DE112020003083T5

DE112020003083T5 - Verfahren zur isomerisierung eines produkts, das aus der bisphenolherstellung über eine kondensationsreaktion von keton und phenol erhalten wurde

Info

Publication number: DE112020003083T5
Application number: DE112020003083.0T
Authority: DE
Inventors: Papapida PORNSURIYASAK; Sarawut LUNVONGSA; Suchada Tang-Amornsuksan
Original assignee: PTT Global Chemical PCL
Current assignee: PTT Global Chemical PCL
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2020-06-17
Publication date: 2022-03-10
Also published as: WO2020263195A2; US20220363620A1; JP2022539307A; JP7351491B2; CN114127038A; WO2020263195A3; KR20220016896A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Isomerisierungsverfahren für ein Produkt, das aus der Bisphenolherstellung aus einer Kondensationsreaktion von Keton und Phenol erhalten wurde, umfassend das Inkontaktbringen des Produkts, das aus der Bisphenolherstellung aus einer Kondensationsreaktion von Keton und Phenol erhalten wurde, mit dem Ionenaustauscherharz unter wässrigen Bedingungen zur Isomerisierung des unerwünschten Produkts und die Abtrennung des Produkts mit einem höheren Bisphenolgehalt, wobei das Ionenaustauscherharz ein aromatisches Polymer mit der Sulfonsäuregruppe ist, die mit mindestens einem Promotor modifiziert ist, der aus der in der Struktur (I) dargestellten Verbindung ausgewählt ist:

