RU2619461C2 - Method for producing of bisphenol a - Google Patents
Method for producing of bisphenol a Download PDFInfo
- Publication number
- RU2619461C2 RU2619461C2 RU2014145957A RU2014145957A RU2619461C2 RU 2619461 C2 RU2619461 C2 RU 2619461C2 RU 2014145957 A RU2014145957 A RU 2014145957A RU 2014145957 A RU2014145957 A RU 2014145957A RU 2619461 C2 RU2619461 C2 RU 2619461C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phenol
- reactor
- acetone
- reaction mixture
- post
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C37/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
- C07C37/11—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring by reactions increasing the number of carbon atoms
- C07C37/20—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring by reactions increasing the number of carbon atoms using aldehydes or ketones
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C37/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
- C07C37/68—Purification; separation; Use of additives, e.g. for stabilisation
- C07C37/70—Purification; separation; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment
- C07C37/74—Purification; separation; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment by distillation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C37/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
- C07C37/68—Purification; separation; Use of additives, e.g. for stabilisation
- C07C37/70—Purification; separation; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment
- C07C37/84—Purification; separation; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment by crystallisation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к способу получения бисфенола А, используемого для изготовления пластмасс, в первую очередь - поликарбонатов и их смесей, используемых для производства элементов конструкций в автомобилестроении, при изготовлении медицинского оборудования и спортивного оборудования, а также при производстве товаров широкого потребления.The present invention relates to a method for producing bisphenol A used for the manufacture of plastics, primarily polycarbonates and mixtures thereof, used for the manufacture of structural elements in the automotive industry, in the manufacture of medical equipment and sports equipment, as well as in the production of consumer goods.
Более того, бисфенол А [2,2-бис-(4-гидроксифенил)пропан], также известный как п,п-изомер ДФП или ДФП, используется также для изготовления эпоксидных смол, ненасыщенных полиэфирных смол, полисульфоновых смол и полиэфиримидов, а также добавок к пластмассам - в частности средств, снижающих их горючесть, например тетрабромбисфенол А и фенил фосфатов ДФП и термостабилизаторов поли(винилхлорида).Moreover, bisphenol A [2,2-bis- (4-hydroxyphenyl) propane], also known as the p, p-isomer of DPP or DPP, is also used for the manufacture of epoxy resins, unsaturated polyester resins, polysulfone resins and polyetherimides, as well as additives to plastics - in particular, agents that reduce their flammability, for example, tetrabromobisphenol A and phenyl phosphate DPP and thermal stabilizers poly (vinyl chloride).
Бисфенол А можно получить посредством реакции конденсации ацетона с фенолом в присутствии сильнокислого катализатора, например, апротонных кислот или кислот Льюиса. В настоящее время преимущественным способом получения бисфенола А является конденсация ацетона с фенолом, осуществляемая в присутствии ионообменного катализатора типа сульфированного сополимера стирола с дивинилбензолом, и дополнительно промотора, повышающего эффективность и селективность реакции (тиоловые соединения, например 2,2-диметил-1,3-тиазолидин и 2-аминоэтантиол).Bisphenol A can be obtained by condensation of acetone with phenol in the presence of a strongly acidic catalyst, for example, aprotic acids or Lewis acids. Currently, the preferred method of producing bisphenol A is the condensation of acetone with phenol, carried out in the presence of an ion exchange catalyst such as a sulfonated copolymer of styrene with divinylbenzene, and an additional promoter that increases the efficiency and selectivity of the reaction (thiol compounds, for example 2,2-dimethyl-1,3- thiazolidine and 2-aminoethanethiol).
Узел синтеза бисфенола А - это многоступенчатая система проточных реакторов с постоянным слоем катализатора, соединенных последовательно через теплообменники для поддержания заданного температурного диапазона в каждом реакторе. Отдельные варианты осуществления отличаются способом дозировки ацетона и посткристаллизационных растворов, полученных на этапе выделения и очистки ДФП.The bisphenol A synthesis unit is a multi-stage system of flow reactors with a constant catalyst bed connected in series through heat exchangers to maintain a given temperature range in each reactor. Individual embodiments differ in the method of dispensing acetone and post-crystallization solutions obtained at the stage of isolation and purification of DPP.
Описанный в патенте US 6414199 вариант осуществления подобной системы реактора позволяет разделить струю ацетона между последовательно размещенными реакторами, что обеспечивает лучшее распределение температуры в слоях катализатора, а также повышает возможность контроля протекания реакции синтеза ДФП, обеспечивая существенные преимущества в виде увеличения срока службы катализатора и селективности реакции конденсации.The embodiment of such a reactor system described in US Pat. condensation.
