[发明专利]制备双酚-A的方法

说明书

背景

本公开内容总的涉及形成双酚-A的方法，如纯化由2，2-双(4-羟基苯基)丙烷(也称作双酚-A、BPA、对，对-BPA、或对，对-BPA)的合成产生的废物流的方法。例如，本公开内容的一种实施方式涉及从杂质(如苯并二氢吡喃1.5)制备双酚-A的方法。也包括通过这些方法形成的各种分离的、转化的、或纯化的产物。

双酚-A可用作制备某些聚碳酸酯、环氧化物、苯氧基物质、聚砜、和聚酯树脂的中间体。双酚-A本身可由商业制备，这是通过苯酚与丙酮在酸催化剂以及作为反应加速剂的助催化剂(例如，硫醇)存在的情况下的缩合反应制备的。通常的方法包括使用呈游离酸形式的磺化阳离子交换树脂，所述苯酚与丙酮的混合物运行通过该树脂。然后可以纯化得到的产物流，得到双酚-A以及包含各种副产物和杂质的母液。蒸馏母液以减少水。然后将新鲜的苯酚、丙酮、和助催化加入到母液中，并将其再次进料到磺化的阳离子交换树脂中。

母液中的这些杂质之一是苯并二氢吡喃1.5，也称作4-(2，4，4-三甲基-苯并二氢吡喃-2-基)-苯酚或2，4，4-三甲基-2-(4-羟基苯基)苯并二氢吡喃。根据条件，苯并二氢吡喃1.5可以以0.8wt％至1.5wt％的浓度制备。苯并二氢吡喃1.5的化学结构式如下所示：

苯并二氢吡喃1.5

可以进一步加工所述母液以增加反应的总收率。例如，可以将母液送入焦油裂化器单元以使所述杂质裂化形成苯酚和其它轻质或重质分子。然后可以使苯酚与重质分子(经蒸馏)分离，并使苯酚循环进入双酚-A生产线。轻质分子仍与苯酚留在一起，也使其循环进入双酚-A生产线。

然而，由于苯并二氢吡喃1.5与苯酚共馏(co-distill)，因此其难以通过蒸馏来移除。尽管在苯酚中的存在量为0.1wt％至6wt％的低量，但已经发现苯并二氢吡喃1.5的存在会降低在苯酚-丙酮缩合法中所使用的酸催化剂的寿命和选择性。此外，苯并二氢吡喃1.5在高温具有成色倾向，因此其存在不适用于从双酚-A制备聚碳酸酯(其可能需为透明和澄清的)。

期望移除或转化杂质(如苯并二氢吡喃1.5)以改善酸催化体系的性能、延长催化剂的寿命、改善得到的双酚-A的品质、和/或通过改善原料的利用率来提高收率(即减少需要废弃的废物的量)。

发明内容

在各种实施方式中，披露了制备双酚-A的方法、纯化双酚-A废物流或清除物流(purge stream)的方法、和/或将杂质转化为双酚-A的方法。还包括通过这些方法形成的各种分离的、转化的、或纯化的产物。

在实施方式中，制备2，2-双(4-羟基苯基)丙烷(对，对-BPA)的方法包括：

提供包括苯酚和2，4，4-三甲基-2-(4-羟基苯基)苯并二氢吡喃(苯并二氢吡喃1.5)的液流；和

将所述液流在约45℃至约100℃的温度进料到酸性离子交换树脂以制备包含对，对-BPA的流出物流，所述酸性离子交换树脂的交联度大于2％(包括大于4％)并优选小于约20％。

苯并二氢吡喃1.5可以占所述液流的约0.1wt％至约6wt％。

在一些实施方式中，所述液流可以进一步包括硫醇，其选自3-巯基丙酸、乙烯硫醇、丙烷硫醇、脂族硫醇、和芳族硫醇。

在其它实施方式中，所述酸性离子交换树脂的交联度可以为6％至10％。

在进一步的实施方式中，所述酸性离子交换树脂可以是选自下列的树脂：磺化苯乙烯二乙烯基苯树脂、磺化苯乙烯树脂、酚醛磺酸树脂、和苯-甲醛磺酸树脂。

此外，所述离子交换树脂可以包含磺酸基团。

再在其它实施方式中，所述温度可以为约53℃至约93℃。所述温度可以为约80℃至约95℃。

液流在离子交换树脂中的重时空速(weight hourly space velocity)WHSV可以为0hr^-1至约20hr^-1。在其它实施方式中，所述WHSV可以为约0.5hr^-1至约5hr^-1。

所述流出物流可以包括约1wt％至约12wt％的对，对-PBA。

在进一步的实施方式中，将2，4，4-三甲基-2-(4-羟基苯基)苯并二氢吡喃(苯并二氢吡喃1.5)转化为2，2-双(4-羟基苯基)丙烷(对，对-BPA)的方法包括：

提供包括苯酚和苯并二氢吡喃1.5的液流；和

将所述液流在约45℃至约100℃的温度进料到酸性离子交换树脂以将至少50wt％的苯并二氢吡喃1.5转化为对，对-BPA。

所述酸性离子交换树脂的交联度可以大于2％或为8％。