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Chemie, insbesondere auf das chemische Gemisch und das chemische Verfahren zur Herstellung von Ionenaustauscherharz für den Isomerisierungsprozess des unerwünschten Produkts, das bei der Herstellung von Bisphenol anfällt.
Technischer Hintergrund
Es ist bekannt, dass Bisphenol die Substanz ist, die durch die Kondensationsreaktion zwischen Phenol und Keton erhalten wird, insbesondere 4,4'-Isopropylidendiphenol (4,4' BPA), das das wichtigste gewünschte Bisphenolprodukt ist, das als Vorstufe für die Herstellung von Polycarbonat verwendet wird. Das Verfahren zur Herstellung des Bisphenols umfasst die Schritte: (1) die Kondensationsreaktion zwischen Aceton und Phenol unter Verwendung einer sauren Verbindung als Katalysator; (2) das Konzentrieren des Kondensationsprodukts durch Wasserentzug; (3) die Kristallisation des 4,4'-Isopropylidendiphenol-Produkts durch Abkühlen der in Schritt (2) erhaltenen Mischung und anschließende Abtrennung des 4,4'-Isopropylidendiphenol-Kristalls von der Mutterlauge durch Filtration; (4) Isomerisierung des aus der Mutterlauge nach der Filtration im Schritt (3) erhaltenen Produkts zu 4,4'-Isopropylidendiphenol durch Inkontaktbringen der Flüssigkeit mit dem Ionenaustauscherharz, das ein aromatisches Polymer mit Sulfonsäuregruppe umfasst, das mit einem Promotor modifiziert sein kann; (5) Rückführung der flüssigen Mischung aus dem Isomerisierungsverfahren im Schritt (4) zum Schritt (2), um 4,4'-Isopropylidendiphenol abzutrennen; (6) Abtrennung der Phenol- und Bisphenolmischung, um sie zur Verwendung in das System zurückzuführen, und Abtrennung des Teers, der bei der Nebenreaktion im Verfahren erzeugt wird, aus dem System; und (7) Verfestigung und Trocknung des flüssigen 4,4'-Isopropylidendiphenolprodukts.
Im Allgemeinen enthält das bei der Herstellung von Bisphenol erhaltene Produkt viele Verbindungen, insbesondere das 2,4'-Isopropylidendiphenol, das das Hauptprodukt der Kondensationsreaktion zwischen Aceton und Phenol ist. Es wurde berichtet, dass die Isomerisierungsreaktion zum Bisphenolprodukt in Form von 4,4'-Isopropylidendiphenol unter Verwendung von Säure als Katalysator auftreten und unter geeigneten Bedingungen durchgeführt werden kann. Die verwendete Säure kann eine anorganische Säure wie Schwefelsäure oder Salzsäure sein. Dennoch hat der saure Katalysator einige unerwünschte Eigenschaften, wie z.B. Korrosion an der Anlage, geringen Prozentsatz der Umwandlung des erhaltenen Produkts in das Hauptprodukt und geringe Selektivität bei der Herstellung des gewünschten Produkts. Derzeit gibt es viele Berichte darüber, dass die Verwendung von Ionenaustauscherharz mit einer Säuregruppe als Katalysator oder von Ionenaustauscherharz, das mit dem Mercaptan-Promotor immobilisiert ist, wobei die Immobilisierung über eine ionische Bindung oder eine chemische Bindung erfolgen kann, für die Isomerisierung des Produkts aus der Bisphenolproduktion genutzt werden kann.
Das Patentdokument Nr. US4590303 offenbart die Verwendung von Ionenaustauscherharz, das mit der Mercaptanverbindung immobilisiert ist, zusammen mit der Zugabe von Aceton in den Reaktor während der Isomerisierungsreaktion. Obwohl der Prozentsatz der Acetonumwandlung erhöht wurde, würden auch andere enthaltene Produkte in großem Umfang gebildet. Darüber hinaus gibt es keinen Bericht darüber, dass die erhöhte Acetonumwandlung die Zunahme der Menge des 4,4'-Isopropylidendiphenolprodukts beeinflusst.
