專利名稱:生產(chǎn)雙酚－a的方法
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及通過(guò)苯酚與丙酮的反應(yīng)進(jìn)行雙酚-A的生產(chǎn)。更具體地，本發(fā)明涉及一種方法，其中在蒸餾塔反應(yīng)器中，反應(yīng)產(chǎn)物，特別是水隨反應(yīng)同時(shí)分離。更具體地，本發(fā)明涉及一種方法，其中通過(guò)用在蒸餾塔反應(yīng)器的重沸器中產(chǎn)生的惰性烴蒸氣汽提，除去反應(yīng)中的水。
相關(guān)信息雙酚-A是工業(yè)制造多種聚合物的基本原料或中間產(chǎn)物，所述聚合物包括聚芳酯、聚酰胺、聚醚酰亞胺、聚砜和聚碳酸酯等，環(huán)氧樹(shù)脂和改性酚醛樹(shù)脂等。從在酸性離子交換樹(shù)脂催化劑的存在下，由苯酚與丙酮的反應(yīng)生產(chǎn)雙酚-A的多種方法已經(jīng)公開(kāi)在美國(guó)專利4,308,404；4,391,997；4,400,555；4,471,154和5,087,767中。
不同的進(jìn)行催化反應(yīng)的方法，記載在共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利4,215,011；4,232,177；4,242,530；4,250,052；4,302,356；和4,307,254中，其中反應(yīng)體系的組分通過(guò)蒸餾同時(shí)分離。簡(jiǎn)短地，然后在蒸餾塔反應(yīng)器中，配置作為催化劑位點(diǎn)和蒸餾結(jié)構(gòu)兩者的結(jié)構(gòu)。用于此的各種催化劑結(jié)構(gòu)公開(kāi)在共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利4,443,559；4,536,373；5,057,468；5,130,102；5,133,942；5,189,001；5,262,012；5,266,546；5,348,710；5,431,890；和5,730,843，都引入本發(fā)明。這些結(jié)構(gòu)特別好的適用于酸性離子交換樹(shù)脂。所述方法一般地被稱為催化蒸餾，并且對(duì)于許多反應(yīng)成功地改變?yōu)槎喾N形式，包括烯烴與醇的醚化(美國(guó)專利4,302,254)，選擇加氫(美國(guó)專利6,169,218b1)，加氫脫硫(美國(guó)專利5,779,883)，異構(gòu)化(美國(guó)專利6,495,732)和芳烷化(美國(guó)專利4,849,569)。
催化蒸餾塔反應(yīng)是有利的，首先是因?yàn)榉磻?yīng)與蒸餾同時(shí)發(fā)生，盡快地從所述反應(yīng)區(qū)除去初期反應(yīng)產(chǎn)品及其他物流組分，以減少副反應(yīng)的可能性。第二，因?yàn)槿康慕M分是沸騰的，在系統(tǒng)壓力下通過(guò)混合物的沸點(diǎn)可控制反應(yīng)溫度。反應(yīng)熱簡(jiǎn)單地引起更多的沸騰，但是在給定壓力下沒(méi)有增加溫度。結(jié)果，通過(guò)調(diào)節(jié)體系壓力可以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)速度和產(chǎn)品分配的許多控制。
