TW200914410A - Process for producing bisphenol a with an extended service life in the crystallisation - Google Patents

Description

200914410 、發明說明： 相關申請 本申請要求2007年5月10號提交的德國專利申請 No.10 2007 021 935的權益’在此將其全文引入作為參考用 於所有有用目的。 【發明所屬之技術領域】 15 20 本發明描述了一種苯紛含量低於15wt%的雙紛的製造 方法’其中在結晶設備中實施包含雙酚A、微量組分和苯盼 的產物混合物的懸浮結晶，該產物混合物被泉送過熱交換 器。由於在熱交換器中的沉積（污垢，即在熱交換器表面的 結晶和沉積），熱交換器的壓差由lbar升到3bar。通過不 斷增加泵速來補償所得的將導致在結晶設備中污垢增多的 降低的流速，所述泵速以這樣的方式來調控，士' 耗使其波動最大為士 5%。 机損 【先前技術】 …作為驗類和鑛基化合物的縮合產物，雙紛為 業產品的原材料或中間體。苯酚和丙酮反應的縮人產許多商 雙(4~羥苯基）丙烷（雙酚Α,ΒΡΑ)具有特殊的工3產物，2,2、 BtP Α被用作原材料以生產各種聚合物材料，如^業重要性。 知、聚醚醯亞胺、聚砜以及改性的酚醛樹脂。」=¾丙烯峻 域在環氧樹脂和聚碳酸酯的生產中。 選的應用區 BPA的工業相關生產方法是已知的並基於> 4 4、峻催化的笨 200914410 驗和丙酮的反應，且描述於例如US 2 775 620和EP-A 0 342 758 令。 在酸催化的苯酚和肉酮的反應中，優選在反應中建立的 苯紛與丙酮的比例大於5 : 1。該反應便利地連續實施且— 般在45至lure的溫度下實施。均相和異相布朗斯台德酸 或路易士酸都可以用作酸催化劑，如例如無機強酸如鹽酸或 硫酸。優選使用凝膠狀或大孔磺化交聯聚苯乙烯樹脂（酸性 離子交換劑），其包含二乙烯基苯作為交聯劑。除了催化劑， 通常使用硫醇作為助催化劑。 在酸催化劑存在下的苯紛與丙酮的反應中，形成除了未 反應的苯酚和可能的丙酮外，主要包含BPA和水的產物混 &物。此外’還出現縮合反應典型的副產物，如例如2- ( 4·* L笨基）-2- (2-經苯基）丙烧（鄰，對_BpA)、取代的n 一氫化茚、羥苯基茚滿醇、羥苯基色烷、螺雙-二氫化茚（Spirc) bis-mdane)、取代的茚酚、取代的咕噸以及在分子骨架内 具有二個或更多個苯環的更高級縮合化合物。此外，作為丙 =的天然縮合以及與原料中雜質的反應結果，可形成其他微 董組分如笨曱醚、異亞丙基丙酮、1,3,5-三曱基苯和雙丙酮 醇。 提及的次要產物如水以及未反應的進料材料如苯酚和 丙明’對BPA生產聚合物的適宜性有不利影響，必須通過 適宜方法分離除去。尤其是，用於生產聚碳酸酯的原料BPA 需要高純度要求。 處理和純化BPA的一種方法包括通過冷卻反應混合物 200914410 並在懸浮結晶作用中結晶出BPA-笨酚加合物從產物混合物 t以與苯s分大約等摩爾結晶加合物的形式分離出然 4曰助適5固/液分離的設備如旋轉慮機或離心機將該βρα 苯紛加合物晶體從液相中分離出並送於進一步純化。 、在懸浮結晶作用中，在一個或多個冷卻器中連續地 連續地從包含雙酚Α和苯酚的產物混合物中提取熱量以

