專利名稱：雙酚/苯酚加合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由雙(4-羥基芳基)烷烴和芳族羥基化合物的加合物制備高純度的雙(4-羥基芳基)烷烴的方法，所述加合物是通過芳族羥基化合物與酮的酸催化反應(yīng)得到的。
作為酚和羰基化合物的縮合產(chǎn)物，雙酚是制備很多工業(yè)產(chǎn)物的原料或中間產(chǎn)物。苯酚和丙酮反應(yīng)得到的縮合產(chǎn)物，2，2-雙(4-羥基苯基)丙烷(BPA)尤其具有工業(yè)價值。BPA是制備，例如多芳基化合物、聚醚酰亞胺、聚砜類和改性的酚醛樹脂的各種聚合材料的原料。其優(yōu)選用于環(huán)氧樹脂和聚碳酸酯的制備。
工業(yè)相關(guān)的BPA的制備方法是已知的，并基于苯酚和丙酮的酸催化反應(yīng)，其中反應(yīng)中調(diào)節(jié)的苯酚-丙酮的比例優(yōu)選大于5∶1。使用的酸催化劑可以是均相和非均相的布朗斯臺德酸或路易斯酸，例如強無機酸，諸如鹽酸或硫酸。優(yōu)選使用凝膠或大孔的磺酸型交聯(lián)的聚苯乙烯樹脂(酸性離子交換劑)。
當(dāng)苯酚和丙酮在酸催化劑的存在下反應(yīng)時，生成的產(chǎn)物混合物主要含有BPA和水，以及未反應(yīng)的苯酚和任選的丙酮。還生成少量的通常的縮合反應(yīng)副產(chǎn)物，例如2-(4-羥基苯基)-2-(2-羥基苯基)丙烷(o，p-BPA)、取代的茚類、羥基苯基茚滿醇、羥基苯基苯并二氫吡喃、取代的呫噸類和分子骨架中帶有三個或更多苯環(huán)的更高度縮合的化合物。
上述副產(chǎn)物，以及水、苯酚和丙酮損害了BPA制備聚合物的適用性，必須通過適合的操作除去。在聚碳酸酯的制備中，尤其需要原料BPA具有高純度。
加工和純化BPA的一種方法是通過冷卻反應(yīng)混合物，從與苯酚的約等摩爾結(jié)晶加合物形式的反應(yīng)混合物中分離BPA，BPA/苯酚加合物以晶體懸浮物形式結(jié)晶。隨后，通過適合的固液分離裝置，例如旋轉(zhuǎn)濾機或離心機，將BPA/苯酚加合物結(jié)晶從液相中分離出來，并進入進一步的純化步驟。離開結(jié)晶器的晶體漿被通入旋轉(zhuǎn)濾機，例如加入旋轉(zhuǎn)濾器的槽，旋轉(zhuǎn)濾機的轉(zhuǎn)鼓浸入其中存在的結(jié)晶漿中。
旋轉(zhuǎn)濾機轉(zhuǎn)鼓通過控制頭分割為不同的區(qū)域。位于旋轉(zhuǎn)濾機槽區(qū)域的濾餅形成區(qū)隨后鄰接著洗滌區(qū)，其中經(jīng)一列噴嘴噴射苯酚以洗滌濾餅，隨后是干燥區(qū)，其中濾餅中所含的殘余苯酚被盡量抽去。濾餅形成區(qū)、洗滌區(qū)和干燥區(qū)分別與輔助真空設(shè)備連接。
在干燥區(qū)之后，通過控制頭中的降壓區(qū)，在吸引室和旋轉(zhuǎn)濾機箱之間進行壓力平衡，使得濾餅達到刮刀時能夠毫無問題地分離下來。在除去濾餅后，在濾布進入旋轉(zhuǎn)濾機槽之前經(jīng)一系列噴嘴噴射苯酚以進行洗滌。
為了以高收率和高純度最優(yōu)化地進行BPA的制備，通過結(jié)晶得到的BPA/苯酚加合物結(jié)晶從母液-所述母液含有大量雜質(zhì)-的分離以及加合物結(jié)晶的純化是關(guān)鍵。
本發(fā)明的目的是提供一種從母液中最優(yōu)化地分離BPA/苯酚加合物結(jié)晶以及純化結(jié)晶的方法。
現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過特定的分離和純化方法，可有效和經(jīng)濟地得到BPA。
下面的實施方式基本涉及上述的BPA制備方法。
本發(fā)明提供了一種分離和純化在芳族羥基化合物和酮的酸催化反應(yīng)的制備過程中得到的雙(4-羥基芳基)烷烴和芳族羥基化合物加合物的方法，所述方法的特征在于，結(jié)晶出來之后，通過在含有大量濾槽的真空轉(zhuǎn)筒過濾機中連續(xù)過濾懸浮液，將方法中形成的加合物結(jié)晶從母液中分離并隨后洗滌，以及將洗液抽出。
本發(fā)明優(yōu)選涉及分離和純化在苯酚和丙酮的酸催化反應(yīng)的制備過程中生成的2，2-雙(4-羥基苯基)丙烷/苯酚加合物結(jié)晶(BPA/苯酚加合物結(jié)晶)。