美國(guó)專利5,679,312公開(kāi)了，通過(guò)在具有通過(guò)篩保持在托盤上的酸性離子交換樹(shù)脂催化劑的蒸餾塔反應(yīng)器中，通過(guò)并流向下進(jìn)料苯酚和丙酮，進(jìn)行反應(yīng)，生產(chǎn)雙酚-A。惰性汽提氣，例如氮或氬，在蒸餾塔反應(yīng)器的底部進(jìn)料，以輔助除去反應(yīng)的水。使用并流的苯酚和丙酮進(jìn)料，專利權(quán)人僅僅得到大約96％的丙酮轉(zhuǎn)化。專利權(quán)人缺乏催化蒸餾的技術(shù)和知識(shí)以及它的重要的商業(yè)用途領(lǐng)域，以及不能想到如何將催化蒸餾體系用于進(jìn)行丙酮與苯酚的反應(yīng)，以生產(chǎn)雙酚-A。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于催化蒸餾體系，其固有的益處被用于從苯酚和丙酮的縮合反應(yīng)生產(chǎn)雙酚-A。其進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)為惰性烴被用來(lái)從反應(yīng)體系除去反應(yīng)的水，并通過(guò)返回反應(yīng)體系容易地再使用。其進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)為基本上所有的丙酮截留在反應(yīng)區(qū)，以及獲得接近100％的轉(zhuǎn)化。

發(fā)明內(nèi)容在汽提介質(zhì)的存在下，通過(guò)逆流和與固體酸催化劑的多級(jí)接觸，由苯酚和丙酮的縮合有效地產(chǎn)生雙酚-A，其中汽提介質(zhì)在反應(yīng)條件下是惰性的，在塔內(nèi)的壓力下在50～90℃沸騰，優(yōu)選惰性烴，包括脂肪烴例如正己烷(normal hexane)。優(yōu)選的接觸式體系是蒸餾塔反應(yīng)器，其中催化劑包含于蒸餾傳質(zhì)結(jié)構(gòu)中。優(yōu)選的除水劑是C6烴，例如正己烷。
本發(fā)明中汽提介質(zhì)是惰性的，在反應(yīng)器中兼有液體和氣體的狀態(tài)，即，沸騰，從而使蒸氣從反應(yīng)混合物汽提出水，并與水一起冷凝并與之分離。優(yōu)選汽提介質(zhì)與水沒(méi)有任何實(shí)質(zhì)程度的溶解性，所以通過(guò)傾析可以分離。優(yōu)選的運(yùn)行方式的特征在于在反應(yīng)區(qū)內(nèi)存在蒸餾條件。本發(fā)明在催化劑填充塔內(nèi)進(jìn)行，其可以有利地包含氣相和一些液相，如任何蒸餾中一樣。蒸餾塔反應(yīng)器在使得反應(yīng)混合物(或其組分)在塔內(nèi)和/或在催化劑床(蒸餾條件)內(nèi)沸騰的壓力下操作。如任何蒸餾中一樣，沿塔存在溫度分布。在沿塔或催化劑床的一些點(diǎn)，反應(yīng)混合物的組分在塔內(nèi)的高溫點(diǎn)處可為液體和蒸氣，如此引起內(nèi)回流，而在塔內(nèi)一些氣化的物質(zhì)，例如水和汽提介質(zhì)作為蒸氣除去。
本發(fā)明的最優(yōu)方案為苯酚與丙酮反應(yīng)以生產(chǎn)雙酚-A的方法，包括(a)將化學(xué)計(jì)量過(guò)量的苯酚進(jìn)料到蒸餾塔反應(yīng)器內(nèi)的催化劑區(qū)，其優(yōu)選包括固體酸性催化劑床，例如離子交換樹(shù)脂，和(b)向所述催化劑區(qū)的底部進(jìn)料丙酮；(c)提供烴，其在反應(yīng)條件下是惰性的，在蒸餾塔反應(yīng)器內(nèi)的壓力下在50～90℃沸騰，在所述蒸餾塔反應(yīng)器內(nèi)部，處于包括蒸氣和其液體兩者的蒸餾狀態(tài)；(d)在蒸餾塔反應(yīng)器內(nèi)并流