Das Patentdokument Nr. US4825010 offenbart die Verwendung eines Ionenaustauscherharzes, dessen Oberfläche mit einer Mercaptoaminverbindung modifiziert wurde, die mindestens zwei verzweigte Alkylmercaptanketten enthält, in der Isomerisierungsreaktion. Es wurde festgestellt, dass es in der Lage ist, Produkte wie 2,4'-Isopropylidendiphenol und andere zu isomerisieren, ohne die Bildung von Verbindungen aus Nebenreaktionen während der Isomerisierung wie 1,3,3 - Trimethyl-p-hydroxyphenol-6-hydroxyindan und 4-Methyl-2,4-bis-(4'-hydroxyphenyl) - penten zu erhöhen. In diesem Patentdokument wird jedoch nicht auf die Erhöhung der Menge des Produkts 4,4'-Isopropylidendiphenol hingewiesen.
Das Patentdokument Nr. US5001281 offenbart die Verwendung eines Perfluorpolymers mit einer Sulfonsäuregruppe in seiner Struktur als Isomerisierungskatalysator für die Herstellung von Bisphenolfluoren. Es wurde festgestellt, dass die erhaltenen Produkte, wie 2,4'-Bisphenolfluoren und 9-Fluorenon, zu 4,4'-Bisphenolfluoren isomerisiert werden können. Es gibt jedoch keinen
Bericht darüber, dass die Verwendung des Katalysators und des Verfahrens in der Isomerisierungsreaktion die Menge der Verbindung aus der Nebenreaktion reduzieren kann.
Das Patentdokument Nr. US4822923 offenbart die Verwendung eines Ionenaustauscherharzes mit einer Sulfonsäuregruppe als Katalysator unter Verwendung eines Alkylmercaptan-Promotors in Form eines Co-Feed-Promotors in der Isomerisierungsreaktion. Es wurde festgestellt, dass es in der Lage ist, die erhaltenen Produkte wie 2,4'-Isopropylidendiphenol und andere zu isomerisieren, ohne die Bildung von Verbindungen aus Nebenreaktionen während der Isomerisierung wie 1,3,3-Trimethyl-p-hydroxyphenol-6-hydroxyindan und 4-Methyl-2,4-bis-(4'-hydroxyphenyl)-penten zu erhöhen. Dennoch zeigt dieses Patentdokument nicht die Erhöhung der Menge an 4,4'-Isopropylidendiphenol-Produkt und hat den Nachteil in der industriellen Anwendung wegen der Verunreinigung des Promotors, wenn er verwendet wird. Daher ist ein weiteres Verfahren erforderlich, um den Promotor von den erhaltenen Produkten zu trennen.
Die Entwicklung des Verfahrens zur Herstellung von Bisphenol erfordert immer noch eine Verringerung der Menge des erhaltenen Produkts oder einen Schritt, der die Umwandlung des erhaltenen Produkts in ein 4,4'-Isopropylidendiphenol-Produkt und die Verringerung der Menge des bei der Zersetzung entstehenden Teers ermöglicht. Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ein Isomerisierungsverfahren für ein Produkt zu entwickeln, das aus der Herstellung von Bisphenol durch eine Kondensationsreaktion von Keton und Phenol unter Verwendung eines Ionenaustauscherharzes erhalten wird, das ein aromatisches Polymer mit der Sulfonsäuregruppe umfasst, die mit einem Promotor modifiziert ist, der aus der in der Struktur (I) dargestellten Verbindung ausgewählt ist. Das Isomerisierungsverfahren des erhaltenen Produkts erhöht die Menge an Bisphenol, insbesondere an 4,4'-Isopropylidendiphenol, und verringert die Menge an Teer im Herstellungsverfahren, was das Verhältnis von Produkt zu Vorstufe erhöht.
wobei,