生?飽和度從而隨後結日日日出BPA—雜加合物晶體。除了 A _外^結晶設備中還提供用於打破過館和度並因此^

，斤2的停㈤日守間。來自結晶設備的懸浮體—般通過栗經由A 卻器迴圈。《浮體巾連續喊半連續地釋放出㈣於二 步處理，同樣地新鮮的產物混合物由反應來添加， =或其他高度揮發性組分如助催化劑可通過蒸餘 產物混合物中完全或部分去除。 、先從 抓用&樣㈣浮結晶作用生產 方法 15

lOOmH 和 DE_Ai951〇〇63 中。 於他A έ士日t f版物中還提到在這種借助於迴圈冷卻器的縣、孚 :作用中’由雙_ BPA_笨糾合物晶體 = Γ沉積在盛有_體的管的内表面（稱為污垢）。不^ 隔：其加熱至高於8(rc的溫度將黏附在盛有懸浮 的内表面上的產物除去（稱為舰），因為它們降低 …里在冷卻器和懸浮體間的傳遞以及經由管的流動。 US 5,856,589插述了借助於水含量為5至40wt% 酚去除該類沉積物。 US 6,203,612描述了去除沉積物的另一種複 雜方法 20 200914410 :包含於結晶設備或冷卻器巾的部分懸㈣ =:r懸浮體直至晶體溶解。然後迅速冷卻混: WO-A 00/47542描述了懸浮結晶作用的執行，立 =設備包括兩個冷卻器，其中為去除沉積物，將—個冷^ 盗停止運轉並通過升溫麵沉積物，同時另; 運轉且其溫度至少降低rc。 保持 攻些申請巾都涉及了沉積物的去除。在此期間不得 少或停止雙酚的生產。 10 【發明内容】 本發明的一種實施方案是製造雙酚A的方法，該方法 包括：（a)在磺酸離子交換劑和含硫助催化劑存在下使苯 酚和丙酮反應以形成包含雙酚A-笨酚加合物的產物混合 物；（b)使a)中獲得的包含雙酚A-苯酚加合物的所述產物 混合物在一個或多個結晶設備中速續懸浮結晶，其中所述一 個或多個結晶设備包括至少一個用於冷卻的熱交換器和至 少一個將包含於所述一個或多個結晶設傷中的懸浮體泵送 過所述妻少一個熱父換器的粟以護得雙朌A-苯盼加合物的 晶體；（c)通過固/液分離法分離b)中獲得的所述雙酚A_ 笨酚加合物的晶體，以及（d)通過蒸餾和/或脫附從c)中獲 得的所述雙紛A-笨盼加合物的晶體中去除笨紛以得到雙酌· A;其中維持b)中所述至少一個泵的電流損耗使得電流損耗 波動最大為士5°/°並且其中當所述至少一個熱交換器的壓力 200914410 損失增大時提高所述至少一個泵的速度。 本發明的另一實施方案為上述方法，其中C)中得到的雙 酚A-苯酚加合物的分離晶體用苯酚清洗和/或重結晶。 本發明的另一實施方案為上述方法，其中d)中獲得的所 5 述雙紛A中殘餘苯g分含量<200 ppm。 本發明的另一實施方案為上述方法，其中d)中獲得的所 述雙酚A中殘餘苯酚含量為15%。 本發明的另一實施方案為上述方法，其中從所述至少一 個熱交換器的啟動到在所述至少一個熱交換器中去除沉積 ίο 物，所述至少一個泵的速度相對於初始速度提高10至50%。 本發明的另一實施方案為上述方法，其中維持迴圈通過 所述至少一個熱交換器的體積通過量，從而使電流損耗波動 最大為士15%。 本發明的另一實施方案為上述方法，其中測量所述至少 15 一個熱交換器的壓差並且當該壓差增大時提高所述至少一 個栗的速度。 【實施方式】 因此本發明目的為提供一種方法，其允許延長去除沉積 20 物的操作之間的時間長度。 該目的通過包括以下步驟的製造雙酚A的方法得以實 現： a )在續酸離子交換劑和含硫助催化劑存在下使苯酉分 和丙酮反應以形成包含雙酚A的產物混合物， 8 200914410 b) 在-個或夕個結晶設備中從步驟a)中獲得的產物混 合物中連續懸浮結晶出雙紛A_麵加合物，其中每一個結 晶設備具有至少一個用於冷卻的熱交換器和至少一個將包 含於結晶設備中的懸浮體泵送過熱交換器的泵， c) 通過固/液分離法分離用這種方式獲得的所述BpA_ 苯盼加合物晶體’ d) 從根據步驟C)獲得的3!