[发明专利]一种双酚F的制备方法

说明书

本发明公开了一种双酚F的制备方法，包括如下内容：固定床管式反应器沿轴向设置隔板将反应器分为三部分，隔板两侧为上进料段和出料段，隔板下方为下进料段；苯酚水溶液和甲醛水溶液作为进料I自上进料段的原料入口进入反应器，苯酚水溶液和氮气作为进料Ⅱ自下进料段的原料入口进入反应器，进料I在反应器中部的催化剂床层进行缩合反应，反应后的物料与自下而上的进料Ⅱ混合，进一步反应，反应产物自出料段的出料口排出，然后经分离、提纯后，得到双酚F。该方法以苯酚和甲醛为原料，反应器采用中间带隔板的固定床管式反应器，进料方式采用上、下同时进料的方式。本发明方法流程简单，效率高，条件温和且催化剂活性稳定并能够长周期运转。

技术领域

本发明涉及一种双酚F制备方法，尤其是以苯酚和甲醛为原料制备双酚F的方法。

背景技术

双酚F，又名双-（羟基苯基）甲烷，分子式C13H12O2，熔点160℃，紫外线可引起变色，为白色叶状晶体。是一种合成材料用单体，主要用于合成环氧树脂，还可用于合成聚碳酸酯树脂、聚酯树脂和酚酫树脂、阻燃剂、抗氧剂和表面活性剂等。环氧树脂是高性能复合材料的基体材料，种类繁多，性能优良，具有良好的粘附力、绝缘性、化学稳定性和热稳定性，并且固化操作方便，使用用途极为广泛。目前，常见的环氧树脂主要有缩水甘油醚类树脂——双酚A型环氧树脂。双酚A型环氧树脂作为成熟产品在国际上开发较早，在我国产量也很大，约占我国环氧树用量的70%，左右，因其适用性广而常作为通用环氧树脂。但该树脂室温黏度偏大，使用中需添加稀释剂，固化时间长，固化温度高，产生的挥发分对环境有很大的污染。

而结构相似的双酚F环氧树脂作为新型环氧树脂不但具备双酚A环氧树脂的大部分优良特性，重要的是室温黏度只有双酚A树脂的1/4～1/7，而且在使用中不需要添加剂来降低黏度，可低温固化，拓展了使用范围，同时发现其力学性能远远优于双酚A环氧树脂。使这种高分子材料越来越受到军工、大型船舶行业和风电行业的重视，作为新型合成材料，目前国内基本处于研究阶段，工业化技术还有待开发，具有广泛的应用前景和很大的市场潜力。

双酚F的合成方法一般采用酸催化苯酚和甲醛经缩合反应生成双酚F，通常采用的酸催化剂为硫酸或磷酸，存在着设备腐蚀严重，分离困难，有大量无机废水产生等问题；近年来，也有采用离子液体，改性树脂，改性沸石等作催化剂合成双酚F的方法，但都存在着双酚F产率低或选择性差等问题。目前，双酚F的合成工艺主要以间歇式釜式工艺为主，生产效率较低，能耗较高，不适于大规模的工业生产过程。

CN104326878A公开了一种硝酸加速磷酸催化合成双酚F的方法，该方法使用硝酸和磷酸作为催化剂，并使用一种有机溶剂参与到合成反应中，存在着腐蚀、污染和分离困难的问题。CN102584541A公开了一种用1-烷基-3-甲基咪唑类酸性离子液体制备双酚F的方法，该方法使用离子液体催化剂，虽没有腐蚀、污染等问题，但催化剂需回收利用，能耗较高，且催化剂寿命短，使用后期产品收率低。JP11269113公开了以沸石分子筛为催化剂合成双酚F的方法；CN 101987812A公开了一种以介孔分子筛类为催化剂合成双酚 F的方法，此类方法产物分离和催化剂回收比较容易，但酚醛比和反应温度较高，反应难于控制，副反应较多。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种双酚F的制备方法。该方法以苯酚和甲醛为原料，反应器采用中间带隔板的固定床管式反应器，进料方式采用上、下同时进料的方式。本发明方法流程简单，效率高，条件温和且催化剂活性稳定并能够长周期运转。

本发明的双酚F的制备方法，包括如下内容：固定床管式反应器沿轴向设置隔板将反应器分为三部分，隔板两侧为上进料段和出料段，隔板下方为下进料段；苯酚水溶液和甲醛水溶液作为进料I自上进料段的原料入口进入反应器，苯酚水溶液和氮气作为进料Ⅱ自下进料段的原料入口进入反应器，进料I在反应器中部的催化剂床层进行缩合反应，反应后的物料与自下而上的进料Ⅱ混合，进一步反应，反应产物自出料段的出料口排出，然后经分离、提纯后，得到双酚F。

本发明方法中，所述的隔板长度为反应器长度的1/2～2/3，隔板顶部及隔板的两个侧边与反应器器壁密闭连接。