Во многих вариантах осуществления возврат посткристаллизационных растворов в виде непрореагировавшего фенола и ДФП, кристаллизация которого до начала стадии концентрирования не наступила, существенно уменьшает расход сырья. Еще одним преимуществом в результате возврата маточного раствора на стадию синтеза состоит в ограничении образования 2-(2-гидроксифенил)-2-(4-гидроксифенил)пропана (т.н. о,п-изомера ДФП), так как система в этом случае намного ближе к состоянию баланса между п,п-изомером ДФП и о,п-изомером ДФП. В процессах, в которых предусмотрено использование многоступенчатой системы проточных реакторов с постоянным слоем, возможен возврат маточного раствора несколькими способами, когда возврат происходит на первой стадии реакции конденсации или на последующих стадиях такой реакции. Наибольшее преимущество такого ограничения образования о,п-изомера ДФП достигается при возврате маточного раствора на первую стадию синтеза, поэтому патентная литература содержит преимущественно решения, предусматривающие, что возврат части маточного раствора на разные стадии синтеза является только возможным вариантом осуществления без указания результирующих преимуществ (US 6858759).In many embodiments, the return of post-crystallization solutions in the form of unreacted phenol and DPP, the crystallization of which did not occur before the start of the concentration stage, significantly reduces the consumption of raw materials. Another advantage resulting from the return of the mother liquor to the synthesis step is the limitation of the formation of 2- (2-hydroxyphenyl) -2- (4-hydroxyphenyl) propane (the so-called o, p-isomer of DPP), since the system in this case much closer to the state of balance between the p, p-isomer of the TPP and o, the p-isomer of the TPP. In processes in which the use of a multistage system of flow reactors with a constant layer is provided, the mother liquor can be returned in several ways, when the return occurs at the first stage of the condensation reaction or at subsequent stages of such a reaction. The greatest advantage of such a limitation on the formation of the o, p-isomer of DPP is achieved by returning the mother liquor to the first stage of synthesis, therefore, the patent literature contains mainly solutions providing that the return of a part of the mother liquor to different stages of synthesis is only a possible option without indicating the resulting advantages (US 6858759).
При синтезе бисфенола из фенола и ацетона реакция образования п,п-изомера ДФП сопровождается рядом побочных реакций, при которых образуются о,п-изомеры ДФП, о,о-изомеры ДФП, кодимеры, п-изопропенилфенол, п-изопропилфенол, линейные димеры, циклические димеры, трисфенол и многие другие неидентифицированные до настоящего времени соединения. Побочные продукты могут накапливаться в технологических потоках, что в промышленных масштабах является известным и широко встречающимся явлением, влияющим на ухудшение качества продукта. Суть современной технологии получения ДФП заключается в системе контроля содержания побочных продуктов в потоках таким образом, чтобы условия выделения и очистки ДФП из постреакционной смеси были, по возможности, стабильными.In the synthesis of bisphenol from phenol and acetone, the reaction of the formation of the p, p-isomer of DPP is accompanied by a number of side reactions in which the o, p-isomers of DPP, o, the o-isomers of DPP, codimers, p-isopropenylphenol, p-isopropylphenol, linear dimers, cyclic dimers, trisphenol, and many other unidentified compounds to date. By-products can accumulate in process streams, which is a well-known and widely occurring phenomenon on an industrial scale that affects product quality degradation. The essence of modern technology for the production of DPP is to control the content of by-products in the streams so that the conditions for the isolation and purification of DPP from the post-reaction mixture are as stable as possible.
Очень важной стадией синтеза является стадия выделения чистого ДФП из реакционной смеси.A very important stage of the synthesis is the stage of separation of pure DPP from the reaction mixture.
Чаще всего посредством вакуумной перегонки удаляется ацетон, вода и небольшое количество фенола. Аддукт ДФП-фенола кристаллизуется при охлаждении остатков. Для получения ДФП из отдельных кристаллов аддукта фенол подвергают вакуумной перегонке.Most often, acetone, water and a small amount of phenol are removed by vacuum distillation. The DPP phenol adduct crystallizes upon cooling of the residues. Phenol is subjected to vacuum distillation to obtain DPP from individual crystals of the adduct.
Описано множество методов выделения более чистого бисфенола. В патенте ЕР 0330146 описан процесс кристаллизации аддукта бисфенола А/фенола. Запатентован также способ, заключающийся в кристаллизации из расплава неочищенного бисфенола А, полученного в результате отделения посредством перегонки непрореагировавшего ацетона, воды и фенола из продуктов реакции конденсации.Many methods have been described for the isolation of more pure bisphenol. EP 0330146 describes a crystallization process for the adduct of bisphenol A / phenol. A method has also been patented which consists in crystallization of the crude bisphenol A obtained from the melt obtained by separation by distillation of unreacted acetone, water and phenol from the products of the condensation reaction.
В патенте WO 0035847 представлена суспензионная кристаллизация аддукта ДФП-фенола, отделение его от маточного раствора посредством фильтрации, разложение аддукта путем вакуумной перегонки фенола и фракционированной кристаллизации полученного неочищенного ДФП.WO 0035847 discloses suspension crystallization of the DPP-phenol adduct, separation of it from the mother liquor by filtration, decomposition of the adduct by vacuum distillation of phenol and fractional crystallization of the resulting crude DPP.
В имеющихся источниках патентной информации описаны разные методы очистки ДФП:The available patent information sources describe different methods for purifying DFP:
- выделение ДФП в виде аддукта ДФП-фенола из реакционной среды и очистка посредством промывки чистым фенолом или смесью фенола с водой;- isolation of DPP in the form of an adduct of DPP-phenol from the reaction medium and purification by washing with pure phenol or a mixture of phenol with water;
- кристаллизация неочищенного ДФП из органических растворителей или смеси органических растворителей;- crystallization of crude DPP from organic solvents or a mixture of organic solvents;
- перегонка в высоком вакууме.- distillation in high vacuum.