>八_苯酚加合物中通過蒸餾 和/或脫附去除苯酚， 10 其特徵在於維持步驟b)中用於將產物混合物泵送過熱 交換器的泵的電流損耗使得電流損耗波動最大為±5%並因 此當熱交換器的壓力損失增大時，所述泵的速度提高。 在本發明方法中，步驟c)的產物有利地用苯酚清洗和/ 或重結晶。 在根據本發明方法的整個絲顧，即從熱交換器的啟 動到f除在熱交換器中的沉積物期間，㈣速提高10至 50%疋有利的。因此’例如，在一次熔脫 為450 rpm，當豆捭‘石,^ ^傻采迷 脫。 曰加到600 rPm日守，在熱交換器中實施熔 由於恒定的電流損耗， 通過量的波動應當最大為 所用的迴圈通過熱交換号 15%。 的體積 在本發明方法中， 利地應當最大為5%。 還存在替代方法， 用於熱交換H岐的電流損耗波動有 其中依靠熱交換H的體積通過量或壓 9 20 200914410 差來控制泵速，但依靠栗的電流損耗來控制速度是有利的且 更容易。 因此本發縣涉及製造_ A的方法，其中通過連續 或半連續料結晶工藝從包含料A和苯_產物混合物 中結晶出BPA·料加合物晶體，從而通 果送過-誠多鶴交财物混合財 ^ 截和度肋破，其㈣△成的: 或體積通過量並且-旦㈣_差增域體積Ρ 降增大，就提高使產物混合物迴圈的泵速。 的下 本發明方法中可以使用本領域技^人員已 準化學泵。«磁力泵或具有機械贿的I。的斤有“ 交換^如，管狀、板或螺旋管熱咖可以用作冷卻器/熱 ΒΡΑ-苯朌加合物黏附在管的内側（稱為 升高。結果降低了迴圈量，造成污垢的進—步°。使反壓 的降低可以從電流損耗的降低來檢測。通過提:@圈1 換器內電流損耗保持恒定或其降低趨勢被減小熱交 速度間的互翻此還代表了壓差和速度_互聯知耗和 在反應一開始就提高速度並不可取，這是 導致晶體大小急劇減小，這樣使得在後續階 太雨 清洗ΒΡΑ-苯齡加合物晶體，導致質量下降。^難過濾和 過私一開始就使熱交換ϋ的泵在高速下運轉。、、’非從5亥 在獲得ΒΡΑ_苯齡合物晶體後，本方 。 7次的故後步 10 200914410 驟為從該加合物中去除苯酚。這可以通過本領域技術人員已 知的任何方式，如蒸餾和/或加熱至>12(TC溫度的脫附方法 來貫現’以獲得< 200 ppm的苯盼殘餘含量。 在分離苯酚後，獲得雙酚A熔體，其可用於通過酯交 換方法生產聚碳酸酯（熔體聚碳酸酯）而無需預先固化。然 而’雙酚A熔體還可以通過已知的方法如例如造粒或刨片 (flaking)來固化，用於銷售或其他用途。此外，該熔體可以 溶於氫氧化鈉溶液中並用於通過介面縮聚方法生產聚碳酸 酯。 ίο 在其他不同方法中，僅去除苯酚使其殘餘含量<15%並 將如此獲得的混合物送至進一步處理，例如通過熔體方法生 產聚碳酸酯。 或者，在用於步驟d)前還可使從步驟c)獲得的BPA-苯 酚加合物晶體進一步純化。此處優選從酚溶液中重結晶來純 15 化。 泵速相比於初始狀態提高了 10%至50%後，必須去除在 熱交換器以及還能在結晶設備中的沉積物’優選如DE 100 15 014A中所述通過快速加熱至大約80°C溫度。 用於所有有用目的的上述所有參考文獻整體引入作為 20 參考。 儘管已示出炎描述了體現本發明的某些具體結構’對本 領域技術人員而可以對所述部件進行各種改動和重排而 不脫離本發明創造性概念的精神和範圍是顯而易見的’並且 其並不局限於本文所示和所述的具體形式。 11 200914410 實施例 ^ 愚的功率損耗）和愿力增大之間不關聯 連績地將包含雙酚A、微量組分和苯酚的產物混合物進 有敝換11、結晶設備冷卻11和迴《(標準的具有 “11:的化學泵)的結晶設備’並且結晶設備内懸浮體 除;：：;;續=過熱交換器。從該系統中連續去 觀測到以下特徵： 10 無污垢（始點） 有污垢（終點） 泵速 550 rpm 550 rpm 泵的功率損耗 60 kW 40 kW 循環體積 1500 m3/h 500 m3/h 熱交換器的Αρ 1 bar 1.8 bar 從結晶設備冷卻器 間長度為22天。 _去除沉積物的 兩次操作之間的時 精晴 果速 熱交換器的Λρ 體積

