DE68906719T2

DE68906719T2 - Verfahren zur Gewinnung von hochreinem Bisphenol-A.

Info

Publication number: DE68906719T2
Application number: DE89105731T
Authority: DE
Inventors: Shigeru Iimuro; Takashi Kitamura; Yoshio Morimoto
Original assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1988-04-05
Filing date: 1989-03-31
Publication date: 1993-10-28
Anticipated expiration: 2009-04-01
Also published as: KR910006323B1; KR890015985A; US4931146A; EP0343349A1; EP0343349B1; CN1037891A; ES2054914T3; CA1311499C; DE68906719D1; CN1013366B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von hochreinem Bisphenol A. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur wirksamen und konstanten Entfernung von Phenol aus Bisphenol A durch ein spezielles Wasserdampf-Strippverfahren.
Bisphenol A wird als Ausgangsmaterial für Polycarbonat-Harze verwendet. Da im Bisphenol A enthaltenes Phenol als Verkappungsmittel für die endständigen Gruppen bei Polycarbonat- Harzen wirkt, ist es wünschenswert, Phenol vollständig aus Bisphenol A zu entfernen.
Eines der Verfahren zur Gewinnung von Bisphenol A besteht in der Umsetzung von Phenol mit Aceton in Gegenwart eines sauren Katalysators, der Entfernung von Katalysator, Wasser, nicht umgesetztem Aceton und einer kleinen Menge an Phenol aus dem Produktgemisch, dem Abkühlen des restlichen flüssigen Gemisches, um Bisphenol A als Addukt mit Phenol zu kristallisieren, dem Abtrennen des Addukts von der Mutterlauge und dem Entfernen des Phenols aus dem Addukt, um Bisphenol A zu erhalten.
Ein bekanntes Verfahren zur Entfernung von Phenol aus dem Addukt mit Bisphenol A umfaßt das Abdestillieren des Phenols unter vermindertem Druck. Phenol kann durch dieses Verfahren jedoch nicht vollständig entfernt werden. Dementsprechend ist es erforderlich, eine weitere Stufe, wie das Wasserdampf- Strippen, das in den japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 43937/1972 und Nr. 7186/1965 beschrieben ist, oder das Umkristallisieren aus einer heißen wäßrigen Lösung, das in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 88137/1982 beschrieben ist, anzuwenden.
Um Phenol großtechnisch durch Wasserdampf-Strippen zu entfernen, werden eine Füllkörperkolonne oder eine Naßwandkolonne verwendet, und das Phenol enthaltende Bisphenol A wird am oberen Ende eingeführt, während überhitzter Wasserdampf am unteren Ende zugeführt wird, um sie miteinander im Gegenstrom in Kontakt zu bringen.
Wenn eine Füllkörperkolonne verwendet wird, dann wird in der Kolonne ein entsprechend der Zunahme des Kolonnendurchmessers abgelenkter Strom erzeugt, und daher wird der Kontakt zwischen Gas und Flüssigkeit ungleichmäßig. Also verbleibt eine große Menge an Phenol in dem auf diese Weise erhaltenen Bisphenol A.
Da außerdem der Schmelzpunkt des Bisphenol A hoch ist und etwa 157ºC erreicht, besteht die Gefahr, daß Bisphenol A sich in der Füllkörperkolonne verfestigt und sie blockiert, selbst wenn die Füllkörperkolonne als Ganzes beheizt wird.
Wenn eine Naßwandkolonne verwendet wird, dann treten die vorstehend erwähnten Probleme nicht auf. Um jedoch die Durchsatzkapazität der Kolonne zu vergrößern, ist es erforderlich, den Durchmesser und die Länge der Kolonne zu erhöhen, da die Kontaktfläche zwischen Gas und Flüssigkeit klein ist.
Ferner besteht in beiden Fällen ein Bedarf an einer enormen Menge Wasserdampf, um das Phenol vollständig zu entfernen, und in diesen Fällen ist eine Nachbehandlung erforderlich. Die vorstehend erwähnten Methoden zur Entfernung von Phenol sind nicht wirtschaftlich.