Перегонка постреакционной смеси, образованной в результате синтеза ДФП, проводится с целью отвода непрореагировавших составляющих и воды. При высокой температуре происходит реакция разложения ДФП на фенол и изопропенилфенол, которые в свою очередь подвержены дальнейшим реакциям и увеличивают долю побочных продуктов, в том числе цветных комплексов металлов с фенолами, что в результате приводит к интенсивному окрашиванию неочищенного ДФП. Способ ограничения реакции разложения ДФП являет собой нейтрализацию кислотных загрязнений, присутствующих в постреакционной смеси посредством введения нейтрализующих соединений (карбонатов и гидроксидов щелочных металлов), пропускания неочищенного ДФП через катионообменную смолу (Na, K, Li, Са, Mg) или неорганические иониты (US 6512148).Distillation of the post-reaction mixture formed as a result of the synthesis of DPP is carried out with the aim of removing unreacted components and water. At high temperatures, the decomposition of DPP into phenol and isopropenylphenol takes place, which in turn are subject to further reactions and increase the proportion of by-products, including non-ferrous metal complexes with phenols, resulting in intense staining of the crude DPP. A method for limiting the decomposition reaction of DPP is the neutralization of acid impurities present in the post-reaction mixture by introducing neutralizing compounds (alkali metal carbonates and hydroxides), passing the crude DPP through a cation exchange resin (Na, K, Li, Ca, Mg) or inorganic ion exchangers (US 6512148 )
Способы уменьшения количества образования побочных продуктов, известные из патентных описаний, включают, в частности, реакцию изомеризации, а именно превращения о,п-изомера ДФП в п,п-изомер ДФП (JP 08333290), в которой преимуществом является то, что после кристаллизации аддукта ДФП/фенола концентрация о,п-изомера ДФП превышает его равновесное содержание; а также процесс каталитического разложения, происходящий под воздействием кислотных (WO 0040531) и щелочных (PL 181992) катализаторов.Ways to reduce the formation of by-products known from the patent descriptions include, in particular, an isomerization reaction, namely the conversion of the o, p-isomer of DPP to p, the p-isomer of DPP (JP 08333290), in which the advantage is that after crystallization adduct of DPP / phenol, concentration of o, p-isomer of DPP exceeds its equilibrium content; and also the process of catalytic decomposition that occurs under the influence of acid (WO 0040531) and alkaline (PL 181992) catalysts.
Бисфенол А является нестабильным соединением, подвержен постепенной реакции разложения под влиянием температуры, света, в присутствии кислот, щелочей и кислорода. Разложение молекулы бисфенола А связано с нестабильностью связи четвертичного атома углерода с фенольным гидроксилом. Продукты разложения, содержащиеся в ДФП даже в небольших количествах, при синтезе поликарбонатов замедляют увеличение молекулярного веса и ухудшают механические и оптические свойства полимера. Многие загрязнения ДФП образуются в результате реакции разложения при термообработке и очистке ДФП.Bisphenol A is an unstable compound, subject to a gradual decomposition reaction under the influence of temperature, light, in the presence of acids, alkalis and oxygen. The decomposition of the bisphenol A molecule is due to the instability of the bond of the Quaternary carbon atom with phenolic hydroxyl. The decomposition products contained in DPP even in small amounts during the synthesis of polycarbonates slow down the increase in molecular weight and worsen the mechanical and optical properties of the polymer. Many TPP contaminants are formed as a result of the decomposition reaction during heat treatment and purification of DPP.
Ограничить образование цветных комплексных соединений и повысить стабильность ДФП можно посредством использования стабилизаторов.It is possible to limit the formation of color complex compounds and increase the stability of DPP through the use of stabilizers.
Стабилизаторы – это химические соединения, вводимые в материал в небольших количествах (1-2%). Разнообразие типов и структур химических соединений, используемых в качестве стабилизаторов, позволяет подобрать стабилизатор, подходящий для типа стабилизируемого материала и предполагаемых условий его хранения, использования или переработки. Добавка фосфорной кислоты (1) в неочищенный ДФП перед дистилляционной очисткой ограничивает образование цветных комплексных соединений металлов с производными фенола и ДФП во время термообработки (ЕР 0816319). Заметное стабилизирующее воздействие имеет метод кристаллизации ДФП из фенола при температуре 185-220°С в безкислородной атмосфере (JP 6025045) или введение добавок, например борной кислоты, алкилтитанатов, фталевого ангидрида, соли фосфорной кислоты (V) и (lll) со щелочными металлами (CS 272518).Stabilizers are chemical compounds introduced into the material in small quantities (1-2%). A variety of types and structures of chemical compounds used as stabilizers, allows you to choose a stabilizer suitable for the type of material being stabilized and the intended conditions for its storage, use or processing. The addition of phosphoric acid (1) to the crude DPP before distillation purification limits the formation of non-ferrous metal complex compounds with phenol and DPP derivatives during heat treatment (EP 0816319). A noticeable stabilizing effect has the method of crystallization of DPP from phenol at a temperature of 185-220 ° C in an oxygen-free atmosphere (JP 6025045) or the introduction of additives, for example boric acid, alkyl titanates, phthalic anhydride, phosphoric acid salt (V) and (lll) with alkali metals ( CS 272518).
Целью изобретения являлась разработка способа получения бисфенола А, при котором каталитическая система характеризируется повышенной долговечностью, а продукт синтеза - повышенной термической стабильностью.The aim of the invention was to develop a method for producing bisphenol A, in which the catalytic system is characterized by increased durability, and the synthesis product is characterized by increased thermal stability.
В процессе производства бисфенола А из фенола и ацетона в многоступенчатой реакционной системе с применением в качестве катализаторов реакции конденсации сульфированных ионообменных смол, наличие полициклических побочных продуктов в постсинтезных потоках влияет на кинетику реакций и долговечность катализатора в результате отложения на поверхности катализатора и снижение доступности реагентов для активных центров. Неожиданно оказалось, что добавка стабилизатора уровня рН фенольных растворов замедляет побочные процессы, повышая долговечность катализатора конденсации, и улучшает термическую стабильность конечного продукта.During the production of bisphenol A from phenol and acetone in a multi-stage reaction system using sulfonated ion-exchange resins as catalysts for the reaction, the presence of polycyclic by-products in postsynthetic flows affects the reaction kinetics and catalyst durability as a result of deposition on the catalyst surface and a decrease in the availability of reactants for active centers. It was unexpectedly found that the addition of a stabilizer of the pH level of phenolic solutions slows down side processes, increasing the durability of the condensation catalyst, and improves the thermal stability of the final product.