地(i)使丙酮和苯酚在酸性催化劑的存在下、在溫度和壓力的條件下接觸，以形成包含未反應(yīng)的丙酮，未反應(yīng)的苯酚，雙酚-A和水的反應(yīng)混合物，從而所述丙酮溶于所述苯酚，使得基本上所有的所述丙酮轉(zhuǎn)化為雙酚-A；(ii)利用所述烴蒸氣從所述反應(yīng)混合物汽提所述水；(e)作為塔底物，從所述蒸餾塔反應(yīng)器中除去所述雙酚-A和未反應(yīng)的苯酚；(f)作為塔頂物，從所述蒸餾塔反應(yīng)器中除去所述水和烴蒸氣；和(g)冷凝所述塔頂物，并將所述冷凝的惰性烴與所述冷凝的水分離。
在優(yōu)選的方法中，另外的步驟是(h)循環(huán)所述冷凝的烴到所述蒸餾塔反應(yīng)器；(i)閃蒸所述塔底物以分離所述雙酚-A與所述未反應(yīng)的苯酚；和(j)冷凝所述分離的苯酚并循環(huán)所述冷凝的分離的苯酚到所述蒸餾塔反應(yīng)器的塔頂附近。
附圖是本發(fā)明所用優(yōu)選反應(yīng)器體系的工藝流程圖。
優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)說(shuō)明通過(guò)2摩爾苯酚與1摩爾丙酮的反應(yīng)形成雙酚-A2(C6H5OH)+(CH3)2(CO)→[(C6H4OH)]2C(CH3)2+H2O此反應(yīng)的平衡常數(shù)是小的(K＝0.8基于摩爾份數(shù))。
反應(yīng)通常通過(guò)酸性離子交換樹(shù)脂催化，通常在大量化學(xué)計(jì)量過(guò)量苯酚的存在下進(jìn)行，這提高丙酮的轉(zhuǎn)化并最小化副產(chǎn)品的產(chǎn)生。然而，在實(shí)際的苯酚/丙酮進(jìn)料比下，苯酚的單級(jí)轉(zhuǎn)化是小的。例如，20/1摩爾的苯酚/丙酮進(jìn)料組成時(shí)，苯酚轉(zhuǎn)化僅僅是12％，而丙酮轉(zhuǎn)化是92％。
以前通過(guò)雙酚-A/苯酚加合物的結(jié)晶，從反應(yīng)混合物中回收雙酚-A。進(jìn)料到結(jié)晶器的進(jìn)料通常包含大概20wt.％的雙酚-A。通過(guò)使用超過(guò)一個(gè)反應(yīng)級(jí)與在所述級(jí)之間通過(guò)惰性氣體汽提的真空中途除去水，在反應(yīng)混合物中累積雙酚-A，得到該濃度。在這種情況下，未反應(yīng)的苯酚和丙酮與水在塔頂物流和包含BPA產(chǎn)品的塔底物流之間分配。在常規(guī)方法中，苯酚，丙酮和水隨后在下游的蒸餾塔中分離。
本發(fā)明通過(guò)結(jié)合反應(yīng)和分離步驟簡(jiǎn)化了整個(gè)工藝。這是如下實(shí)現(xiàn)的通過(guò)在配置有包含催化劑的結(jié)構(gòu)化填料的多級(jí)蒸餾塔反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，該反應(yīng)用進(jìn)料到塔的重沸器中的惰性汽提介質(zhì)來(lái)操作，該惰性汽提介質(zhì)用于從反應(yīng)區(qū)中優(yōu)選除去反應(yīng)中的水。從塔的餾出物流中除去水。
本發(fā)明的逆流進(jìn)料供應(yīng)另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，其在于通過(guò)將苯酚液體進(jìn)料到塔的反應(yīng)區(qū)之上，從上升的蒸氣流除去丙酮并回到反應(yīng)區(qū)。凈效果是將丙酮″截留″在反應(yīng)區(qū)之內(nèi)，其中其基本上完全反應(yīng)。