Zusammenfassende Darstellung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Entfernung einer kleinen Menge an in Bisphenol A enthaltenem Phenol durch Wasserdampf-Strippen bereitzustellen, wobei Phenol wirksam entfernt werden kann und das Verfahren stabil durchgeführt werden kann.
Als Ergebnis unserer umfangreichen Untersuchungen haben wir festgestellt, daß die vorstehend genannte Aufgabe gelöst wird, indem man eine Mehrfachrohr-Füllkörperkolonne als Strippvorrichtung verwendet. Die Erfindung wurde auf der Grundlage dieses Befundes abgeschlossen.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Gewinnung von hochreinem Bisphenol A durch Entfernen des größten Teils des Phenols aus einem Addukt voll Bisphenol A mit Phenol und durch kontinuierliches Entfernen des restlichen Phenols durch Wasserdampfstrippen, wobei eine Mehrfachrohr-Füllkörperkolonne als Strippvorrichtung verwendet wird, bereitgestellt.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Das erfindungsgemäß zu behandelnde Addukt aus Bisphenol A mit Phenol kann durch Umsetzung von Phenol mit Aceton in Gegenwart eines sauren Katalysators, Entfernen von Katalysator, Wasser, nicht umgesetztem Aceton und einer kleinen Menge an Phenol aus dem Produktgemisch, Abkühlen des restlichen flüssigen Gemisches, um Bisphenol A als Addukt mit Phenol zu kristallisieren, Abtrennen des Addukts von der Mutterlauge und Entfernen von Phenol aus dem Addukt, um Bisphenol A zu erhalten, oder durch Auflösen von rohem Bisphenol A in Phenol, Abkühlen des erhaltenen flüssigen Gemisches, um ein Addukt von Bisphenol A mit Phenol zu kristallisieren, und Abtrennen des Addukts von der Mutterlauge erhalten werden.
Erfindungsgemäß kann das Entfernen des größten Teils des Phenols aus dem Addukt von Bisphenol A mit Phenol nach einer Reihe von bekannten Verfahren, wie Destillation, Extraktion, Wasserdampfstrippen und dergl. erfolgen. In dieser Stufe wird vorzugsweise Phenol aus dem Addukt in einem solchen Ausmaß entfernt, daß das Gewichtsverhältnis von Phenol zu Bisphenol A einen Wert von 0, 01:1 bis 0, 1:1 annimmt.
Bei der erfindungsgemäß zu verwendenden Mehrfachrohr-Füllkörperkolonne handelt es sich um eine Mehrfachrohr-Naßwandkolonne, deren Naßwand-Innenrohre mit Füllkörpern, wie Raschig- Ringen, gefüllt sind. Vorzugsweise kann jedes der Innenrohre von seiner Außenseite erhitzt werden. Der Innendurchmesser der Innenrohre kann gemäß der Durchsatzrate der Füllkörperkolonne variieren und liegt vorzugsweise im Bereich von 1,27 bis 12,7 cm (0,5 bis 5,0 Zoll) . Die Länge des Innenrohrs beträgt vorzugsweise 1 bis 10 Meter. Verschiedene Größen der Füllkörper können je nach Durchmesser des Rohrs, der Durchsatzrate und der Form der Füllkörper verwendet werden. Das Gewichtsverhältnis vön Wasserdampf zu Bisphenol A, die in die Mehrfachrohr-Füllkörperkolonne eingeführt werden, beträgt vorzugsweise 0,01:1 bis 1:1. Die optimalen Bedingungen für das Strippen in einer Mehrfachrohr-Füllkörperkolonne liegen im Bereich von 160 bis 200ºC hinsichtlich der Temperatur und im Bereich von 27.10² bis 540.10² Pa (20 bis 400 Torr) hinsichtlich des Drucks.

Beispiele

Die Erfindung wird mit Bezug auf die folgenden Beispiele näher erläutert.
In den Beispielen hat "%" die Bedeutung "Gew.-%", sofern nichts anderes angegeben ist.