Суть изобретения заключается в следующем:The essence of the invention is as follows:
- реакционная смесь, содержащая ацетон, фенол и продукты реакции фенола с ацетоном, контактирует с ионообменным катализатором по меньшей мере в двух реакторах, пока общее содержание воды не достигнет 2,5 сг/г, причем в реактор 1 вводится ацетон и фенол, а в реактор 3 вводится постреакционная смесь из реактора 1, смешанная в смесителе 2 с посткристаллизационными растворами из кристаллизаторов 8, а также с ацетоном;- a reaction mixture containing acetone, phenol and phenol-acetone reaction products is contacted with an ion exchange catalyst in at least two reactors until the total water content reaches 2.5 g / g, with acetone and phenol being introduced into reactor 1, and reactor 3 introduces a post-reaction mixture from reactor 1, mixed in a mixer 2 with post-crystallization solutions from crystallizers 8, as well as with acetone;
- постреакционная смесь после реактора 3 смешивается в смесителе 4 с частью раствора фенола, не более 40 сг/г, полученного в результате контакта обезвоживающей смеси, содержащей не более 1,0% воды, с ионообменным катализатором по меньшей мере в одном реакторе 5;- the post-reaction mixture after reactor 3 is mixed in mixer 4 with a part of phenol solution, not more than 40 g / g, obtained as a result of contact of the dehydration mixture containing not more than 1.0% water with an ion-exchange catalyst in at least one reactor 5;
- постреакционная смесь из смесителя 4 контактирует в адсорбере 6 при температуре не более 150°С со скоростью потока не более 10 м/ч со стабилизатором уровня рН растворов фенола, имеющим вид постоянного слоя с размером зерен не более 1,2 мм, имеющим карбоксильную, и/или гидроксильные функциональные, и/или амидные группы, пока постреакционная смесь не достигнет значения уровня рН 5-6 единиц после адсорбера 6;- the post-reaction mixture from the mixer 4 is contacted in the adsorber 6 at a temperature of not more than 150 ° C with a flow velocity of not more than 10 m / h with a stabilizer of the pH level of phenol solutions having the form of a constant layer with a grain size of not more than 1.2 mm, having a carboxyl, and / or hydroxyl functional and / or amide groups until the post-reaction mixture reaches a pH of 5-6 units after adsorber 6;
- осуществляется концентрирование постреакционной смеси (после адсорбера 6) в ректификационной колонне 7 посредством испарения части или всех летучих компонентов, таких как дистиллят, содержащий фенол, ацетон и воду, имеющий температуру кипения (при нормальном давлении) не более 200°С, а бисфенол А кристаллизуется из остатка перегонки;- the post-reaction mixture (after adsorber 6) is concentrated in distillation column 7 by evaporation of part or all of the volatile components, such as distillate containing phenol, acetone and water, having a boiling point (at normal pressure) of not more than 200 ° C, and bisphenol A crystallizes from the residue of distillation;
- по меньшей мере 60% раствора фенола из реактора 5 контактирует в адсорбере 9 при температуре не более 150°С со скоростью потока не более 10 м/ч со стабилизатором уровня рН растворов фенола, имеющим вид постоянного слоя с размером зерен не более 1,2 мм, содержащим карбоксильную, и/или гидроксильные, и/или амидные группы, пока смесь не достигнет значения уровня рН 5-6 единиц после адсорбера 9, а полученный раствор смешивается с дистиллятом из ректификационной колонны 7, содержащим фенол, ацетон и воду, и направляется в ректификационную колонну 10;- at least 60% phenol solution from the reactor 5 is contacted in the
- фенол, который выделяется в колонне 10, возвращается в реактор 1, а ацетон - в реактор 1 и/или 3, а водная фракция удаляется из установки в виде отработанной воды.- phenol, which is released in
Предпочтительно обезвоживающая смесь, содержащая не более 1 сг/г воды, контактирует в реакторе 5 с ионообменным катализатором при температуре не более 95°С при скорости потока не более 2,0 м/ч.Preferably, the dehydration mixture containing not more than 1 g / g of water is contacted in the reactor 5 with an ion exchange catalyst at a temperature of not more than 95 ° C. at a flow velocity of not more than 2.0 m / h.
Предпочтительно обезвоживающая смесь контактирует в реакторах 1 и 3 с ионообменным катализатором при температуре не более 85°С при скорости потока не более 6 м/ч.Preferably, the dehydration mixture is contacted in reactors 1 and 3 with an ion exchange catalyst at a temperature of not more than 85 ° C. at a flow velocity of not more than 6 m / h.
Предпочтительно в каждый из реакторов, в зависимости от потребностей, можно направлять реакционную смесь или обезвоживающую смесь.Preferably, a reaction mixture or a dehydration mixture can be sent to each of the reactors, depending on needs.
Предпочтительно используется стабилизатор уровня рН фенолового раствора с мольным соотношением гидроксильных (-ОН) и карбоксильных (-СООН) функциональных групп не более чем 1:1.Preferably, a pH stabilizer of a phenolic solution with a molar ratio of hydroxyl (—OH) to carboxyl (—COOH) functional groups of not more than 1: 1 is used.