真空轉(zhuǎn)鼓過濾機是已知的(例如Krauss Maffei轉(zhuǎn)鼓過濾機TSF；附

圖1)。轉(zhuǎn)鼓過濾機優(yōu)選含有作為濾槽的濾餅形成區(qū)(12)、洗滌區(qū)(13)、干燥吸收區(qū)(14)、曝氣區(qū)(15)和任選的濾餅去除區(qū)(10)和濾布漂洗區(qū)。
將結(jié)晶過程中形成的BPA/苯酚加合物結(jié)晶懸浮液借助于進料流通入真空轉(zhuǎn)鼓過濾機。進料流中的固體含量優(yōu)選5-35％，特別是20-30％。
進料流的溫度優(yōu)選為40-70℃，特別是40-45℃，優(yōu)選約41℃。
每單位時間和每m2過濾機表面積從懸浮液中作為濾餅分離出來的加合物結(jié)晶的量優(yōu)選為100-800kg/h，特別是300-700kg/h。
濾餅形成區(qū)的真空度優(yōu)選為5-500mbar。
洗滌區(qū)的真空度優(yōu)選為5-300mbar。
干燥吸收區(qū)的真空度優(yōu)選為5-500mbar。
在優(yōu)選45-70℃，特別是50-60℃的溫度下，在洗滌區(qū)中用純凈苯酚漂洗濾餅。
優(yōu)選使用相對于濾餅的量50-150％的漂洗劑量進行濾餅的純化。
洗滌液或漂洗液通過洗滌噴嘴導(dǎo)入，優(yōu)選10-30個洗滌噴嘴。通常噴嘴的優(yōu)選排列方式應(yīng)當(dāng)使得它們的錐形噴霧覆蓋濾餅。
在70-85℃，優(yōu)選78-82℃的溫度下，使用純苯酚或從蒸餾操作中回收的苯酚進行濾布的漂洗。
優(yōu)選使用相對于濾餅的量的20-100％的漂洗劑量進行濾布的漂洗。
濾布包括耐苯酚和耐熱濾布，優(yōu)選壓延一或二次，其空氣滲透性優(yōu)選為300-1500l/dm2/分鐘，特別是500-900l/dm2/分鐘。
優(yōu)選地，在20mbar，優(yōu)選10mbar的稍微超壓的壓力下，使用氮氣將旋轉(zhuǎn)濾機箱惰性化。還優(yōu)選將氮氣通過洗滌后的濾餅。所用氮氣的氧含量優(yōu)選小于1ppm并優(yōu)選再循環(huán)，其中優(yōu)選連續(xù)排出再循環(huán)量的約3-10％并用純氮氣代替。再循環(huán)的氮氣優(yōu)選用完全去離子水洗滌。
轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速、濾餅厚度、再循環(huán)的氮氣量和控制轉(zhuǎn)盤的吸口的設(shè)定應(yīng)當(dāng)使得相對于混合晶體，濾餅中殘余水分的量低于30％，優(yōu)選20％，特別是低于15％。
轉(zhuǎn)鼓圓度和刮刀方向的設(shè)定應(yīng)當(dāng)使得在整個過濾機的表面，刮刀離轉(zhuǎn)鼓的最大距離優(yōu)選4-6mm。
在優(yōu)選的實施方案中，采用該方式得到并根據(jù)本發(fā)明分離和純化的BPA苯酚加合物結(jié)晶在加熱旋管上融化，以保持加合物結(jié)晶和熱不銹鋼管(Edelstahl)表面(1.4571)之間的接觸時間最短，使其以融化物形式直接流入回收罐。
加熱旋管的表面溫度優(yōu)選為130-230℃，更優(yōu)選150-170℃。優(yōu)選在惰性條件下，特別是排除氧氣(氧氣含量小于1ppm)的條件下進行融化。
在附圖1中，參考號數(shù)的含義如下1)母液進口2)槽3)過濾區(qū)4)濾布5)控制頭6)濾餅7)洗滌噴嘴8)洗液9)母液出口10)刮刀11)固體12)濾餅形成區(qū)13)洗滌區(qū)14)干燥區(qū)15)曝氣區(qū)以下實施例用于解釋本發(fā)明。但本發(fā)明并不受實施例的限制。除非另有說明，百分比是重量百分比。
實施例實施例1采用旋轉(zhuǎn)濾機，從液相中分離苯酚和丙酮的酸催化反應(yīng)以及隨后的懸浮結(jié)晶過程中生成的BPA/苯酚加合物結(jié)晶，并進行進一步的純化。為此，調(diào)節(jié)進料流中的固體含量為25％，進料溫度41℃，且每m2過濾機表面積分離出的混合結(jié)晶(濾餅)量為500kg/h。
在空氣滲透性為700l/dm2/分鐘的耐苯酚和耐熱的濾布(兩次壓延)上進行過濾。濾餅形成區(qū)的真空度為100mbar，洗滌區(qū)的真空度為80mbar，以及干燥吸入?yún)^(qū)的真空度為100mbar。在10mbar的稍微超壓下，用氮氣(氧氣含量＜1ppm)使旋轉(zhuǎn)濾機箱呈惰性。