X: Heteroatome darstellt und
n: eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist.

Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Isomerisierungsverfahren für ein Produkt, das aus der Bisphenolherstellung aus einer Kondensationsreaktion von Keton und Phenol erhalten wurde, umfassend das Inkontaktbringen des Produkts, das aus der Bisphenolherstellung aus einer Kondensationsreaktion von Keton und Phenol erhalten wurde, mit dem Ionenaustauscherharz unter wässrigen Bedingungen zur Isomerisierung des unerwünschten Produkts und die Abtrennung des Produkts mit einem höheren Bisphenolgehalt, wobei das Ionenaustauscherharz ein aromatisches Polymer mit der Sulfonsäuregruppe ist, die mit mindestens einem Promotor modifiziert ist, der aus der in der Struktur (I) dargestellten Verbindung ausgewählt ist:
wobei,

X: Heteroatome darstellt und
n: eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist.

Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Isomerisierungsverfahren des Produkts, das aus der Herstellung von Bisphenol aus einer Kondensationsreaktion von Keton und Phenol erhalten wird, unter Verwendung eines Ionenaustauscherharzes, das das aromatische Polymer mit der mit dem Promotor modifizierten Sulfonsäuregruppe umfasst.
Jeder hier beschriebene Aspekt bedeutet auch die Anwendung auf andere Aspekte dieser Erfindung, sofern nicht anders angegeben.
Definitionen
Die hier verwendeten technischen oder wissenschaftlichen Begriffe haben die Bedeutung, die ein normaler Fachmann versteht, sofern nichts anderes angegeben ist.
Alle hierin genannten Werkzeuge, Ausrüstungen, Methoden oder Chemikalien sind Werkzeuge, Ausrüstungen, Methoden oder Chemikalien, die vom Fachmann üblicherweise genutzt oder verwendet werden, sofern nicht anders angegeben, dass es sich um Werkzeuge, Ausrüstungen, Methoden oder Chemikalien handelt, die nur für die vorliegende Erfindung spezifisch sind.
Die Verwendung des Substantivs im Singular oder des Pronomens im Singular mit „umfassend“ in den Ansprüchen oder der Beschreibung bedeutet „eine“ und schließt auch „eine oder mehrere“, „mindestens eine“ und „eine oder mehr als eine“ ein.
Alle offenbarten Zusammensetzungen und/oder Verfahren und Ansprüche in dieser Anmeldung sind dafür vorgesehen, Ausführungsformen von jeglichem(r) Betrieb, Leistung, Modifikation oder Anpassung beliebiger Faktoren ohne ein Experiment, das sich wesentlich von der Erfindung abhebt, zu erfassen und einen Gegenstand nach Nützlichkeit zu erhalten, resultierend für den Fachmann als gleich mit der vorliegenden Ausführungsform ohne in den Ansprüchen ausdrücklich bezeichnet zu sein. Daher sollten ersetzbare oder ähnliche Gegenstände der vorliegenden Ausführungsform, einschließlich jeglicher geringfügiger Modifikationen oder Anpassungen, die für den Fachmann offensichtlich sind, so ausgelegt werden, dass sie dem Geist, dem Umfang und dem Konzept der Erfindung entsprechen, wie in den beigefügten Ansprüchen angegeben.
In der gesamten Anwendung bedeutet der Begriff „etwa“ jede Zahl, die hier erscheint oder ausgedrückt wird, die aufgrund eines Fehlers der Ausrüstung, der Methode oder des Personals, das diese Ausrüstung oder Methode verwendet, variiert oder abgeändert werden könnte, einschließlich der Variationen oder Abweichungen, die aufgrund von Änderungen der Reaktionsbedingungen durch unkontrollierbare Faktoren wie Feuchtigkeit und Temperatur auftreten.
Heteroatom bedeutet, das Atom des Nicht-Kohlenstoff-Elements einzuschließen, und das Atom schließt ein, ist aber nicht beschränkt auf die Elemente der Tetrel-Gruppe, die Silizium, Germanium, Zinn und Blei sind; die Elemente der Pniktogen-Gruppe, die Stickstoff, Phosphor, Arsen, Antimon und Wismut sind; die Elemente der Chalkogen-Gruppe, die Sauerstoff, Schwefel, Selen und Tellur sind; oder die Elemente der Halogen-Gruppe, die Fluor, Chlor, Brom und Jod sind.
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung gezeigt, ohne dass damit eine Einschränkung des Umfangs der Erfindung beabsichtigt ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft das Isomerisierungsverfahren für ein Produkt, das aus der Bisphenolherstellung aus einer Kondensationsreaktion von Keton und Phenol erhalten wurde, umfassend das Inkontaktbringen des Produkts, das aus der Bisphenolherstellung aus einer Kondensationsreaktion von Keton und Phenol erhalten wurde, mit dem Ionenaustauscherharz unter wässrigen Bedingungen für die Isomerisierung des unerwünschten Produkts und die Abtrennung des Produkts mit einem höheren Bisphenolgehalt, wobei das Ionenaustauscherharz ein aromatisches Polymer mit der Sulfonsäuregruppe ist, die mit mindestens einem Promotor modifiziert ist, der aus der in der Struktur (I) dargestellten Verbindung ausgewählt ist:
wobei,

X: Heteroatome darstellt und
n: eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist.

