PL181992B1 - Sposób przerobu wysokowrzących produktów ubocznych z procesu wytwarzania bisfenolu A - Google Patents

Abstract

Sposób przerobu wysokowrzących produktów ubocznych z procesu wytwarzania bisfenolu A, w reakcji fenolu z acetonem wobec silnie kwaśnego kationitu jako katalizatora, poprzez ich rozkład katalityczno-termiczny wobec alkalicznego katalizatora, prowadzony w układzie destylacyjnym, pracującym pod obniżonym ciśnieniem, znamienny tym, że destylat zawierający p-izopropenylofenol, fenol i niskowrzące pochodne fenolu powstałe w wyniku rozkładu wysokowrzących produktów ubocznych znajdujących się we wsadzie, odbierany ze szczytu kolumny destylacyjnej rozcieńcza się ługiem fenolowym zawierającym produkty uboczne z procesu wytwarzania bisfenolu A w takiej ilości, aby stosunek wagowy fenolu do p-izopropenylofenolu wynosił 10:1 do 20 1. następnie część tak rozcieńczonego destylatu, korzystnie 25-50% w stosunku do ilości wysokowrzących produktów ubocznych poddawanych rozkładowi, zawraca się jako refluks na szczyt kolumny destylacyjnej, a resztę kieruje się do układu reakcyjnego zawierającego kationit jako katalizator, przy czym proces rozkładu prowadzi się wobec katalizatora alkalicznego w temperaturze 200 - 250°C. a ilość i przepływ reagentów w w ęźle rozkładu dobiera się tak. aby czas przebywania wysokowrzących produktów ubocznych w środowisku reakcji wynosił co najmniej 5 godzin, korzystnie 6-12

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób przerobu wysokowrzących produktów ubocznych pochodzących z procesu wytwarzania bisfenolu A w reakcj i fenolu z acetonem wobec silnie kwaśnego kationitu jako katalizatora.

W procesie takim, obok produktu głównego powstaje szereg produktów takich jak: izomer o- o- i o- p- bisfenolu A, p-tertbutylofenol, 2,2,4-trójmetylochromen-3,2,2,4-trójmetylo-4(4-hydroksyfenylo)-chroman, 2,4-dwu(4-hydroksykumylo)-fenol, 4-metylo-2,2,4-trój(4-hydroksyfenylo)pentan, trisfenole oraz inne wielkocząsteczkowe pochodne fenolu. Produkty uboczne zawarte w mieszaninie poreakcyjnej po wydzieleniu z niej zasadniczej części bisfenolu A pozostają w ługach fenolowych zawracanych do wsadu do reakcji głównej. Dla utrzymania stałego, pożądanego stężenia produktów ubocznych w procesie niezbędne jest wprowadzanie z procesu odpowiedniej ilości tych produktów. W tym celu część strumienia ługów fenolowych poddaje się zwykle destylacji dla uzyskania frakcji zawierającej głównie fenol wraz z niżej wrzącymi produktami ubocznymi, zawracanej do głównego strumienia technologicznego procesu oraz frakcji ciężkiej zawierającej głównie bisfenol A, jego izomery oraz inne wysokowrzące produkty uboczne. Frakcja ta podlega dalszemu przerobowi dla wydzielenia z niej i zawrócenia do procesu jak największej ilości wartościowych składników i wprowadzenia niezbędnej ilości składników niepożądanych. Najczęściej stosowanym sposobem przerobu frakcji wysokowrzących produktów ubocznych jest jej rozkład termiczno-katalityczny wobec alkalicznych katalizatorów. Zastosowanie takich katalizatorów zasadowych jak wodorotlenek sodu, węglan sodu, fenolan sodu, octan sodu umożliwia uzyskanie w temperaturze 150-250°C i pod obniżonym ciśnieniem destylatu zawierającegojako główne składniki p-izopropenylofenol i fenol. Oba te związki chemiczne, pochodzące w głównej części z rozkładu bisfenolu A oraz jego izomerów, a w części także z rozkładu niektórych wysokowrzących produktów ubocznych, wchodzą ze sobą łatwo w reakcje w obecności kwaśnych katalizatorów z wytworzeniem bisfenolu A.