控制轉(zhuǎn)盤中轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速、濾餅的厚度、氮氣的再循環(huán)量(氧氣含量＜1ppm)和吸口的設(shè)定應(yīng)當(dāng)使得濾餅中的殘余水分相對于混合晶體量＜15％。此外，轉(zhuǎn)鼓圓度和刮刀方向的設(shè)定應(yīng)當(dāng)使得在整個過濾機的表面，刮刀離轉(zhuǎn)鼓的最大距離為約5mm。
在洗滌區(qū)中，使用55℃的純凈苯酚漂洗濾餅，其中用于濾餅純化的漂洗劑的重量為濾餅重量的100％。為了最好地洗滌濾餅，使用20個洗滌噴嘴，其中噴嘴的分布應(yīng)當(dāng)使得其錐形噴霧覆蓋濾餅。將氮氣(氧氣含量＜1ppm)通過濾餅，氮氣被再循環(huán)，其中再循環(huán)量的約7％被連續(xù)排出，并用純氮氣代替，并且用完全去離子水洗滌再循環(huán)的氮氣。
在直接除去濾餅后，混和結(jié)晶于惰性條件下(氧氣含量＜1ppm)在加熱旋管上融化，融化物立即流入回收罐，以保持結(jié)晶和熱不銹鋼管表面(1.4571)之間的接觸時間最短。加熱旋管的表面溫度為約160℃。
用于漂洗濾布的苯酚的溫度為80℃，其中用于漂洗濾布的漂洗劑的量是濾餅量的80％。
采用所述過濾方式，可以得到高純度的BPA/苯酚加合物(＞99％，無苯酚)。
權(quán)利要求
1.一種分離和純化在芳族羥基化合物和酮的酸催化反應(yīng)的制備過程中得到的雙(4-羥基芳基)烷烴和芳族羥基化合物的加合物的方法，所述方法的特征在于，結(jié)晶出來之后，通過在含有大量濾槽的真空轉(zhuǎn)筒過濾機中連續(xù)過濾懸浮液，將方法中形成的加合物結(jié)晶從母液中分離并隨后洗滌，以及將洗液抽出。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于分離和純化在苯酚和丙酮的酸催化反應(yīng)中生成的2，2-雙(4-羥基苯基)丙烷/苯酚加合物結(jié)晶(BPA/苯酚加合物結(jié)晶)。
3.權(quán)利要求1的方法，其特征在于轉(zhuǎn)鼓過濾機含有作為濾槽的濾餅形成區(qū)、洗滌區(qū)、干燥吸收區(qū)、曝氣區(qū)和任選的濾餅去除區(qū)和濾布漂洗區(qū)。
4.權(quán)利要求1的方法，其特征在于每單位時間和每m2過濾機表面積作為濾餅從懸浮液中分離出來的加合物結(jié)晶的量是100-800kg/h。
5.權(quán)利要求1的方法，其特征在于在45-70℃的溫度下，在洗滌區(qū)中使用純凈苯酚漂洗濾餅，并且漂洗劑的用量相對于濾餅的量為50-150％。
6.權(quán)利要求1的方法，其特征在于控制轉(zhuǎn)盤中轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速、濾餅的厚度、氮氣的再循環(huán)量和吸口的設(shè)定應(yīng)當(dāng)使得濾餅中的殘余水分低于30％。
7.權(quán)利要求1的方法，其特征在于純化的BPA/苯酚加合物結(jié)晶在加熱旋管上融化，并作為融化物直接流入回收罐。
8.權(quán)利要求1-7中任一項得到的2，2-雙(4-羥基苯基)丙烷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由雙(4－羥基芳基)烷烴和芳族羥基化合物的加合物制備高純度雙(4－羥基芳基)烷烴的方法，所述加合物是通過芳族羥基化合物和酮的酸催化轉(zhuǎn)化得到的。在結(jié)晶后，通過在含有大量濾槽的真空轉(zhuǎn)筒過濾機中連續(xù)過濾懸浮液，將方法中形成的加合物結(jié)晶從母液中分離并隨后洗滌，以及通過抽吸將洗液抽出。
文檔編號C07C39/16GK1411430SQ00817432
公開日2003年4月16日 申請日期2000年12月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月20日
發(fā)明者R·紐曼, R·蘭策, F·海登雷希, M·貝迪格爾, M·普雷恩 申請人:拜爾公司