Vorzugsweise handelt es sich bei mindestens einem Promotor um die in Struktur (II) oder (III) dargestellte Verbindung:
Bevorzugter ist der Promotor die in Struktur (II) dargestellte Verbindung:
In einem Aspekt umfasst der Promotor außerdem das Aminoalkylmercaptan, das aus Cysteamin, 2-Amino-1-Propanthiol und 3-Mercaptopropylamin ausgewählt werden kann. Vorzugsweise ist das Aminoalkylmercaptan Cysteamin.
Am meisten bevorzugt ist der Promotor die Mischung aus der Verbindung gemäß Struktur (II) und Cysteamin.
In einem Aspekt der Erfindung umfasst der Promotor das Aminoalkylmercaptan in einer Menge von 10 bis 90 Mol-% des gesamten Promotors, vorzugsweise 30 bis 70 Mol-% des gesamten Promotors.
In einem Aspekt der Erfindung beträgt die mit Promotor modifizierte Sulfonsäuregruppe 10 bis 20 % der gesamten Sulfonsäuregruppe.
In einem Aspekt ist die Sulfonsäuregruppe mit dem Promotor über eine ionische Bindung modifiziert, die über das Stickstoffatom des Promotors und die Sulfonsäuregruppe des aromatischen Polymers gebildet werden kann.
Im Allgemeinen kann die Modifizierung durch Mischen des aromatischen Polymers mit Sulfonsäuregruppe und des Promotors durchgeführt werden, wobei Wasser oder eine aromatische Hydroxyverbindung als Lösungsmittel verwendet wird.
In einem Aspekt der Erfindung kann das aromatische Polymer mit Sulfonsäuregruppe ausgewählt werden aus Polystyrol mit Sulfonsäuregruppe oder Styrol-Divinylbenzol-Copolymer mit Sulfonsäuregruppe, vorzugsweise Styrol-Divinylbenzol-Copolymer mit Sulfonsäuregruppe.
In einem Aspekt kann das Styrol-Divinylbenzol-Copolymer mit Sulfonsäuregruppe Divinylbenzol in einer Menge von etwa 1 bis 15 %, vorzugsweise in einer Menge von etwa 10 bis 15 % enthalten.
In einem Aspekt hat das aromatische Polymer mit Sulfonsäuregruppe eine Teilchengröße im Bereich von etwa 500 bis 1500 Mikrometer, vorzugsweise im Bereich von etwa 600 bis 850 Mikrometer.
In einem Aspekt der Erfindung liegt das Gewichtsverhältnis von Ionenaustauscherharz zu dem aus der Bisphenolherstellung erhaltenen Produkt im Bereich von 1:1 bis 1:5, vorzugsweise im Bereich von 1:1 bis 1:3.
In einem Aspekt der Erfindung wird die Isomerisierungsreaktion bei einer Temperatur im Bereich von 40 bis 120° C und bei atmosphärischem Druck, vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 60 bis 80° C und bei atmosphärischem Druck durchgeführt.
In einem Aspekt der Erfindung wird die Isomerisierungsreaktion unter wässrigen Bedingungen mit einem Wassergehalt im Bereich von 0,01 bis 3,5 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,05 bis 0,5 Gew.-%, durchgeführt.
In einem Aspekt umfasst das aus der Bisphenolherstellung vor der Isomerisierungsreaktion erhaltene Produkt die unerwünschten Produkte 4,4'-Isopropylidendiphenol und 2,4'-Isopropylidendiphenol.
In einem Aspekt der Erfindung der Bisphenolherstellung aus einer Kondensationsreaktion von Keton und Phenol kann das Keton ausgewählt werden, jedoch nicht beschränkt, aus Aceton, Diethylketon, Methylethylketon, Ethylmethylketon, Isobutylmethylketon, Cyclohexanon, Acetophenon und 1,3-Dichloraceton, kann das Phenol ausgewählt werden, aber nicht beschränkt, aus unsubstituiertem Phenol, Alkylphenol, Alkoxyphenol, Naphthol, Alkylnaphthol und Alkoxynaphthol.
In einem Aspekt kann das Ionenaustauscherharz, das in der erfindungsgemäßen Isomerisierungsreaktion verwendet wird, in Form einer Aufschlämmung für die Reaktion im Batch-System oder in Form eines Festbetts für die Reaktion im kontinuierlichen System verwendet werden.
In einem Aspekt kann die Reaktionszeit im Bereich von etwa 1 bis 24 Stunden für die Reaktion im Batch-System und die Reaktion im kontinuierlichen System liegen. Die stündliche Flüssigkeits-Raumgeschwindigkeit (LHSV) kann im Bereich von etwa 0,015 bis 10 Stunden liegen.
In einem Aspekt der Erfindung besteht die Abtrennung des Produkts mit höherem Bisphenolgehalt in der Kristallisation des 4,4'-Isopropylidendiphenolprodukts, um 4,4'-Isopropylidendiphenol mit hoher Reinheit.
