu 20% wodorotlenek potasu 0,1% chlorek sodu 1% woda amoniakalna 2% weglan sodu 3% woda fenol a nastepnie woda aceton Jakosc produktu koncowego zawartosc fenolu w produkcie (°/o wag.) 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,08 0,21 0,27 0,25 zawartosc p-izo- propenylofenolu i jego dimerów, p-izopropylofe- nolu w produkcie (% wag.) 0,10 0,12 0,15 0,15 0,18 0,12 0,32 0,34 0,36 temperatura krystalizacji (°Q 156,2 156,2 156,1 156,1 156,0 156,1 155,7 155,2 155,4 barwa (jedn. w skali Hazena) 150 200 175 175 175 150 300 pow. 300 pow. 300 Przyklad III. Próbke osadu polimeru z insta¬ lacji bisfenolu A pobrana i przygotowana jak w przykladzie II przemyto 1% roztworem chlorku sodu a nastepnie 5 krotnie woda destylowana. Przy¬ gotowana w ten sposób próbke o masie 1 g dodano do 100 g bisfenolu A o parametrach podanych w przykladzie II. Aby skrócic próbe, calosc ogrzano do temperatury wyzszej niz poprzednio tj. do 205yC.W ciagu 22 godzin zawartosc wolnego fenolu nie przekroczyla 0,1% a zawartosc p-izopropylofenolu i jego diimerów 0,2%. Po okolo 46 godzinach za¬ wartosc fenolu wzrosla do 0,7% a p-izopropenylo- fenolu, jego dimerów i p-izopropylofenolu do 1,2%. 25 30 Po ukonczeniu próby nierozpuszczalny polimer od¬ dzielono ilosciowo, a nastepnie poddano go desty¬ lacji z para wodna. Po zwazeniu okazalo sie, ze ciezar polimeru praktycznie nie ulegl zmianie. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób unieszkodliwienia zanieczyszczen powsta¬ jacych w procesie wytwarzania i wydzielania bis¬ fenolu A metoda kationitowa, bez koniecznosci ich usuwania, znamienny tym, ze instalacje lub jej fragment przemywa sie okresowo 0,1—20% wod¬ nym roztworem fenolamu sodu lub wodorotlenku lub weglanu, lub chlorku sodu, potasu lub amonu w temperaturze 20—100°C. PL