PL168654B1

PL168654B1 - Sposób krystalizacji bisfenolu A oraz układ do krystalizacji bisfenolu A

Info

Publication number: PL168654B1
Application number: PL29515492A
Authority: PL
Inventors: Jozef Kolt; Maciej Kiedik; Zbigniew Swiderski; Eugeniusz Zajac; Anna Rzodeczko; Jerzy Mroz
Original assignee: Inst Ciezkiej Syntezy Orga; Zaklady Chemiczne Blachownia S
Priority date: 1992-07-02
Filing date: 1992-07-02
Publication date: 1996-03-29
Also published as: PL295154A1

Abstract

1 Sposób krystalizacji bisfenolu A zjego roztworów fenolowych, otrzymanych w procesie wytwarzania adduktu bisfenolu A - fenol przez kondensację fenolu z acetonem wobec żywicyjonowymiennej jako katalizatora, o zawartości 20 - 35% wagowych bisfenolu A, 5 - 25% wagowych produktów ubocznych procesu, do 4% wagowych acetonu, do 3% wagowych wodyi 35 - 70% wagowych fenolu, poprzez chłodzenie przeponowe krystalizatorów w układzie szeregowym, przy prowadzeniu krystalizacji wielostopniowo w sposób ciągły, z zawrotem strumienia mieszaniny pokrystalizacyjnej na pierwszy lub drugi stopień krystalizacji, znamienny tym, ze na 1 część wagową roztworu fenolowego bisfenolu A o temperaturze wyższej niż temperatura początku wypadania kryształów adduktu bisfenol A-fenol wprowadza się do układu co najmniej 1 część wagową mieszaniny pokrystalizacyjnej otemperaturzeniższej od temperaturypoczątkuwypadania kryształów adduktu bisfenol A - fenol. 3. Układ do krystalizacji bisfenolu A z roztworów fenolowych, otrzymywanych w procesie jego wytwarzania z fenolu i acetonu, składający się z krystalizatorów wyposażonych w płaszcze chłodzące i/lub wewnętrzne wężownicechłodzące,mieszadła, znamiennytym, że krystalizatory (A), (B), (C), (D) są połączone szeregowo poprzez rury wgłębne (1), (2), (3), (4), stanowiąc poszczególne stopnie krystalizacji, przy czym na dopływie (5) mieszaniny poreakcyjnej lub krystalizacyjnej do krystalizatora (A) znajduje się układ (6) regulacji przepływu tej mieszaniny, sprzężony z zaworem automatycznym (7) a układ stabilizacji stopnia napełnienia krystalizatorów jest sprzężony z zaworem automatycznym (8) na dopływie azotu i/lub zaworem automatycznym (9) na odpływie mieszaniny z krystalizatora.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób krystalizacji bisfenolu A z roztworów fenolowych w procesie jego wytwarzania przez kondensację acetonu i fenolu wobec żywicy jonowymiennej jako katalizatora oraz układ do krystalizacji bisfenolu A stosowany w tym procesie.

Z polskiego opisu patentowego nr 164 289 znany jest proces otrzymywania bisfenolu A obejmujący oczyszczanie półproduktu przez krystalizację gdzie na drugim etapie procesu chłodzi się mieszaninę poreakcyjną dla otrzymywania zawiesiny adduktu bisfenolu A z fenolem w roztworze fenolowym, zaś na trzecim etapie zawiesinę adduktu bisfenolu A z fenolem w roztworze fenolowym, otrzymaną na drugim etapie, rozdziela się na krystaliczny addukt oraz fenolowy ług macierzysty I, po czym kryształy adduktu przemywa się przy użyciu roztworu fenolowego i na czwartym etapie rozpuszcza się addukt bisfenolu A z fenolem, otrzymany na etapie trzecim w roztworze fenolowym i chłodzi się tę mieszaninę dla otrzymania zawiesiny adduktu bisfenolu A z fenolem w roztworze fenolowym, po czym następuje etap piąty, w którym rozdziela się zawiesinę otrzymaną w etapie czwartym na krystaliczny addukt bisfenolu A z

168 654 fenolem oraz ług macierzysty II, zawracany na etap trzeci. Kryształy adduktu bisfenolu A z fenolem przemywa się roztworem fenolowym, a na stopniu szóstym wydziela się czysty bisfenol A przez usuwanie fenolu destylacyjnie pod próżnią.