Die folgenden Beispiele dienen nur zur Veranschaulichung der Aspekte der Erfindung und sollen den Umfang der Erfindung in keiner Weise einschränken.
Herstellung des Promotors zur Herstellung des erfindungsgemäßen Ionenaustauscherharzes
Verbindung wie in der Struktur (II) gezeigt
Etwa 5 g 2-Pyridincarbonsäure und etwa 6 g Cysteaminhydrochlorid wurden in etwa 50 ml Dichlormethan-Lösungsmittel unter Argonatmosphäre aufgelöst. Anschließend wurde eine Lösungsmischung von etwa 17 g Dicyclohexylcarbodiimid und etwa 1 g 4-Dimethylaminopyridin zu etwa 20 ml Dichlormethan-Lösungsmittel zugegeben. Das Gemisch wurde bei Raumtemperatur unter Argonatmosphäre etwa 24 Stunden lang gerührt. Der Feststoff wurde aus dem erhaltenen Gemisch abfiltriert. Dann wurde die filtrierte Flüssigkeit im Vakuum eingedampft. Danach wurde die filtrierte Flüssigkeit in einem organischen Lösungsmittel kristallisiert oder mit Hilfe einer Kieselgelsäule gereinigt. Der erhaltene Feststoff wurde abgetrennt und getrocknet.
Herstellung des erfindungsgemässen Ionenaustauscherharzes
Das aromatische Polymer vom Typ Styrol-Divinylbenzol-Copolymer mit der Sulfonsäuregruppe Amberlyst36 (Am36) mit einer Teilchengröße im Bereich von etwa 600 bis 850 Mikrometer wurde bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Ionenaustauschharzes verwendet.
Der Promotor wurde in etwa 20 ml entionisiertem Wasser gelöst und dann zu etwa 20 g Styrol-Divinylbenzol-Copolymer, das in dem entionisierten Wasser suspendiert war, gegeben. Anschließend wurde das Gemisch bei Raumtemperatur etwa 1 Stunde lang gerührt. Nach dem Rühren wurde die erhaltene Mischung in die Glassäule gepackt und mit entionisiertem Wasser gewaschen. Der erhaltene Feststoff wurde auf die verbleibende Sulfonsäuregruppe mit der Titrationsmethode mit Natriumhydroxidlösung analysiert, um den Gehalt an Sulfonsäuregruppen (SO₃H) vor und nach der Modifizierung des aromatischen Polymers zu bestimmen. Der Prozentsatz der mit Promotor modifizierten Sulfonsäuregruppe konnte anhand der folgenden Gleichung berechnet werden. $\begin{array}{l} Prozentsatz der Sulfonsäure - Gruppe, modifiziert mit Promotor = \\ \frac{{Mol von SO}_{3} H vor der Modifikation - {Mol von SO}_{3} H nach der Modifikation}{{Mol von SO}_{3} H vor der Modifikation} \times 100 \end{array}$
Prüfung der Isomerisierungsreaktion mit Ionenaustauscherharz
Das erfindungsgemäße Ionenaustauscherharz wurde als Katalysator für die Prüfung der Isomerisierungseffizienz des aus der Bisphenolherstellung erhaltenen Produkts nach dem folgenden Verfahren verwendet.
Vor der Verwendung wurde das Ionenaustauscherharz dehydriert, indem etwa 10 g des Ionenaustauscherharzes mit etwa 100 g Phenol bei einer Temperatur von etwa 60 bis 70 °C für etwa 15 Minuten in Kontakt gebracht wurden. Dieser Schritt wurde 3 Mal wiederholt. Dann wurden etwa 1,5 g des erhaltenen Ionenaustauscherharzes in den Rundbodenkolben gegeben. Etwa 3 g des Produkts, das aus der Bisphenolherstellung aus einer Kondensationsreaktion von Keton und Phenol erhalten wurde, wurde mit dem Ionenaustauscherharz unter wässrigen Bedingungen mit wünschenswertem Wassergehalt in Kontakt gebracht und dann bei wünschenswerter Temperatur erhitzt. Dann wurde die Isomerisierungsreaktion des unerwünschten Produkts bis zum Ende der gewünschten Zeit durchgeführt.
Nachfolgend sind Beispiele für die Prüfung von Produktzusammensetzungen aufgeführt, die aus der Isomerisierungsreaktion unter Verwendung des erfindungsgemäßen Ionenaustauscherharzes erhalten wurden, wobei die bei der Prüfung verwendeten Methoden und Geräte allgemein gebräuchliche Methoden und Geräte sind und nicht dazu dienen, den Rahmen der Erfindung zu begrenzen.
Die Zusammensetzungen und Mengen der Produkte wurden mittels Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (Shimadzu LC-20AD) unter Verwendung einer Umkehrphasen-Phenomenex Gemini-NX 5µ C18-Säule und einem Lösemittelsystem aus Wasser und Acetonitril als mobile Phase mit einer Flussrate von etwa 1 ml/min analysiert.