汽提介質(zhì)(優(yōu)選惰性烴)具有控制重沸器溫度和反應(yīng)區(qū)較低部分的溫度分布的附加功能，其優(yōu)選70-80℃。惰性烴另外的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)傾析可容易地與餾出物流中的水分離。來(lái)自傾析器的惰性烴層優(yōu)選回到塔。因此不必恒定地進(jìn)料惰性汽提介質(zhì)，可以根據(jù)需要增加補(bǔ)充。
催化劑生產(chǎn)雙酚-A的苯酚和丙酮的反應(yīng)通過(guò)酸性催化劑催化，優(yōu)選陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。適當(dāng)?shù)乃嵝躁?yáng)離子交換樹(shù)脂包括含有磺酸基的那些，其可以通過(guò)芳香的乙烯系化合物的聚合或共聚隨后磺化得到。適合于制備聚合物或共聚物的芳香的乙烯系化合物的例子是苯乙烯，乙烯基甲苯，乙烯基萘，乙烯基乙苯，甲基苯乙烯，乙烯基氯苯和乙烯基二甲苯。多種方法可以用來(lái)制備這些聚合物；例如，單獨(dú)聚合或與其他的單乙烯基化合物混合聚合，或通過(guò)與多乙烯基化合物交聯(lián)；例如，與二乙烯基苯，二乙烯基甲苯，二乙烯基苯醚等。所述聚合物可以在有或沒(méi)有溶劑或分散劑的存在下制備，和可以使用多種聚合引發(fā)劑，例如，無(wú)機(jī)的或有機(jī)的過(guò)氧化物，過(guò)硫酸鹽等。
可以通過(guò)已知的方法將磺酸基引入這些乙烯基芳香聚合物；例如用濃硫酸或氯磺酸磺化聚合物，或共聚含有磺酸基團(tuán)的這些芳香化合物(見(jiàn)美國(guó)專利2,366,007)。另外的磺酸基可以被引入已經(jīng)含有磺酸基的聚合物；例如通過(guò)用發(fā)煙硫酸即含有三氧化硫的硫酸處理。優(yōu)選在0～150℃進(jìn)行發(fā)煙硫酸的處理，所述硫酸應(yīng)該含有足夠的三氧化硫，使得反應(yīng)之后，仍含有10～50％的游離的三氧化硫。得到的產(chǎn)品優(yōu)選每芳基核平均含有1.3～1.8個(gè)磺酸基。特別是，適當(dāng)?shù)暮谢撬峄木酆衔锸欠枷愕膯我蚁┗衔锱c芳香的多乙烯基化合物的共聚物，特別是二乙烯基化合物，其中聚乙烯基苯含量?jī)?yōu)選為共聚物重量的1～20％(見(jiàn)，例如德國(guó)書(shū)908,240)。通常使用大約0.25～1毫米粒度的離子交換樹(shù)脂，但是可以使用0.15毫米直到2毫米的粒子。更細(xì)的催化劑提供高的表面面積，但是導(dǎo)致通過(guò)反應(yīng)器的高的壓降。與gelular催化劑相比，這些催化劑的大網(wǎng)絡(luò)具有大得多的暴露的表面積和有限的溶脹，所有的這些樹(shù)脂在非水性烴類介質(zhì)中都經(jīng)歷這種溶脹。
用于容納所述催化劑粒子的容器可具有任何形狀，例如公開(kāi)在上述專利的袋，或可為單個(gè)缸，球形，環(huán)形室，立方，管等的容器。
含有固體催化物質(zhì)的各個(gè)容器包括催化劑組分。各個(gè)催化劑組分緊密地與間隔組分結(jié)合，所述間隔組分由至少70體積％的開(kāi)放孔隙直到大約95體積％的開(kāi)放孔隙組成。這些組分可為剛性的或彈性的或其組合。催化劑組分和間隔組分的結(jié)合形成催化蒸餾結(jié)構(gòu)。催化蒸餾結(jié)構(gòu)的開(kāi)放孔隙的總體積應(yīng)為至少10體積％和優(yōu)選至少20體積％直到大約65體積％。