Предпочтительно используется стабилизатор уровня рН фенолового раствора с мольным соотношением амидных (-CONH2) и карбоксильных (-СООН) функциональных групп не более, чем 1:2.Preferably, a pH stabilizer of a phenolic solution with a molar ratio of amide (-CONH 2 ) and carboxyl (-COOH) functional groups of not more than 1: 2 is used.
ПримерExample
Принципиальная схема узла синтеза ДФП представлена на рисунке.The schematic diagram of the DPP synthesis unit is shown in the figure.
Синтез бисфенола осуществляется в реакционной системе, состоящей из 3 ионообменных реакторов объемом 0,5 дм3 каждый. В реакторы помещают один и тот же катализатор.The synthesis of bisphenol is carried out in a reaction system consisting of 3 ion-exchange reactors with a volume of 0.5 dm 3 each. The same catalyst is placed in the reactors.
Характеристика ионообменного катализатора, использованного для реакции конденсации фенола с ацетоном, представлена в таблице 1.The characteristics of the ion exchange catalyst used for the condensation reaction of phenol with acetone are presented in table 1.
В реакторы 1 и 3 подается реакционная смесь, а в реактор 5 - обезвоживающая смесь.The reaction mixture is fed into reactors 1 and 3, and a dehydration mixture is fed into reactor 5.
В реактор 1 непрерывно подается реакционная смесь, состоящая из ацетона, воды и фенола в количестве 1,0 кг/л.In the reactor 1 is continuously fed a reaction mixture consisting of acetone, water and phenol in an amount of 1.0 kg / l.
Состав реакционной смеси на входе в реактор 1 и условия синтеза представлены в таблице 2.The composition of the reaction mixture at the inlet to the reactor 1 and the synthesis conditions are presented in table 2.
В результате реакции конденсации фенола с ацетоном в кислотной среде получается смесь, состав которой представлен в таблице 3.As a result of the condensation reaction of phenol with acetone in an acidic medium, a mixture is obtained, the composition of which is presented in table 3.
Реакционная смесь из реактора 1 смешивается с посткристаллизационными растворами из кристаллизаторов 8, полученными при выделении продукта синтеза п,п-изомера ДФП посредством комбинации суспензионной и фракционированной кристаллизаций. Смешивание растворов осуществляется в смесителе емкостью 5,0 дм3, оснащенном якорной мешалкой с частотой вращения 120 об/мин и нагревательным кожухом с регулировкой температуры в пределах 25-100°С. Посткристаллизационные растворы смешиваются в смесителе 2 с реакционным раствором из реактора 1 при температуре 72,5°С, после чего раствор, полученный в результате смешивания потоков, охлаждается до температуры 55°С и в него добавляется 80,8 г ацетона. После тщательного перемешивания осуществляется дозировка смеси в реактор 3.The reaction mixture from reactor 1 is mixed with post-crystallization solutions from crystallizers 8 obtained by isolating the synthesis product of the p, p-isomer of DPP through a combination of suspension and fractional crystallizations. Mixing of solutions is carried out in a mixer with a capacity of 5.0 dm 3 , equipped with an anchor mixer with a rotation speed of 120 rpm and a heating casing with temperature control in the range of 25-100 ° C. Post-crystallization solutions are mixed in a mixer 2 with the reaction solution from reactor 1 at a temperature of 72.5 ° C, after which the solution obtained by mixing the streams is cooled to a temperature of 55 ° C and 80.8 g of acetone is added to it. After thorough mixing, the mixture is dosed into the reactor 3.
Состав и количество отдельных растворов представлены в таблице 4The composition and number of individual solutions are presented in table 4
Раствор, полученный посредством смешивания потоков, охлаждается до температуры 55°С и в него добавляется 80,8 г ацетона. После тщательного перемешивания осуществляется дозировка смеси в реактор 3.The solution obtained by mixing the streams is cooled to a temperature of 55 ° C and 80.8 g of acetone is added to it. After thorough mixing, the mixture is dosed into the reactor 3.
Условия синтеза бисфенола в реакторе 3 представлены в таблице 5.The synthesis conditions for bisphenol in reactor 3 are presented in table 5.
Одновременно в реакторе 5 осуществляется обезвоживание ионообменного катализатора. В реактор 5 подается обезвоживающая смесь, состоящая из 0,3% воды и 99,7% фенола.At the same time, in the reactor 5, the ion exchange catalyst is dehydrated. A dehydration mixture consisting of 0.3% water and 99.7% phenol is fed to reactor 5.
В таблице 6 представлены условия обезвоживания ионообменного катализатора в реакторе 5.Table 6 presents the conditions for dehydration of the ion-exchange catalyst in the reactor 5.
Раствор фенола из реактора 5 делится на две части в пропорции 32% и 68%. Меньший поток величиной 174,7 г/ч (0,174 кг/ч) смешивается с постреакционным раствором из реактора 3 (2,127 кг/ч). Смешивание растворов осуществляется в смесителе 4 объемом 3,0 дм3 при температуре 72°С; получается 2,301 кг/ч смеси, которая затем дозируется в адсорбер 6, наполненном стабилизатором уровня рН растворов фенола. В адсорбере 6 помещается 0,5 дм полимерного наполнения с размером зерен в пределах 0,2-1,1 мм с карбоксильными (-СООН) и гидроксильными (-ОН) функциональными группами.The phenol solution from reactor 5 is divided into two parts in a proportion of 32% and 68%. A smaller stream of 174.7 g / h (0.174 kg / h) is mixed with the post-reaction solution from reactor 3 (2.127 kg / h). Mixing of solutions is carried out in mixer 4 with a volume of 3.0 dm 3 at a temperature of 72 ° C; it turns out 2,301 kg / h of a mixture, which is then dosed into an adsorber 6 filled with a stabilizer of the pH level of phenol solutions. In the adsorber 6 is placed 0.5 DM polymer filling with a grain size in the range of 0.2-1.1 mm with carboxylic (-COOH) and hydroxyl (-OH) functional groups.