12 200914410 550 1.3 1100 550 1.45 900 550 1.6 650 550 1.8 500 實施例2 :速度（泵的功率損耗）和壓力增大之間關聯 關於實施例1。 無污垢（始點） 有污垢（終點） 泵速 550 rpm 640 rpm 栗的功率損耗 60 kW 74 kW 循環體積 1500 m3/h 1300 m3/h 熱交換器的Δρ 1 bar 1.8 bar 從結晶設備冷卻器中去除沉積物的兩次操作之間的時 間長度為31天。 表2 :污垢對泵速和壓力增大間關聯的循環體積的影響 栗速 熱交換器的Δρ 循環體積 550 1 1500 13 200914410 590 1.2 1420 603 1.4 1400 612 1.45 1380 630 1.65 1340 645 1.8 1300 【圖式簡單說明】 益 【主要元件符號說明】 無 14

Claims (1)

1. 200914410 ' 七、申請專利範圍： 1. 一種製造雙酚A的方法，該方法包括： a)在磺酸離子交換劑和含硫助催化劑存在下使苯酚 和丙酮反應以形成包含雙酿A-笨酚加合物的產物混合物； 5 b)使a)中獲得的包含雙酚A-苯酚加合物的所述產物 混合物在一個或多個結晶設備中連續懸浮結晶，其中所述一 個或多個結晶設備包括至少一個用於冷卻的熱交換器和至 少一個將包含於所述一個或多個結晶設備中的懸浮體泵送 過所述至少一個熱交換器的泵，以獲得雙酚A-苯酚加合物 1〇 的晶體， c)通過固/液分離法分離b)中獲得的所述雙酚A_苯酚 , 加合物的晶體；以及 ， d)通過蒸餾和/或脫附從c)中獲得的所述雙酚A_苯酚 力σ合物的晶體中去除苯紛以得到雙驗a ; 15 其中維持b)中所述至少一個泵的電流損耗使得電流損 耗波動最大為±5%，並且其中當所述至少一個熱交換器的壓 力損失增大時提高所述至少一個泵的速度。 2.根據申請專利範圍第1項的方法，其中c)中獲得的 分離出的雙酌· A-笨紛加合物晶體用苯盼清洗和/或重結晶。 2〇 3·根據申請專利範圍第1項的方法，其中d)中獲得的 所述雙紛A中殘餘苯酚含量<2〇〇ρριη。 4·根據申請專利範圍第1項的方法，其中d)中獲得的 所述雙盼A中殘餘苯酚含量為15〇/〇。 5.根據申請專利範圍第1項的方法，其中從所述至少 15 200914410 一個熱交換器的啟動到去除所述至少一個熱交換器中的沉 積物，所述至少一個泵的速度相對於初始速度提高10至 50%。 6. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中維持迴圈通 過所述至少一個熱交換器的體積通過量使得電流損耗波動 最大為±15%。 7. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中測量所述至 少一個熱交換器的壓差並且當該壓差增大時提高所述至少 一個泵的速度。 16 200914410 四、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：第（無）圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 無 10 五、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： ' 無 15 3