W opisie patentowym ZSRR nr 303 314 opisano sposób przerobu produktów ubocznych z procesu wytwarzania bisfenolu A przez ich katalityczny rozkład w temperaturze 150 - 300°C przy ciśnieniu 6,67 1 0²Pa - 199,9510²Pa (5 - 150 mm Hg) w obecności NaOH i NaHCO₃jako

181 992 katalizatorów. W opisie patentowym PRL 103 054 opisano sposób przerobu produktów ubocznych z procesu wytwarzania bisfenolu A w podobny sposób, ale w obecności innego katalizatora, to jest podfosforynu sodu. Te znane sposoby pozwalają utrzymać równowagę i stałą pożądaną koncentrację produktów ubocznych w procesie wytwarzania bisfenolu A przy niezbyt głębokim rozkładzie, to j est gdy ilość destylatu otrzymanego w wyniku rozkładu katalityczno-termicznego nie przekracza 50% wsadu produktów ubocznych wysokowrzących. Przy głębokim rozkładzie skład destylatu zmienia się niekorzystnie, zwiększa się ilość takich składników jak: dimer cykliczny p-izopopylenofenolu, 2,2,4-trójmetylochrOrnen-3 oraz 1,3,3-trójmetylo-6-hydroksyiixlen-1. Zawrót takiego destylatu do procesu narusza równowagę i powoduje kumulowanie się niektórych produktów ubocznych w procesie. Uniemożliwia to praktyczne zastosowanie w sposób stały głębokiego rozkładu katalityczno-termicznego wysokowrzących produktów ubocznych w sposób znany dotychczas, opis patentowy PRL 133 123 podaje sposób udoskonalenia przerobu produktów ubocznych z procesu otrzymywania bisfenolu A poprzez dodatkową operację przegrupowania otrzymanego z rozkładu destylatu wobec kwasu szczawiowego jako katalizatora. To umożliwia prowadzenie nieco głębszego rozkładu katalityczno-termicznego wysokowrzących produktów ubocznych bez ujemnych skutków dla procesu. Uzyskany stopień poprawy nie jest jednak zadawalający, a jest związany z dodatkowymi nakładami.

Celem wynalazku było opracowanie sposobu głębokiego rozkładu katalitycznego wysokowrzących produkt ubocznych z procesu wytwarzania bisfenolu A pozbawionego wad dotychczas znanych sposobów i umożliwiającego poprawę ekonomiki wytwarzania bisfenolu A, poprzez zmniejszenie zużycia surowców.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że zastosowanie w procesie przerobu wysokowrzących produktów ubocznych z produkcji bisfenolu A, poprzez ich rozkład katalityczno-termiczny wobec alkalicznych katalizatorów, udoskonalenia polegającego na rozcieńczaniu uzyskiwanego destylatu jako refluksu w układzie destylacyjnym przy prowadzeniu rozkładu katalitycznego wysokowrzących produktów ubocznych z produkcji bisfenolu A, zmienia korzystnie skład produktów rozkładu, umożliwiając stosowanie znacznie głębszego rozkładu.

Sposób według wynalazku polega na tym, że destylat zawierający p-izopropenylofenol, fenol i niskowrzące pochodne fenolu powstałe w wyniku rozkładu wysokowrzących produktów ubocznych znajdujących się we wsadzie, odbierany ze szczytu kolumny destylacyjnej rozcieńcza się ługiem fenolowym zawierającym produkty uboczne z procesu wytwarzania bisfenolu A w takiej ilości, aby stosunek wagowy fenolu do p-izopropenylofenolu wynosił 10:1 do 20:1, następnie część tak rozcieńczonego destylatu, korzystnie 25-50% w stosunku do ilości wysokowrzących produktów ubocznych poddawanych rozkładowi, zawraca się jako refluks na szczyt kolumny destylacyjnej, a resztę kieruje się do układu reakcyjnego zawierającego kationit jako katalizator, przy czym proces rozkładu prowadzi się wobec katalizatora alkalicznego w temperaturze 200 - 250°C, a ilość i przepływy reagentów w węźle rozkładu dobiera się tak, aby czas przebywania wysokowrzących produktów ubocznych w środowisku reakcji wynosił co najmniej 5 godzin, korzystnie 6-12.

Sposób według wynalazku realizowany może być w układzie destylacyjnym pracującym w sposób ciągły lub periodyczny. Sposób ciągły jest preferowany.

Przykład I - porównawczy.

Układ destylacyjny, w którym prowadzi się rozkład katalityczny wysokowrzących produktów ubocznych z produkcji bisfenolu A jest przedstawiony na rysunku. Wynalazek przedstawiony jest za pomocą opisu jego działania.