Характеристика наполнения адсорбера представлена в таблице 7.The adsorber filling characteristic is presented in table 7.
Постреакционная смесь из реактора 3, а также часть раствора фенола направляется в смеситель 4, а затем все вместе пропускается через слой стабилизатора в адсорбере 6 со скоростью 4,2 м/ч при температуре 72°С. Смесь после адсорбера 6 с уровнем рН 5,5 подвергается концентрированию посредством вакуумной перегонки при давлении 21 кПа в колонне 7 с наполнением в виде стеклянных колец, при соотношении дистиллята и орошения 3,0:1. В котле колонны поддерживается температура жидкости 135°С. В результате вакуумной перегонки смесь после адсорбера 6 разделяется на два потока:The post-reaction mixture from reactor 3, as well as part of the phenol solution, is sent to mixer 4, and then all together is passed through a stabilizer layer in adsorber 6 at a speed of 4.2 m / h at a temperature of 72 ° C. The mixture after adsorber 6 with a pH of 5.5 is concentrated by vacuum distillation at a pressure of 21 kPa in a column 7 filled in the form of glass rings, with a ratio of distillate and irrigation 3.0: 1. In the boiler of the column, the fluid temperature is maintained at 135 ° C. As a result of vacuum distillation, the mixture after adsorber 6 is divided into two streams:
- поток концентрированных продуктов для выделения п,п-изомера ДФП- a stream of concentrated products to isolate the p, p-isomer of DPP
- дистиллят- distillate
В таблице 8 представлены составы потоков концентрирования растворов продуктов синтезаTable 8 presents the composition of the flows of concentration of solutions of the synthesis products
Для второй части раствора фенола из реактора 5 (68%, 0,372 кг/ч) выполняется стабилизация посредством ее контакта со стабилизатором уровня рН в адсорбере 9 с объемом наполнения 0,2 дм3.For the second part of the phenol solution from reactor 5 (68%, 0.372 kg / h), stabilization is performed by contacting it with a pH stabilizer in the
Стабилизация раствора фенола осуществляется при температуре 72°С с использованием наполнения, идентичного наполнению, используемому при стабилизации уровня рН потока, содержащего продукты синтеза в адсорбере 6 (признаки наполнения адсорбера представлены в таблице 7). В адсорбер 9 непрерывно подается смесь со скоростью потока 1,2 м/ч. Раствор фенола после адсорбера 9 с уровнем рН 5,5 единиц в количестве 0,372 кг/ч затем смешивается с дистиллятом (0,496 кг/ч) из ректификационной колонны 7 (состав дистиллята указан в таблице 8).The stabilization of the phenol solution is carried out at a temperature of 72 ° C using a filling identical to that used to stabilize the pH level of the stream containing the synthesis products in adsorber 6 (signs of adsorber filling are presented in table 7). The mixture is continuously fed into the
Смесь в количестве 0,868 кг/ч, следующего состава: вода 5,27%, ацетон 5,02% и фенол 89,71% подвергается перегонке с целью отделения постреакционной воды, благодаря чему возможен возврат фенола и ацетона в реакционную систему. Разделение смеси ацетона, воды и фенола осуществляется в системе из двух колонн 10 со структурным наполнителем, причем впервой колонне смесь разделяется на фенол и фракцию воды и ацетона, а во второй - из этой фракции отделяется ацетон. Состав отдельных потоков дистилляционного разделения раствора ацетона, воды и фенола представлен в таблице 9. п,п-изомер ДФП – основной продукт синтеза, выделяется в кристаллизаторах 8 методом двухступенчатой кристаллизации, который состоит в сочетании суспензионной и фракционированной кристаллизаций.The mixture in an amount of 0.868 kg / h, the following composition: water 5.27%, acetone 5.02% and phenol 89.71% is subjected to distillation in order to separate post-reaction water, so that phenol and acetone can be returned to the reaction system. The separation of the mixture of acetone, water and phenol is carried out in a system of two
Для суспензионной кристаллизации аддукта бисфенола А/фенола используется концентрированная смесь продуктов, указанных в таблице 8 в количестве 1,804 кг/ч. Операция кристаллизации осуществляется в кристаллизаторах 8.For suspension crystallization of the adduct of bisphenol A / phenol, a concentrated mixture of the products shown in table 8 is used in an amount of 1.804 kg / h. The crystallization operation is carried out in the mold 8.
В кристаллизаторе смешения с нагревательно-охлаждающим кожухом и возможностью точной регулировки температуры жидкости в пределах от 20 до 100°С, при температуре 80°С смешиваются следующие потоки:In a mixing mold with a heating and cooling jacket and the ability to precisely control the temperature of the liquid in the range from 20 to 100 ° C, at a temperature of 80 ° C the following flows are mixed:
- поток концентрированных продуктов для выделения п,п-изомера ДФП колонны 7 в количестве 1,804 кг/ч;- a stream of concentrated products to isolate the p, p-isomer of the DPP column 7 in an amount of 1.804 kg / h;
- часть посткристаллизационных растворов, прошедших изомеризацию о,п-изомера ДФП в количестве 0,620 кг/ч;- part of the post-crystallization solutions that underwent isomerization of the o, p-isomer of DPP in the amount of 0.620 kg / h;
- вытекающий поток после фракционированной кристаллизации из расплава в количестве 0,021 кг/ч.- effluent after fractional crystallization from the melt in an amount of 0.021 kg / h
После тщательного перемешивания компонентов и получения однородного состава содержимое кристаллизатора охлаждается со скоростью 7°С в час в пределах от 80°С до 52°С.After thoroughly mixing the components and obtaining a homogeneous composition, the contents of the mold are cooled at a rate of 7 ° C per hour in the range from 80 ° C to 52 ° C.