因此，希望所述間隔組分或物質(zhì)應(yīng)該包含催化蒸餾結(jié)構(gòu)的大約30體積％，優(yōu)選大約30體積％～70體積％。優(yōu)選彈性物質(zhì)。一種適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)是開(kāi)放網(wǎng)孔編織的不銹鋼絲，通常已知為除沫器線或膨脹鋁。其他的有彈性組分可為類似的開(kāi)放網(wǎng)孔編織的聚合尼龍、聚四氟乙烯等的細(xì)絲。其他的材料比如高度開(kāi)放結(jié)構(gòu)泡沫材料，例如網(wǎng)狀的聚氨酯泡沫(剛性的或彈性的)可以原位成型或施加于催化劑組分的周圍。
就較大的催化劑組分來(lái)說(shuō)，比如約1/4英寸到1/2的片，圓球，丸等，這些較大的組分的每一種可以單獨(dú)地與如上所述的間隔組分相連，或被其圍繞。
間隔組分徹底地覆蓋催化劑組分并不是必需的。僅必需的是間隔組分與催化劑組分緊密地相連，以如上所述將各種的催化劑組分彼此遠(yuǎn)離隔開(kāi)。因此，事實(shí)上間隔組分提供基本上為開(kāi)放孔隙的基質(zhì)，其中催化劑組分是隨機(jī)地但是基本上均勻地分布的。
優(yōu)選的蒸餾結(jié)構(gòu)記載于如上所述的美國(guó)專利5,730,843，其包括基本上平行、相鄰排列和垂直地排列成列的至少兩個(gè)絲網(wǎng)管，和相鄰地位于并與所述垂直地排列的絲網(wǎng)管隔開(kāi)的至少一種偏置絲網(wǎng)管。在更優(yōu)選的實(shí)施方案中，塔的垂直地排列的管之間的距離足以使得偏置絲網(wǎng)管與垂直地排列的絲網(wǎng)管重疊，但不接觸所述垂直地排列的絲網(wǎng)管，從而形成迂回的流體通道。
參照附圖，其顯示優(yōu)選反應(yīng)器體系的流程圖。蒸餾塔反應(yīng)器10含有催化劑床12和14，其包括具有50個(gè)平衡級(jí)的反應(yīng)區(qū)和該反應(yīng)區(qū)之上的4個(gè)托盤和該反應(yīng)區(qū)之下的4個(gè)托盤。級(jí)1是冷凝器20和級(jí)60是重沸器40。苯酚通過(guò)級(jí)3之上的流送管101進(jìn)料，丙酮通過(guò)級(jí)40之上的流線102進(jìn)料。在反應(yīng)區(qū)中丙酮和苯酚反應(yīng)產(chǎn)生含有苯酚，丙酮，雙酚-A和水的反應(yīng)混合物。正己烷循環(huán)是通過(guò)流送管103進(jìn)料的，與到重沸器40的正己烷循環(huán)114結(jié)合，通過(guò)流送管116，117，和110最終在大約級(jí)59到達(dá)蒸餾塔反應(yīng)器10的底部。正己烷隨著水的形成汽提出反應(yīng)的水，并通過(guò)流送管104作為塔頂物除去水。在冷凝器20中冷凝塔頂物，并收集在接受器/傾析器30中，其中分離水并通過(guò)流送管106除去。通過(guò)流送管107從該接受器/傾析器30取出正己烷(含有少量丙酮)，并在大約級(jí)56回到蒸餾塔反應(yīng)器10。水含有約2％的丙酮，相當(dāng)于約99.5％的轉(zhuǎn)化。含有苯酚，雙酚-A和僅痕量水和丙酮的塔底產(chǎn)物，通過(guò)來(lái)自重沸器40的流送管111，從該蒸餾塔反應(yīng)器10除去。