Die prozentuale Umwandlung von 2,4'-Isopropylidendiphenol (2,4' BPA), die prozentuale Gewichtszunahme von 4,4'-Isopropylidendiphenol (4,4' BPA) und der prozentuale Teerabbau wurden anhand der folgenden Gleichungen berechnet.

\begin{array}{l} % Umwandlung von 2,4'-Isopropylidendiphenol = \\ \frac{Signal von 2,4'-Isopropylidendiphenol in (Zufuhr-Mischung nach der Reaktion)}{Signal von 2,4'-Isopropylidendiphenol in Zufuhr} \times 100 \end{array}

\begin{array}{l} Gewichtsprozentualer Gewinn von 4,4'-Isopropylidendiphenol = \\ \frac{Signal von 4,4'-Isopropylidendiphenol in (Mischung nach der Reaktion-Zufuhr)}{Signal von 4,4'-Isopropylidendiphenol in Zufuhr} \times 100 \end{array}

\begin{array}{l} Prozentuale Reduktion an Teer = \\ \frac{Teergehalt in Zufuhr-Teergehalt in Mischung nach der Reaktion}{Teergehalt in Zufuhr} \times 100 \end{array}

Tabelle 1: Prozentuale Umwandlung von 2,4'-Isopropylidendiphenol und prozentuale Gewichtszunahme von 4,4'-Isopropylidendiphenol nach der Isomerisierungsreaktion unter Verwendung verschiedener Ionenaustauschharze

Muster	Projektträger	Wassergehalt (in Gewichtsprozent)	Temperatur (°C)	Zeit (h)	Prozentuale Umwandlung von 2,4'-Isopropyliden-diphenol	Prozentuale Gewichtszunahme von 4,4'-Isopropylidendiphenol	Prozentuale Teerreduktion
Vergleichende Probe 1	-	0,39	80	8	85,1	0	33,5
Vergleichende Probe 2	-	0,14	80	19	85,8	1,9	23,8
Vergleichende Probe 3	-	1,04	80	12	58	2,8	6,5
Vergleichende Probe 4	-	0,39	80	24	82,8	4,4	30,4
Vergleichende Probe 5	Cysteamin	0,39	80	24	79,1	1,1	9,7
Vergleichende Probe 6	-	0,39	100	24	91,7	0,2	8,4
Erfindungsgemäße Probe 1	(II) + Cysteamin	0,39	80	12	80,3	14,5	16,8
Erfindungsgemäße Probe 2	(II)	0,39	80	12	67,4	1,7	8,5
Erfindungsgemäße Probe 3	(II) + Cysteamin	0,39	80	24	84,8	38,5	21
Erfindungsgemäße Probe 4	(II) + Cysteamin	0,39	100	24	93,5	2,2	24,6

Aus Tabelle 1 geht hervor, dass das erfindungsgemäße Ionenaustauscherharz beim Vergleich der Vergleichsproben 1 bis 5 mit den erfindungsgemäßen Proben 1 bis 4, die einer Effizienzprüfung durch Isomerisierungsreaktion bei einer Temperatur von etwa 80° C unterzogen wurden, eine hohe prozentuale Umwandlung von 2,4'-Isopropylidendiphenol und eine prozentuale Gewichtszunahme von 4,4'-Isopropylidendiphenol ergab. Das erfindungsgemäße Ionenaustauscherharz mit dem in Struktur (II) dargestellten Promotor und Cysteamin zeigte die höchste Effizienz.
Darüber hinaus wurde beim Vergleich der Vergleichsprobe 6 mit der erfindungsgemäßen Probe 4, die einer Effizienzprüfung durch Isomerisierungsreaktion bei einer Temperatur von etwa 100° C unterzogen wurde, festgestellt, dass das erfindungsgemäße Ionenaustauschharz eine höhere prozentuale Umwandlung von 2,4'-Isopropylidendiphenol, eine prozentuale Gewichtszunahme von 4,4'-Isopropylidendiphenol und eine prozentuale Teerreduktion ergab.
Aus den obigen Ergebnissen lässt sich ableiten, dass das erfindungsgemäße Ionenaustauscherharz eine hohe Effizienz bei der prozentualen Umwandlung von 2,4'-Isopropylidendiphenol, der prozentualen Gewichtszunahme von 4,4'-Isopropylidendiphenol und der prozentualen Teerreduzierung, wie sie in der Zielsetzung dieser Erfindung angegeben ist, aufweist.
Beste oder bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
Die beste oder bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist diejenige, die in der Beschreibung der Erfindung angegeben ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 4590303 [0004]
US 4825010 [0005]
US 5001281 [0006]
US 4822923 [0008]