Beispiel 1

Ein Produktgemisch wurde durch Kondensation von Phenol mit Aceton in Gegenwart von Salzsäure als Katalysator hergestellt. Das Produktgemisch bestand aus 59,3 % Phenol, 32 % Bisphenol A, 2 % Nebenprodukten, 4 % Wasser und 2,7 % Chlorwasserstoff.
Dieses Produktgemisch wurde in eine Kolonne zur Entfernung des Chlorwasserstoffs übergeführt. Die Kolonne wurde bei 9,33.10³ Pa (70 Torr) und einer Sumpftemperatur von 120ºC betrieben. Wasser, Salzsäure und eine kleine Menge Phenol wurden in dieser Kolonne entfernt.
Das im Sumpf der Kolonne erhaltene Produktgemisch wurde gekühlt. Ein Addukt aus Bisphenol A mit Phenol wurde bei 45ºC kristallisiert. Das kristallisierte Addukt wurde von der Mutterlauge unter Verwendung einer Abscheidevorrichtung abgetrennt.
Das abgetrennte Addukt wurde in die Kolonne zum Strippen des Phenols übergeführt. Die Kolonne wurde bei 50 Torr und einer Sumpftemperatur von 180ºC betrieben. Nach Entfernen des Phenols in der Kolonne betrug die Konzentration an Phenol im Bisphenol A im Sumpf 3 %.
Das Bisphenol A wurde dann in eine Strippkolonne mit einer Durchflußrate von 250 kg/Stunde übergeführt.
Bei der Strippkolonne handelte es sich um eine Mehrfachrohr- Füllkörperkolonne, die mit zehn Naßwandrohren ausgerüstet war, deren innerer Durchmesser 69 mm und deren Länge 6000 mm betrug. Diese Rohre waren mit Raschig-Ringen von 1,27 cm (0,5 Zoll) gefüllt. Die Strippkolonne wurde bei 10&sup4; Pa (75 Torr) und 190ºC betrieben.
Überhitzter Wasserdampf von 180ºC wurde in das zugeführte Bisphenol A in einem Verhältnis von 3 %, bezogen auf das zugeführte Bisphenol A, eingeblasen, und die Konzentration an Phenol in dem aus dem Sumpf der Kolonne entnommenen Bisphenol A betrug 0,001 %.

Vergleichsbeispiel 1

Bisphenol A wurde durch die in Beispiel 1 beschriebene Behandlung gewonnen, mit der Ausnahme der vorstehenden Stripp- Operation.
Bei der in diesem Vergleichsbeispiel verwendeten Strippkolonne handelte es sich um die gleiche Mehrfachrohr-Naßwandkolonne wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme, daß die Füllkörper aus der Mehrfachrohr-Füllkörperkolonne entfernt wurden. Die Stripp-Kolonne wurde bei 75 Torr und 190ºC betrieben.
Selbst wenn überhitzter Wasserdampf von 180ºC in das zugeführte Bisphenol A mit einem Verhältnis von 10 %, bezogen auf das zugeführte Bisphenol A, mit einer Durchflußrate von 250 kg/Stunde eingeblasen wurde, war die Konzentration an Phenol in dem aus dem Sumpf der Kolonne entnommenen Bisphenol A hoch und erreichte 0,010 %.

Vergleichsbeispiel 2

Bisphenol A wurde durch die in Beispiel 1 beschriebene Behandlung gewonnen, mit der Ausnahme der vorstehenden Stripp- Operation.
Bei der in diesem Vergleichsbeispiel verwendeten Stripp-Kolonne handelte es sich um eine Füllkörperkolonne mit einem Innendurchmesser von 211 mm und mit einer Länge von 6000 mm. Die Röhren waren mit Raschig-Ringen von 1,27 cm (0,5 Zoll) gefüllt. Die Strippkolonne wurde bei 10&sup4; Pa (75 Torr) und 190ºC betrieben.
Selbst wenn überhitzter Wasserdampf von 180ºC in das zugeführte Bisphenol A mit einem Verhältnis von 10 %, bezogen auf das zugeführte Bisphenol A, mit einer Durchflußrate von 250 kg/Stunde eingeblasen wurde, variierte die Konzentration an Phenol in dem aus dem Sumpf der Kolonne entnommenen Bisphenol A zwischen 0,020 und 0,040 %.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das restliche Phenol aus Bisphenol A konstant entfernt werden.
Außerdem ist das erfindungsgemäße Verfahren wirtschaftlich, da das restliche Phenol mit einer kleinen Menge an Dampf entfernt werden kann.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von hochreinem Bisphenol A durch Entfernen des größten Teils des Phenols aus einem Addukt von Bisphenol A mit Phenol und kontinuierliches Entfernen des Restphenols durch Wasserdampf-Strippen, wobei eine Mehrfachrohr-Füllkörperkolonne als Strippvorrichtung verwendet wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Mehrfachrohr-Füllkörperkolonne derart ist, daß jedes der Innenrohre von seiner Außenseite erhitzt werden kann.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die Bedingungen des Strippens in der Mehrfachrohr- Füllkörperkolonne eine Temperatur im Bereich von 160 bis 200ºC und einen Druck im Bereich von 27 x 10² bis 54 x 10³ Pa umfassen.

4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Gewichtsverhältnis von Wasserdampf zu Bisphenol A, die in die Mehrfachrohr-Füllkörperkolonne eingeführt werden, 0,01:1 bis 1:1 beträgt.