Кристаллизация аддукта бисфенола А/фенола из раствора завершается, когда температура достигает 52°С. Кристаллы аддукта бисфенола А/фенола отделяются от посткристаллизационных растворов посредством фильтрации. Для разделения фаз используется фильтр-пресс с перегородкой с размером фильтрующих ячеек 10 мкм. Фильтрация осуществляется в инертной атмосфере азота при температуре 52°С.Crystallization of the adduct of bisphenol A / phenol from the solution is completed when the temperature reaches 52 ° C. The crystals of the adduct of bisphenol A / phenol are separated from the post-crystallization solutions by filtration. For phase separation, a filter press with a baffle with a filter mesh size of 10 μm is used. Filtration is carried out in an inert atmosphere of nitrogen at a temperature of 52 ° C.
Часть посткристаллизационных растворов возвращается в реакционную систему, в смеситель 2, а для остальной части растворов (0,886 кг/ч) осуществляется концентрирование, затем изомеризация о,п-изомера ДФП до п,п-изомера ДФП, после чего раствор, обогащенный п,п-изомером ДФП, полностью возвращается на стадию суспензионной кристаллизации. Кристаллы аддукта в количестве 0,483 кг/ч переносятся в выпарную установку, а затем расплавляются при температуре 110°С и происходит выравнивание состава. Неочищенный п,п-изомер ДФП получается посредством термического разложения аддукта при температуре более 120°С и постепенной перегонки фенола. Перегонка фенола осуществляется при пониженном давлении 25 мм рт.ст. В процессе перегонки фенола температура постепенно повышается от 110°С до 165°С со скоростью 50°С в час. Разложение аддукта завершается, когда содержание фенола в бисфеноле А снижается до уровня 0,07%. В результате разложения аддукта получается 0,315 кг/ч неочищенного бисфенола А, который затем подвергается очистке методом фракционированной кристаллизации в трубном кристаллизаторе. После выполнения очистки посредством фракционированной кристаллизации получается конечный продукт - 0,294 кг/ч бисфенола А с параметрами, представленными в таблице 10.Part of the post-crystallization solutions is returned to the reaction system, to mixer 2, and for the rest of the solutions (0.886 kg / h), concentration is carried out, then the о, p-isomer of DPP is isomerized to p, p-isomer of DPP, after which the solution enriched in p, p the isomer of DPP, completely returns to the stage of suspension crystallization. The crystals of the adduct in the amount of 0.483 kg / h are transferred to the evaporation unit, and then melted at a temperature of 110 ° C and the composition is equalized. The crude p, p-isomer of DPP is obtained by thermal decomposition of the adduct at a temperature of more than 120 ° C and the gradual distillation of phenol. Phenol distillation is carried out at a reduced pressure of 25 mm Hg. In the process of phenol distillation, the temperature gradually rises from 110 ° C to 165 ° C at a rate of 50 ° C per hour. Decomposition of the adduct is completed when the phenol content of bisphenol A decreases to 0.07%. As a result of the decomposition of the adduct, 0.315 kg / h of crude bisphenol A is obtained, which is then purified by fractional crystallization in a tube crystallizer. After purification by fractional crystallization, the final product is obtained - 0.294 kg / h of bisphenol A with the parameters shown in table 10.
Claims (12)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PLP.398819 | 2012-04-16 | ||
PL398819A PL217484B1 (en) | 2012-04-16 | 2012-04-16 | Process for preparing bisphenol A |
PCT/PL2013/050005 WO2013157972A2 (en) | 2012-04-16 | 2013-02-07 | Method of producing bisphenol a |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014145957A RU2014145957A (en) | 2016-06-10 |
RU2619461C2 true RU2619461C2 (en) | 2017-05-16 |
Family
ID=48949202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014145957A RU2619461C2 (en) | 2012-04-16 | 2013-02-07 | Method for producing of bisphenol a |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104540799B (en) |
DE (1) | DE112013002048T5 (en) |
PL (1) | PL217484B1 (en) |
RU (1) | RU2619461C2 (en) |
WO (1) | WO2013157972A2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2799337C2 (en) * | 2018-09-05 | 2023-07-04 | Бэджер Лайсенсинг Ллс | Method of obtaining bisphenol-a |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016116078B3 (en) | 2016-08-29 | 2018-01-04 | Epc Engineering Consulting Gmbh | Process for producing a polycarbonate using a stripping device |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3326986A (en) * | 1965-01-22 | 1967-06-20 | Dow Chemical Co | Process for purifying 4, 4'-isopropylidenediphenol |
EP0330146A1 (en) * | 1988-02-22 | 1989-08-30 | MITSUI TOATSU CHEMICALS, Inc. | Process for crystallizing adduct of bisphenol A with phenol |
WO2000035847A1 (en) * | 1998-12-15 | 2000-06-22 | General Electric Company | Process for the manufacture of bisphenol-a |
US6414199B1 (en) * | 1999-04-13 | 2002-07-02 | Idemitsu Petrochemical Co., Ltd. | Method of producing bisphenol A |