W europejskim opisie patentowym EP 0 332 203 ujawniono proces otrzymywania bisfenolu A, w którym w zasadniczym procesie otrzymaną mieszaninę poreakcyjną poddaje się krystalizacji na pierwszym etapie otrzymując kryształy adduktu bisfenol A - fenol. Po nim następuje pierwszy etap wydzielania adduktu z ługu macierzystego oraz etap usuwania fenolu z adduktu dla uzyskania bisfenolu A wysokiej czystości.

Opisane sposoby mają tę wadę, że przenoszą część zanieczyszczeń powstających w procesie kondensacji fenolu i acetonu do półproduktu otrzymanego w procesie krystalizacji bisfenolu A.

Wada ta uwidacznia się tym bardziej im wyższe jest stężenie produktów ubocznych w mieszaninie wsadowej do krystalizacji. Utrzymywanie wysokiego stężenia produktów ubocznych w mieszaninie reakcyjnej kierowanej do krystalizacji jest jednak korzystne dla hamowania reakcji ubocznych i zwiększenia całkowitej selektywności procesu wytwarzania bisfenolu A. Dla otrzymania specjalnej czystości bisfenolu A stosuje się wówczas dwukrotną krystalizację bisfenolu A z roztworów fenolowych o różnym stopniu czystości.

Powstało zatem zagadnienie opracowania takiego procesu krystalizacji mieszaniny poreakcyjnej i/lub roztworów fenolowych bisfenolu A o zawartości 20-35% wagowych bisfenolu A, 5-25% wagowych produktów ubocznych procesu, do 4% wagowych acetonu, do 3% wagowych wody i 35-70% wagowych fenolu, by otrzymany produkt odpowiadał jakości wymaganej w dalszych zastosowaniach.

Według wynalazku, na 1 część wagową roztworu fenolowego bisfenolu A o temperaturze wyższej niż temperatura początku wypadania kryształów adduktu bisfenol A - fenol wprowadza się do układu co najmniej 1 część wagową mieszaniny pokrystalizacyjnej o temperaturze niższej od temperatury początku wypadania kryształów addukt bisfenol A - fenol.

Korzystnie roztwór fenolowy bisfenol A o temperaturze 90 - 75°C chłodzi się wstępnie i podaje do układu krystalizatorów na stopień I krystalizacji, gdzie utrzymuje się temperaturę 80 - 50°C, a następnie na II stopień krystalizacji o temperaturze 60 - 48°C, zaś na I lub II stopień krystalizacji, wprowadza się część schłodzonej mieszaniny pokrystalizacyjnej i utrzymuje temperaturę nie wyższą niż temperatura początku krystalizacji mieszaniny krystalizacyjnej, a na III i IV stopniu chłodzi się mieszaninę krystalizacyjną do temperatury 45 - 35°C. Wychłodzoną zawiesinę kryształów adduktu bisfenol A - fenol rozdziela się na dwa strumienie, z których jeden zawraca się na I lub II stopień krystalizacji, zaś drugi kieruje się do węzła rozdzielania kryształów od ługów macierzystych i przerabia dalej w znany sposób.

Układ do krystalizacji bisfenolu A z roztworów fenolowych, otrzymywanych w procesie jego wytwarzania z fenolu i acetonu, składa się z krystalizatorów połączonych szeregowo poprzez rury wgłębne, stanowiąc poszczególne stopnie krystalizacji. Na dopływie mieszaniny poreakcyjnej i krystalizacyjnej do pierwszego krystalizatora znajduje się układ regulacji przepływu tej mieszaniny sprzężony z zaworem automatycznym. Układ stabilizacji stopnia napełnienia krystalizatorów jest sprzężony z zaworem automatycznym na dopływie azotu i/lub zaworem automatycznym na odpływie mieszaniny z krystalizatora.