通過(guò)流送管111除去的塔底產(chǎn)物在閃蒸鼓50中閃蒸至3psi，在流送管112中產(chǎn)生正己烷富集的蒸汽流，和在流送管113中產(chǎn)生苯酚/雙酚-A液體物流。冷卻流送管112中的正己烷富集的蒸汽流(未顯示)，并傳送到排出室60，其中在壓縮(未顯示)以前通過(guò)流送管115除去任何液體，并通過(guò)流送管114循環(huán)。來(lái)自回收部分(未顯示)的循環(huán)液流也通過(guò)管道116進(jìn)料到室60。源于排出室60的在流送管115中的液體主要含有苯酚，并循環(huán)到級(jí)3之上的蒸餾塔反應(yīng)器?；旌狭魉凸?13中的苯酚/雙酚-A液體物流，并傳送到雙酚-A回收系統(tǒng)，其中通過(guò)結(jié)晶回收雙酚-A。在該方法的操作中，回收正己烷或其他的汽提介質(zhì)，并循環(huán)。該組分僅在開(kāi)車時(shí)進(jìn)料到該塔，并補(bǔ)充在回收期間損失的那些。
雙酚-A的回收概略地描述如下苯酚/雙酚-A物流與源于結(jié)晶體系的其他的苯酚富集循環(huán)物流結(jié)合，并被送到在～2psi操作的蒸發(fā)器體系。得到的蒸氣部分地冷凝，產(chǎn)生己烷富集的循環(huán)和苯酚富集的液體循環(huán)。含有29wt.％雙酚-A的源于蒸發(fā)器的液體產(chǎn)物供給到結(jié)晶體系，其產(chǎn)生雙酚-A/苯酚加合物在苯酚中的漿。該漿離心分離成母液物流和固體加合物物流，該循環(huán)到蒸發(fā)體系，該固體加合物物流用苯酚濕潤(rùn)，以進(jìn)一步處理回收用于循環(huán)的苯酚。
固體加合物物流與凈進(jìn)料液體苯酚物流結(jié)合，并加熱到分解溫度。得到的溶液物流被送到第二結(jié)晶體系，產(chǎn)生漿物流，其被分離成進(jìn)一步純化的加合物物流和母液物流。后者被循環(huán)到蒸發(fā)器進(jìn)料槽。
苯酚濕潤(rùn)的固體被熔融，并供給到第二真空蒸發(fā)體系，以對(duì)加合物和含有少量苯酚的雙酚-A熔融產(chǎn)物物流脫苯酚化。冷凝苯酚蒸氣物流并傳送到苯酚循環(huán)槽。混合的循環(huán)物流通過(guò)物流101供給到催化蒸餾塔。
通過(guò)己烷汽提以除去殘余的苯酚并蒸氣汽提以除去殘余的己烷進(jìn)行雙酚-A的最終純化?；厥盏募和槲锪餮h(huán)到CD塔。純化的雙酚-A熔融體被制成丸狀或薄片狀，并最終裝袋。
實(shí)施例下列實(shí)施例顯示本發(fā)明使用苯酚與丙酮的反應(yīng)以產(chǎn)生雙酚-A。設(shè)備和物流名稱如附圖所示。組成和物流流動(dòng)，和條件列于表中。
反應(yīng)器10中的主反應(yīng)是由負(fù)載于物質(zhì)交換蒸餾結(jié)構(gòu)上的負(fù)載酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂催化的如下的反應(yīng)2苯酚+丙酮←→雙酚-A+水表1
權(quán)利要求
1.一種由苯酚和丙酮的反應(yīng)生產(chǎn)雙酚-A的方法，其中雙酚-A和水的生產(chǎn)是在汽提介質(zhì)的存在下逆流和與固體酸催化劑多級(jí)接觸而進(jìn)行的，其中所述汽提介質(zhì)在冷凝的壓力條件下、在50～90℃沸騰，并且在該反應(yīng)條件下所述汽提介質(zhì)是惰性的，從而所述汽提介質(zhì)從該反應(yīng)中除去水，并且丙酮溶于苯酚。
2.如權(quán)利要求
1的方法，其中所述汽提介質(zhì)包括惰性烴類。
3.如權(quán)利要求
1的方法，其中所述汽提介質(zhì)包括脂肪族烴。
4.如權(quán)利要求
1的方法，其中所述汽提介質(zhì)包括正己烷。
5.如權(quán)利要求
1的方法，其中所述催化劑包含于蒸餾傳質(zhì)結(jié)構(gòu)中。
