[发明专利]离子交换树脂核壳催化剂颗粒

说明书

本发明涉及催化剂，制备催化剂的方法，制备双酚化合物的方法，以及催化剂的用途。本发明的催化剂包含具有核和壳的颗粒，其中所述壳包含至少部分覆盖所述核的离子交换树脂，并且其中所述核的密度高于所述离子交换树脂的密度。

本发明涉及催化剂，制备催化剂的方法，制备双酚化合物的方法，以及催化剂的用途。具体而言，本发明涉及用于制备双酚化合物的催化剂。

确保反应物类实现最佳的物理接触可相当于化学反应器和催化剂的设计中最难的挑战。如果不适当地进行，非所需的副产物和大量未反应的反应物可能严重侵蚀系统的经济性。采用细调的催化剂可能使反应器设计和反应控制复杂化。

双酚一般可通过使苯酚与酮缩合获得。例如，双酚A(2,2'-双(4-羟苯基)丙烷，也被称为p,p-BPA或仅BPA)的工业生产涉及其中使过量苯酚和丙酮的混合物经过用二乙烯基苯交联的磺化聚苯乙烯离子交换树脂催化剂填充的圆柱形固定床反应器的过程。混合物流的方向可根据反应器设计的需要向下或向上。每种进料方向具有其自身的优点和缺点。但通常粘性反应混合物流是下流式。

当进料方向向下时，经过磺酸树脂催化剂床的压降是一个主要问题，限制了反应物和产物的通量，这最终限制了双酚A的生产。压降可例如由反应物和产物的粘度和密度、催化剂的颗粒尺寸和颗粒尺寸分布以及所用催化剂的压缩性引起。磺酸催化剂的压缩性似乎是与压降水平有关的一个重要因素。球形催化剂颗粒在压力下可被压缩/变形成各种非球形或两面凸的形状，并且使床空隙度损失，由此导致通量指数式减少。

例如，US-A-5 395 857描述了一种方法，其中在用大量磺酸离子交换树脂填充的圆柱形固定床反应器中由丙酮和苯酚工业生产双酚A中的压力损失可被极大地限制。这是通过使用两层催化剂床实现的，其中层中的至少一者包含展现2％或更小交联度的离子交换树脂催化剂。

有时，更期望或需要以上流模式进行反应。将期望上流式反应器以允许树脂床保持未压缩，而利用可能的选择性改进。如果可有效地以上流模式运行，由于经过反应器的压降被显著降低或消除，相对于下流式反应器中使用的，还将可能采用尺寸小得多的反应器来实现可比的通量和选择性改进。尽管如此，以上流模式运行具有其他的缺点。这些缺点中的一个是催化剂床不稳定，并且上流运行导致明显的返混/流化。具体而言，催化剂颗粒具有在垂直方向上移动、流化和/或混合的趋势。

WO-A-97/34688描述了一种用于生产双酚A的上流式反应器系统，其中催化剂是固定于反应器床中的离子交换树脂催化剂。反应器还包括相对于催化剂随机定向的反应器填料。

GB1401843公开了一种催化过程，其中反应混合物的温度达到120℃或更高，催化剂包含具有高热稳定性的惰性聚合物核的接枝共聚物和包括显示催化能力的基团的热稳定性低的聚合物层，该层被接枝于核上并且以壳的形式围绕核。

Qiao,LiGan,NingHu,FutaoWang,DeLan,HangzhenLi,TianhuaWang,Hongfei.(2014).Magnetic nanospheres with a molecularly imprinted shell forthe preconcentration of diethylstilbestrol.Microchimica Acta.181.1341-1351.10.1007/s00604-014-1257-y.Qiao等人公开了制备用于预先富集二乙基己烯雌酚(DES)中的用表面印迹的聚合物涂布的磁性纳米颗粒。本领域仍需要改进催化剂，特别是用于上流式反应器中。

本发明的目的在于解决这一需要并且克服或至少减少现有技术的一个或多个缺点。

另一个目的在于提供高度适合用于上流式反应器、并且特别是具有均匀流动分布的催化剂。

又一个目的在于改进催化剂床稳定性，使反应器中的返混减到最少或没有返混。

又一个目的在于提供使反应器中运行空间速度延长的催化剂。