Claims

Isomerisierungsverfahren für ein Produkt, das aus einer Bisphenolherstellung aus einer Kondensationsreaktion von Keton und Phenol erhalten wurde, umfassend das Inkontaktbringen des Produkts, das aus einer Bisphenolherstellung aus einer Kondensationsreaktion von Keton und Phenol erhalten wurde, mit dem Ionenaustauscherharz unter wässrigen Bedingungen zur Isomerisierung des unerwünschten Produkts und Abtrennen des Produkts mit höherem Bisphenolgehalt, wobei das Ionenaustauscherharz ein aromatisches Polymer mit der Sulfonsäuregruppe ist, die mit mindestens einem Promotor modifiziert ist, der aus der in der Struktur (I) dargestellten Verbindung ausgewählt ist:
wobei, X Heteroatome darstellt und n eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Promotor die in Struktur (II) gezeigte Verbindung oder die in Struktur (III) gezeigte Verbindung ist:
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Promotor ferner das Aminoalkylmercaptan umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Aminoalkylmercaptan Cysteamin ist.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Promotor das Aminoalkylmercaptan in einer Menge von 10 bis 90 Mol-% des gesamten Promotors enthält.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Promotor das Aminoalkylmercaptan in einer Menge von 30 bis 70 Mol-% des gesamten Promotors umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die mit Promotor modifizierte Sulfonsäuregruppe 10 bis 20 % der gesamten Sulfonsäuregruppe ausmacht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 7, wobei die Sulfonsäuregruppe über eine ionische Bindung mit einem Promotor modifiziert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das aromatische Polymer mit Sulfonsäuregruppe aus Polystyrol mit Sulfonsäuregruppe oder Styrol-Divinylbenzol-Copolymer mit Sulfonsäuregruppe ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das aromatische Polymer mit Sulfonsäuregruppe das Styrol-Divinylbenzol-Copolymer mit Sulfonsäuregruppe ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Styrol-Divinylbenzol-Copolymer mit Sulfonsäuregruppe Divinylbenzol in einer Menge von 1 bis 15 % aufweist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Styrol-Divinylbenzol-Copolymer mit Sulfonsäuregruppe Divinylbenzol in einer Menge von 10 bis 15 % aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das aromatische Polymer mit Sulfonsäuregruppe eine Teilchengröße im Bereich von 500 bis 1500 Mikrometer aufweist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das aromatische Polymer mit Sulfonsäuregruppe eine Teilchengröße im Bereich von 600 bis 850 Mikrometer aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Gewichtsverhältnis von Ionenaustauscherharz zu dem aus der Bisphenolherstellung erhaltenen Produkt im Bereich von 1:1 bis 1:5 liegt.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Gewichtsverhältnis von Ionenaustauscherharz zu dem aus der Bisphenolherstellung erhaltenen Produkt im Bereich von 1:1 bis 1:3 liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Isomerisierungsreaktion bei einer Temperatur im Bereich von 40 bis 120° C und bei Atmosphärendruck durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Isomerisierungsreaktion bei einer Temperatur im Bereich von 60 bis 80° C und bei Atmosphärendruck durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Isomerisierungsreaktion unter wässrigen Bedingungen mit einem Wassergehalt im Bereich von 0,01 bis 3,5 Gew.-% durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Isomerisierungsreaktion unter wässrigen Bedingungen mit einem Wassergehalt im Bereich von 0,05 bis 0,5 Gew.-% durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das aus der Bisphenolherstellung erhaltene Produkt die unerwünschten Produkte 4,4'-Isopropylidendiphenol und 2,4'-Isopropylidendiphenol enthält.