[发明专利]双酚－A装置收率增强

说明书

发明领域

本发明涉及制造双酚-A(BPA)的综合方法的收率的改进。BPA是用于制造聚碳酸酯、其它工程热塑性材料和环氧树脂的商业上重要的化合物。聚碳酸酯应用由于在最终应用中对光学透明度和颜色的严格要求而特别需要高纯BPA。相应地，本领域技术人员一直力求改进双酚-A在经济有效工艺路线中的产品质量。本发明涉及以改进的收率制造高纯BPA的新型工艺路线。

发明背景

在美国专利No.4,950,805(Iimuro等人)、美国专利No.5,345,000(Moriya等人)和美国专利No.6,806,394(Evitt等人)中描述了现有技术的BPA及其制造，这些专利经此引用并入本文。

BPA在商业上通过丙酮和苯酚在酸催化剂上的缩合来制造，实际上，BPA生产是苯酚的最大消耗者。目前，苯酚的最常见生产途径包括三步法，其中第一步包括用丙烯将苯烷基化以产生枯烯，然后将枯烯氧化成相应的氢过氧化物，然后使氢过氧化物裂解产生等摩尔量的苯酚和丙酮。

每制造1摩尔BPA，消耗2摩尔苯酚和1摩尔丙酮。根据本发明，提供一种综合方法，其中所需苯酚一部分由枯烯制成，一部分通过重质物裂化阶段制成，经济地改进整个工艺的收率。

在通过目前程序制造BPA时，包含一些苯酚、BPA和BPA副产物的残渣被丢弃，通常用作燃料组分。在本综合方法中，将典型的BPA副产物残渣废料(losses)转化成苯酚，该苯酚再循环并用在与丙酮的反应中以降低BPA生产中苯酚的总消耗量。

发明概述

一方面，本发明是改进的制造BPA的方法，包括：

(1)在反应区中使苯和C₃烷基化剂，例如丙烯、异丙醇或丙基氯在烷基化条件下与烷基化催化剂接触以制造包含枯烯的烷基化流出物；

(2)将来自步骤(1)的枯烯氧化产生相应的氢过氧化物；

(3)使来自步骤(2)的氢过氧化物裂解产生包含苯酚和丙酮的产物；

(4)使丙酮与化学计算过量的苯酚在酸性条件下，可能在助催化剂或促进剂，例如硫醇化合物存在下反应以形成包含粗制双酚-A产物、未反应的苯酚、可能的未反应丙酮、可能的助催化剂或促进剂、缩合水和其它反应副产物的反应产品流；

(5)在单阶段或多阶段中蒸馏来自步骤(4)的反应产品流以馏出挥发的未反应苯酚流、可能的未反应丙酮流、可能的含步骤(4)中可能存在的助催化剂或促进剂的物流，和缩合水，同时将基本由苯酚构成的所得浓缩BPA酚进料流(其中双酚A和副产物已经浓缩)向下游送往BPA-苯酚加合物结晶和提纯步骤，所述提纯步骤包括一个或多个固-液分离和洗涤步骤；

(6)通过浓缩BPA苯酚进料流在所述结晶、固-液分离和洗涤步骤中结晶来制造BPA-苯酚加合物晶体，其中通过链烷烃或含有4至6个碳的烃，例如戊烷的混合物的气化为所述结晶提供冷却；

(7)通过固-液分离，例如通过离心或过滤来分离BPA-苯酚加合物晶体，并将其在一个或多个阶段中用可能包括至少一部分从步骤(5)中回收的挥发的未反应苯酚流的苯酚洗液流或来自随后的结晶、固-液分离和洗涤步骤的废洗液或母液洗涤以制造最终洗过的BPA-酚加合物、最终废洗液和最终母液；

(8)在反应器中用碱性或酸性裂化催化剂，例如苛性碱或氯化铝使包含至少一部分，例如大约0.5至大约20重量％，优选大约1至大约10重量％，更优选大约2至大约7重量％步骤(7)的所述最终母液的物流裂化，其中对裂化条件进行选择以回收产物，该产物包含所述最终母液流的所述部分的大约60至大约90重量％的纯度大约95至大约100重量％的苯酚，和所述裂化流的大约10至大约40重量％的重质残渣副产物；和

(9)回收步骤(8)的苯酚产物并进料到步骤(4)和/或步骤(7)中。

重要的是，裂化步骤(8)可以在蒸馏之前，在蒸馏之后，或在蒸馏系统内，例如在蒸馏塔底中，只要如本文详述的那样具体选择裂化条件以提供所需结果。此外，步骤(8)的重质残渣副产物包含少于大约40重量％，优选大约0.01至大约30重量％，更优选大约1至大约12重量％的苯酚以易于加工。步骤(8)中所用的酸性裂化催化剂的非限制性实例包括盐酸、硫酸、氯化铝、氯化锆和硫酸锆。

方便地，步骤(1)中的C₃烷基化剂包含丙烯或异丙醇。