Frakcję wysokowrzących produktów ubocznych dozuje się do kuba 1 w ilości 400 kg/godzinę. W kubie utrzymuje się stałą ilość, 3700 kg pozostałości. Temperaturę w kubie 1 utrzymuje się na poziomie 23 5°C, a ciśnienie na poziomie 33,33-10²Pa (25 mm Hg). Katalizator rozkładu, to jest podfosforyn sodu, w postaci stałej dozuje się do kuba 1 w ilości 1 kg/godzinę. Z dołu kuba 1 odbiera się w sposób ciągły pozostałość końcową w ilości 160 kg/godzinę. Destylat z kolumny destylacyjnej 2 poprzez wymiennik ciepła 3 kieruje się do odbiornika 6, a z niego pompą 7 część kieruje się jako refluks na szczyt kolumny 2, a 240 kg destylatu odprowadza się na zewnątrz

181 992 układu. Próżnię w układzie utrzymuj e się za pomocą separatora 4 i smoczków parowych 5. Skład strumieni zawiera tabela 1.

Przykład II.

W rozkładzie katalitycznym prowadzonym według przykładu I, zachowując ten sam wsad i parametry, dokonuje się zmiany polegającej na rozcieńczeniu destylatu przez dozowanie do odbiornika 6 ługu fenolowego w ilości 1500 kg/godzinę; zachowując tę samą wielkość wsadu i refluksu uzyskuje się mniejszą ilość pozostałości końcowej wynoszącą 110 kg/godzinę i większą ilość destylatu wynoszącą290 kg/godzinę. Pompą7 odprowadza się na zewnątrz układu destylat rozcieńczony ługiem fenolowym w ilości 1790 kg/godzinę. Skład ługu fenolowego użytego do rozcieńczania destylatu oraz pozostałości końcowej i destylatu rozcieńczonego zawiera tabela 1.

Skład strumienia	Przykład I	Przykład II
wsad %	pozo- stałość %	destylat %	wsad %	pozo- stałość %	destylat %	Ingi fenolowe %
fenol	2,5	0,4	43,0	2,5	0,2	68,9	73,9
p-izopropenylofenol	0,3	1,1	33,0	0,3	0,8	6,0	-
0-p-izomer bisfenolu A	8,8	0,6	0,3	8,8	0,5	2,4	2,8
kodimer	8,1	12,8	1,0	8,1	11,2	2,3	2,5
produkty uboczne M < 220	7,8	2,8	21,4	7,8	2,7	10,0	7,8
bisfenol A	46,1	1,8	0,5	46,1	0,7	7,9	10,2
dimer cykliczny izopropenylofenolu	9,9	13,2	0,3	9,9	12,4	1,6	1,8
dimer liniowy izopropenylofenolu	2,4	5,2	0,5	2,4	1,2	0,2	0,2
trisfenole i inne produkty wysokocząsteczkowe	14,1	62,1	-	14,1	70,3	0,7	0,8

181 992

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób przerobu wysokowrzących produktów ubocznych z procesu wytwarzania bisfenolu A, w reakcji fenolu z acetonem wobec silnie kwaśnego kationitu jako katalizatora, poprzez ich rozkład katalityczno-termiczny wobec alkalicznego katalizatora, prowadzony w układzie destylacyjnym, pracującym pod obniżonym ciśnieniem, znamienny tym, że destylat zawierający p-izopropenylofenol, fenol i niskowrzące pochodne fenolu powstałe w wyniku rozkładu wysokowrżących produktów ubocznych znajdujących się we wsadzie, odbierany ze szczytu kolumny destylacyjnej rozcieńcza się ługiem fenolowym zawierającym produkty uboczne z procesu wytwarzania bisfenolu A w takiej ilości, aby stosunek wagowy fenolu do p-izopropenylofenolu wynosił 10:1 do 20:1, następnie część tak rozcieńczonego destylatu, korzystnie 25-50% w stosunku do ilości wysokowrzących produktów ubocznych poddawanych rozkładowi, zawraca się jako refluks na szczyt kolumny destylacyjnej, a resztę kieruje się do układu reakcyjnego zawierającego kationit jako katalizator, przy czym proces rozkładu prowadzi się wobec katalizatora alkalicznego w temperaturze 200 - 250°C, a ilość i przepływ reagentów w węźle rozkładu dobiera się tak, aby czas przebywania wysokowrzących produktów ubocznych w środowisku reakcji wynosił co najmniej 5 godzin, korzystnie 6-12.