Układ według wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ideowy. Układ do krystalizacji bisfenolu A z roztworów fenolowych w procesie jego wytwarzania z fenolu i acetonu, składający się z krystalizatorów wyposażonych w płaszcze chłodzące i/lub wewnętrzne wężownica chłodząca i mieszadła, posiada krystalizatory A, B, C, D, połączone szeregowo poprzez rury wgłębne 1, 2, 3, 4, stanowiąc poszczególne stopnie krystalizacji. Na dopływie 5 mieszaniny krystalizacyjnej i poreakcyjnej do krystalizatora A znajduje się układ 6 regulacji przepływu tej mieszaniny, sprzężony z zaworem automatycznym 7, a układ stabilizacji stopnia napełnienia krystalizatorów jest sprzężony z zaworem automatycznym 8 na dopływie azotu i/lub z zaworem automatycznym 9 na odpływie mieszaniny z krystalizatora.

Działanie układu jest następujące: mieszaninę krystalizacyjną na poszczególne stopnie krystalizacji przetłacza się ciśnieniem azotu zawartym w objętości gazowej krystalizatorów, przy

168 654 czym w każdym następnym krystalizatorze ciśnienie poduszki azotowej jest niższe niż w poprzednim, zaś ciągły przepływ mieszaniny krystalizacyjnej jest regulowany automatycznie na wymaganym poziomie.

Sposób według wynalazku pozwala na prowadzenie procesu krystalizacji w sposób ciągły, poprawia zdolność do wirowania mieszaniny pokrystalizacyjnej, pozwala na obniżenie temperatury wirowania, co zmniejsza zawartość produktu głównego bisfenolu A w ługach macierzystych, przy niezmienionym obiegu ługów fenolowych to jest przy niezmienionym globalnym zużyciu energii przez instalację. Następuje dalsza poprawa jakości produktu. Sposób według wynalazku pozwala prowadzić krystalizację ze znacznie stężonych roztworów fenolowych bisfenolu A i jego wysoki odzysk z tych roztworów.

Przykład I. Mieszaninę poreakcyjną o składzie 23% wagowych bisfenolu A, 18% wagowych produktów ubocznych procesu, 2,5% wagowych acetonu, 1,6% wagowych wody i 54,9% wagowych fenolu o temperaturze 80°C podawano w ilości 8t/godzinę do pierwszego krystalizatora, do którego w takiej samej ilości zawracano mieszaninę pokrystalizacyjną o temperaturze 35°C. W pierwszym krystalizatorze utrzymywano temperaturę 55°C. Mieszaninę krystalizacyjną z pierwszego krystalizatora przesyłano w sposób ciągły do drugiego krystalizatora przy pomocy ciśnienia azotu 0,15 MPa. W drugim krystalizatorze utrzymywano temperaturę 52°C. W trzecim i czwartym w szeregu krystalizatorze następowało dalsze chłodzenie mieszaniny krystalizacyjnej do 35°C. Otrzymaną mieszanine kryształów adduktu bisfenolu A z fenolem zawracano w ilości 8t/godzinę na I stopień krystalizacji, a pozostałą część kierowano do węzła wirowania dla wydzielenia kryształu adduktu. Barwa wydzielonego adduktu w 50% roztworze etanolowym wynosiła 35 jednostek razem.

Przykład II. Mieszaninę poreakcyjną jak w przykładzie I o temperaturze 80°C schłodzono w krystalizatorze do temperatury 40°C. Otrzymaną zawiesinę kryształów adduktu bisfenolu A z fenolem poddano wirowaniu dla wydzielenia kryształów adduktu. Barwa wydzielonego adduktu w 50% roztworze etanolowym wynosiła 60 jednostek Hazena.

