[其他]双酚A的完全纯化

说明书

公开了通过以下方法经济地生产高质量的双酚A产物的方法和相关的设备：利用一种新的交叉流动洗涤设计完成多段结晶处理，借此将高产纯度的洗涤苯酚物流供给每一个洗涤段，所述设计还任选结合改型的物流流动/循环设计，这种设计避免了在其它情况下处理增大体积的洗涤苯酚所预期的副产物增加和产率损失。

发明领域

P，P’-双酚A(BPA)是一种用于制备聚碳酸酯和环氧树脂的工业上重要的化合物。由于对终产品的光学清晰度和颜色的严格要求，聚碳酸酯的应用特别要求高纯度的BPA。因此，本领域技术人员不断地努力以经济有效的加工路线改善双酚A的产品质量。本发明涉及一种新的通过加合物结晶而纯化双酚A的加工路线。

发明背景

为了理解本发明，首先必需理解有关BPA的现有技术，包括美国专利4,950,805(Iimuro等人)和5,345,000(Moriya等人)，本文引用这些专利作为参考。

BPA是通过两摩尔的苯酚与一摩尔的丙酮在酸性条件下缩合而形成的。所述反应可以在强均质酸如盐酸、硫酸或甲苯磺酸存在下，或在多相酸催化剂如在磺化离子交换树脂存在下发生。所述反应可以在存在或不存在硫醇类助催化剂如硫醇的情况下反生，所述助催化剂可以均匀地处在反应混合物中或固定在多相催化剂上。使用化学计量的过量的苯酚改善对高度期望的p，p′-BPA异构体的选择性。因此粗反应流出物流不仅含有未消耗的苯酚、得自缩合反应的p，p′-BPA和水副产物，还含有不希望的BPA异构体和诸如o，p-BPA异构体、三苯酚、共二聚体、螺茚满和有色杂质的杂质以及未反应的丙酮、均相催化剂和硫醇类助催化剂。生产BPA的技术人员认识到不管是什么样的丙酮和苯酚反应生产BPA的方法，都需要纯化粗反应流出物流以获得用于制备聚碳酸酯和其它工程热塑塑料的BPA产物。

双酚A纯化的常规实施一般可以参考图1所述。

进入反应(1)的丙酮原料是补充丙酮(21)或补充丙酮与从蒸馏系统(2)下游回收的未反应的再循环丙酮(23)的组合。进入反应的苯酚原料由来自蒸馏区(2)下游的蒸馏的苯酚(22)或作为来自固体/液体分离器(4)的液体分离或洗涤产物产生的再循环苯酚(24)组成，且一般包含大量的杂质和BPA或这两种物流的组合。在某些情况下，物流(22)可以与丙酮再循环物流23组合。将反应系统流出物(25)送至蒸馏系统(2)，该蒸馏系统回收未反应的丙酮(23)、苯酚(22)和废物流，如缩合反应的废水(40)。这些较轻的馏分从反应器流出物物流分离形成仍包含大量的苯酚的浓BPA物流(26)。

在广泛实施的加合结晶技术中，例如在美国专利4,927,978、美国专利4,950,805和美国专利5,345,000中，充分地冷却浓BPA和苯酚物流生产结晶加合物，该加合物包含一分子的苯酚和一分子的目标p，p′-BPA异构体。这种结晶是一种较有效的从所述物流所含的其它异构体和杂质中纯化p，p′-BPA的方法。根据纯化要求和经济考虑，所述结晶可以以选择数量的多级进行，其中每一级生产纯度大大升高的加合物结晶体。每一级结晶可以由单一结晶器或多个串连的结晶器组成。每一级优选的结晶器的数量为1-3个。结晶的级数可以是大于或等于2的任何数。为了例证的目的，在图1中显示了三级结晶(3、5和7)。将来自第一结晶段(3)的流出物(27)送至固体-固体分离装置(4)。这些装置可以使用本领域技术人员已知的硬件如过滤器或离心机。所有这些系统的关键特征是首先分离液体本体以生产固体结晶饼和母液(滤液/离心滤液)物流，然后洗涤该饼以除去杂质。一般用苯酚进行这种洗涤，而最终产物质量主要取决于洗涤剂的纯度。在不向BPA-酚加合物结晶中引入新的杂质的程度上来说，苯酚是一种有用的洗涤剂。

固体-固体分离装置(4、6和8)生产加合物物流(分别为35、36、37)和一种或多种含有废清洗剂和/或滤液/离心滤液(如28、33、34、54、53)的某种混合物的液体物流。为了加合物溶解、结晶体回收和增加结晶体与原料流动，本领域技术人员一般再循环每一种母液的某些或全部，并将来自某一分离步骤的流出物物流洗涤，回至前述的结晶步骤(如33、34)。