RU2195444C1 (en) * | 2001-06-15 | 2002-12-27 | ЗАО Стерлитамакский нефтехимический завод | Space-hindered bis-phenol production process |
US6512148B1 (en) * | 1999-03-31 | 2003-01-28 | Mitsubishi Chemical Corporation | Process for the production of bisphenol A |
US6858759B2 (en) * | 2002-12-20 | 2005-02-22 | General Electric Company | Process for manufacture of bisphenols |
RU2384558C2 (en) * | 2003-11-13 | 2010-03-20 | Мицубиси Кемикал Корпорейшн | Method of producing bisphenol a |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5764519A (en) | 1980-10-08 | 1982-04-19 | Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The | Process for film forming of ethylene-vinyl acetate copolymer saponified matter |
CS272518B1 (en) | 1988-12-15 | 1991-02-12 | Wiesner Ivo | Thermooxidatively stabilized diane |
JPH08333290A (en) | 1995-06-12 | 1996-12-17 | Mitsubishi Chem Corp | Production of bisphenol a |
PL181992B1 (en) | 1996-01-10 | 2001-10-31 | Inst Ciezkiej Syntezy Orga | Method of processing high-boiling by-products from the bisphenol a production process |
US5705714A (en) | 1996-07-01 | 1998-01-06 | General Electric Company | Removal of metals and color bodies from chemically recycled bisphenol-A |
US6133486A (en) | 1998-12-30 | 2000-10-17 | General Electric Company | Phenol recovery from BPA process waste streams |
-
2012
- 2012-04-16 PL PL398819A patent/PL217484B1/en unknown
-
2013
- 2013-02-07 CN CN201380031512.8A patent/CN104540799B/en not_active Expired - Fee Related
- 2013-02-07 RU RU2014145957A patent/RU2619461C2/en not_active IP Right Cessation
- 2013-02-07 DE DE112013002048.3T patent/DE112013002048T5/en not_active Ceased
- 2013-02-07 WO PCT/PL2013/050005 patent/WO2013157972A2/en active Application Filing
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3326986A (en) * | 1965-01-22 | 1967-06-20 | Dow Chemical Co | Process for purifying 4, 4'-isopropylidenediphenol |
EP0330146A1 (en) * | 1988-02-22 | 1989-08-30 | MITSUI TOATSU CHEMICALS, Inc. | Process for crystallizing adduct of bisphenol A with phenol |
WO2000035847A1 (en) * | 1998-12-15 | 2000-06-22 | General Electric Company | Process for the manufacture of bisphenol-a |
US6512148B1 (en) * | 1999-03-31 | 2003-01-28 | Mitsubishi Chemical Corporation | Process for the production of bisphenol A |
US6414199B1 (en) * | 1999-04-13 | 2002-07-02 | Idemitsu Petrochemical Co., Ltd. | Method of producing bisphenol A |
RU2195444C1 (en) * | 2001-06-15 | 2002-12-27 | ЗАО Стерлитамакский нефтехимический завод | Space-hindered bis-phenol production process |
US6858759B2 (en) * | 2002-12-20 | 2005-02-22 | General Electric Company | Process for manufacture of bisphenols |
RU2384558C2 (en) * | 2003-11-13 | 2010-03-20 | Мицубиси Кемикал Корпорейшн | Method of producing bisphenol a |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2799337C2 (en) * | 2018-09-05 | 2023-07-04 | Бэджер Лайсенсинг Ллс | Method of obtaining bisphenol-a |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE112013002048T5 (en) | 2015-03-05 |
WO2013157972A2 (en) | 2013-10-24 |
PL398819A1 (en) | 2013-10-28 |
CN104540799A (en) | 2015-04-22 |
WO2013157972A3 (en) | 2014-07-24 |
PL217484B1 (en) | 2014-07-31 |
CN104540799B (en) | 2017-05-24 |
RU2014145957A (en) | 2016-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3221061A (en) | Process for the production of 2,2-bis-(4-hydroxyphenyl) propane | |
US5648561A (en) | Process for the production of high purity and ultrapure bisphenol-A | |
WO2008100165A1 (en) | Process for producing bisphenol a | |
KR100788091B1 (en) | Process for producing bisphenol a | |
JP2013249306A (en) | Method for producing bisphenol | |
US4327229A (en) | Recovery of bisphenol-A values | |
US20100069682A1 (en) | Preparation of purified hydroquinone | |
RU2619461C2 (en) | Method for producing of bisphenol a | |
RU2637311C2 (en) | Method of producing bisphenol a | |
WO2001056970A1 (en) | PROCESS FOR PRODUCTION OF HIGH-PURITY BIS-β-HYDROXYETHYL TEREPHTHALATE | |
KR20060130169A (en) | Production of bisphenol a with a reduced isomer formation | |
EP3558916B1 (en) | Method for manufacturing of bisphenol a | |
KR102215078B1 (en) | Preparation of bisphenol A | |
KR100841883B1 (en) | Substance Mixture Containing Bisphenol A | |
CN109476571B (en) | Preparation of bisphenol A | |
JP2008504320A (en) | Process for separating phenol from a phenol-containing stream by the preparation of bisphenol A | |
PL206165B1 (en) | Method for obtaining bisphenol A with optical purity | |
KR102349519B1 (en) | Method for preparing bisphenol-a | |
KR102513933B1 (en) | Method and apparatus for preparing bisphenol-a | |
JP2006516025A (en) | Purification method of bisphenol A | |
KR20070110447A (en) | Process for separating bis(4-hydroxyaryl)alkanes and device therefor | |
EP3921302A1 (en) | Process for purifying 4,4'-dichlorodiphenyl sulfoxide | |
JP2007112763A (en) | Method for producing bisphenol a having good hue | |
JP2004315387A (en) | Method for recovering phenol on production of bisphenol a | |
CN111050912A (en) | Method for washing ion exchange resin and method for preparing bisphenol A |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210208 |