Przykład III. Mieszaninę do krystalizacji o składzie 33,2% wagowych bisfenolu A, 6% wagowych produktów ubocznych procesu, 0,5% wagowych acetonu, 2% wagowych wody, 58,3% wagowych fenolu o temperaturze 90°C podawano w ilości 4,8 t/godzinę do pierwszego w szeregu katalizatora, w którym następowało schłodzenie mieszaniny do temperatury 80°C. Mieszaninę z pierwszego krystalizatora przesyłano do drugiego krystalizatora przy pomocy ciśnienia azotu. Do drugiego w szeregu krystalizatora doprowadzono mieszaninę pokrystalizacyjną w postaci zawiesiny kryształów adduktu bisfenolu A z fenolem w ługu macierzystym o temperaturze 43°C w ilości 5,5 t/godzinę. W drugim krystalizatorze utrzymywano temperaturę 69°C. W trzecim i czwartym krystalizatorze następowało dalsze chłodzenie mieszaniny krystalizacyjnej do 43°C. Część mieszaniny pokrystalizacyjnej w ilości 5,5 t/godzinę zawracano na II stopień krystalizacji, a pozostałą część kierowano do węzła wirowania dla wydzielenia kryształu adduktu. Barwa wydzielonego adduktu w 50% roztworze etanolowym wynosiła 15 jednostek Hazena.

168 654

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób krystalizacji bisfenolu A z jego roztworów fenolowych, otrzymanych w procesie wytwarzania adduktu bisfenolu A - fenol przez kondensację fenolu z acetonem wobec żywicy jonowymiennej jako katalizatora, o zawartości 20 - 35% wagowych bisfenolu A, 5 - 25% wagowych produktów ubocznych procesu, do 4% wagowych acetonu, do 3% wagowych wody i 35 - 70% wagowych fenolu, poprzez chłodzenie przeponowe krystalizatorów w układzie szeregowym, przy prowadzeniu krystalizacji wielostopniowo w sposób ciągły, z zawrotem strumienia mieszaniny pokrystalizacyjnej na pierwszy lub drugi stopień krystalizacji, znamienny tym, że na 1 część wagową roztworu fenolowego bisfenolu A o temperaturze wyższej niż temperatura początku wypadania kryształów adduktu bisfenol A-fenol wprowadza się do układu co najmniej 1 część wagową mieszaniny pokrystalizacyjnej o temperaturze niższej od temperatury początku wypadania kryształów adduktu bisfenol A - fenol.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że roztwór fenolowy bisfenolu A o temperaturze 90 - 75°C chłodzi się wstępnie i podaje do układu krystalizatorów na stopień I krystalizacji, gdzie utrzymuje się temperaturę 80 - 50°C i na II stopień krystalizacji o temperaturze 60 - 48°C, zaś na I lub II stopień wprowadza się schłodzoną mieszaninę pokrystalizacyjną i utrzymuje temperaturę nie wyższą niż temperatura początku krystalizacji mieszaniny krystalizacyjnej a na III i IV stopniu chłodzi się mieszaninę krystalizacyjną do temperatury 45 - 35°C i wychłodzoną zawiesinę kryształów adduktu bisfenol A - fenol rozdziela się na dwa strumienie, z których jeden zawraca się na I lub II stopień krystalizacji, zaś drugi kieruje się do węzła rozdzielania kryształów od ługów macierzystych i przerabia dalej w znany sposób.

3. Układ do krystalizacji bisfenolu A z roztworów fenolowych, otrzymywanych w procesie jego wytwarzania z fenolu i acetonu, składający się z krystalizatorów wyposażonych w płaszcze chłodzące i/lub wewnętrzne wężownice chłodzące, mieszadła, znamienny tym, że krystalizatory (A), (B), (C), (D) są połączone szeregowo poprzez rury wgłębne (1), (2), (3), (4), stanowiąc poszczególne stopnie krystalizacji, przy czym na dopływie (5) mieszaniny poreakcyjnej lub krystalizacyjnej do krystalizatora (A) znajduje się układ (6) regulacji przepływu tej mieszaniny, sprzężony z zaworem automatycznym (7) a układ stabilizacji stopnia napełnienia krystalizatorów jest sprzężony z zaworem automatycznym (8) na dopływie azotu i/lub zaworem automatycznym (9) na odpływie mieszaniny z krystalizatora.