6.一種生產(chǎn)雙酚-A的方法，包括以下步驟(a)將苯酚進(jìn)料到蒸餾塔塔頂附近，將丙酮進(jìn)料到所述蒸餾塔反應(yīng)器的塔底附近，所述蒸餾塔反應(yīng)器含有酸性離子交換樹(shù)脂床；(b)向所述蒸餾塔反應(yīng)器的塔底提供惰性的汽提物流，其在所述蒸餾塔反應(yīng)器中的溫度和壓力條件下沸騰；(c)在所述蒸餾塔反應(yīng)器中并流地(i)在所述酸性離子交換樹(shù)脂存在下使所述丙酮和苯酚接觸，以形成含有未反應(yīng)的丙酮、未反應(yīng)的苯酚、雙酚-A和水的反應(yīng)混合物，和(ii)通過(guò)所述苯酚在所述蒸餾塔反應(yīng)器內(nèi)截留所述丙酮，從而使基本上所有的所述丙酮轉(zhuǎn)化為雙酚-A；(iii)利用所述惰性的汽提物流從所述反應(yīng)混合物中汽提所述水；(d)作為塔底物，從所述蒸餾塔反應(yīng)器中除去所述未反應(yīng)的苯酚和雙酚-A；和(e)作為塔頂物，從所述蒸餾塔反應(yīng)器中除去所述水和惰性的汽提物流。
7.如權(quán)利要求
6的方法，其中所述惰性的汽提物流以液體存在，其在苯酚和丙酮的反應(yīng)溫度沸騰。
8.如權(quán)利要求
6的方法，其中閃蒸所述塔底物，以使所述未反應(yīng)的苯酚作為蒸氣與所述雙酚-A分離，并冷凝所述分離的苯酚，并循環(huán)到所述蒸餾塔反應(yīng)器的塔頂附近。
9.如權(quán)利要求
8的方法，其中包含于所述塔底物的任何未反應(yīng)的丙酮，作為蒸氣與所述未反應(yīng)的苯酚一起與所述雙酚-A分離，所述冷凝的苯酚再次閃蒸，以作為蒸氣除去未反應(yīng)的丙酮，所述未反應(yīng)的丙酮循環(huán)到所述蒸餾塔反應(yīng)器。
10.一種使苯酚與丙酮反應(yīng)以生產(chǎn)雙酚-A的方法，包括(a)在蒸餾塔反應(yīng)器中，將化學(xué)計(jì)量過(guò)量的苯酚進(jìn)料到催化劑區(qū)，其優(yōu)選包括固體酸性催化劑床，比如離子交換樹(shù)脂，和(b)向所述催化劑區(qū)的底部進(jìn)料丙酮；(c)提供烴類，其在反應(yīng)條件下是惰性的，并且在該蒸餾塔反應(yīng)器的壓力下在50～90℃沸騰；(d)在所述蒸餾塔反應(yīng)器中并流地(i)在溫度和壓力條件下、在所述酸性催化劑的存在下，使所述丙酮和苯酚接觸，以形成含有未反應(yīng)的丙酮、未反應(yīng)的苯酚、雙酚-A和水的反應(yīng)混合物，從而所述丙酮溶于所述苯酚，從而基本上所有的所述丙酮轉(zhuǎn)化為雙酚-A；(ii)利用所述烴蒸氣從所述反應(yīng)混合物中汽提所述水；(e)作為塔底物，從該蒸餾塔反應(yīng)器中除去所述雙酚-A和未反應(yīng)的苯酚；和(f)作為塔頂物，從該蒸餾塔反應(yīng)器中除去所述水和烴蒸氣。
11.如權(quán)利要求
10的方法，包括(g)冷凝所述塔頂物，并分離該冷凝的惰性烴類與該冷凝水；(h)循環(huán)該冷凝的烴類到所述蒸餾塔反應(yīng)器；(i)閃蒸所述塔底物，以分離所述未反應(yīng)的苯酚與所述雙酚-A；和(j)冷凝該分離的苯酚，并循環(huán)該冷凝的分離的苯酚到所述蒸餾塔反應(yīng)器的塔頂附近。
12.一種生產(chǎn)雙酚-A的方法，包括以下步驟(a)進(jìn)料丙酮和苯酚到含有酸性離子交換樹(shù)脂床和包括重沸器的蒸餾塔反應(yīng)器；(b)進(jìn)料C6烴類到所述重沸器，以氣化部分所述C6物流；(c)在所述蒸餾塔反應(yīng)器中并流地(i)在所述酸性離子交換樹(shù)脂存在下使所述丙酮和苯酚接觸，以形成含有未反應(yīng)的丙酮、未反應(yīng)的苯酚、雙酚-A和水的反應(yīng)混合物，和(ii)利用所述氣化的C6烴類從所述反應(yīng)混合物中汽提所述水；(d)作為塔底物，從所述蒸餾塔反應(yīng)器中除去所述未反應(yīng)的苯酚和雙酚-A；和(e)作為塔頂物，從所述蒸餾塔反應(yīng)器中除去所述水和氣化的C6烴類。
13.如權(quán)利要求
12的方法，其中所述苯酚在所述酸性離子交換樹(shù)脂床之上進(jìn)料，所述丙酮在所述酸性離子交換樹(shù)脂床之下進(jìn)料，使得所述丙酮截留在所述蒸餾塔反應(yīng)器之內(nèi)，并且基本上所有的所述丙酮轉(zhuǎn)化為雙酚-A。
14.如權(quán)利要求
12的方法，其中冷凝所述塔頂物，并分離所述C6烴類與所述水，并且該分離的C6烴類循環(huán)到所述蒸餾塔反應(yīng)器的塔底附近。
15.如權(quán)利要求
12的方法，其中閃蒸所述塔底物，以使所述未反應(yīng)的苯酚作為蒸氣與雙酚-A分離，并冷凝所述分離的苯酚，且循環(huán)到所述蒸餾塔反應(yīng)器的塔頂附近。
16.如權(quán)利要求
15的方法，其中包含于所述塔底物的任何未反應(yīng)的丙酮，作為蒸氣與所述未反應(yīng)的苯酚一起與所述雙酚-A分離，所述冷凝的苯酚再次閃蒸，以作為蒸氣除去未反應(yīng)的丙酮，所述未反應(yīng)的丙酮循環(huán)到所述蒸餾塔反應(yīng)器。
17.一種生產(chǎn)雙酚-A的方法，包括以下步驟(a)將苯酚進(jìn)料到蒸餾塔的塔頂附近，將丙酮進(jìn)料到所述蒸餾塔反應(yīng)器的塔底附近，所述蒸餾塔反應(yīng)器含有酸性離子交換樹(shù)脂床并包括重沸器；(b)提供C6烴類到所述重沸器，以氣化部分所述C6物流；(c)在所述蒸餾塔反應(yīng)器中并流地(i)在所述酸性離子交換樹(shù)脂存在下使丙酮和苯酚接觸，以形成含有未反應(yīng)的丙酮、未反應(yīng)的苯酚、雙酚-A和水的反應(yīng)混合物，和(ii)通過(guò)所述苯酚在所述蒸餾塔反應(yīng)器之內(nèi)截留所述丙酮，使得基本上所有的所述丙酮轉(zhuǎn)化為雙酚-A；(iii)利用所述氣化的C6烴類從所述反應(yīng)混合物中汽提所述水；(d)作為塔底物，從所述蒸餾塔反應(yīng)器中除去所述未反應(yīng)的苯酚和雙酚-A；(e)作為塔頂物，從所述蒸餾塔反應(yīng)器中除去所述水和氣化的C6烴類；(f)冷凝所述塔頂物，并分離該冷凝的C6烴類與該冷凝水；(g)循環(huán)該冷凝的C6烴類到所述蒸餾塔反應(yīng)器的塔底附近；(h)閃蒸所述塔底物，以分離所述未反應(yīng)的苯酚與所述雙酚-A；和(i)冷凝該分離的苯酚，并循環(huán)該冷凝的分離的苯酚到所述蒸餾塔反應(yīng)器的塔頂附近。
專利摘要
雙酚－A(BPA)有效地由苯酚和丙酮在提高從反應(yīng)區(qū)除去反應(yīng)的水的試劑的存在下，通過(guò)逆流和與固體酸催化劑多級(jí)接觸產(chǎn)生。優(yōu)選的接觸裝置是蒸餾塔，其中催化劑包含于蒸餾傳質(zhì)結(jié)構(gòu)之中。優(yōu)選的除水試劑是C
文檔編號(hào)C07C37/20GK1993310SQ20058002558
公開(kāi)日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2005年7月1日
發(fā)明者小勞倫斯·A·史密斯, 亞伯拉罕·P·格爾拜因 申請(qǐng)人:催化蒸餾技術(shù)公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan