[发明专利]一种充分利用双酚A缩合反应催化剂的方法及装置

说明书

本发明公开了一种充分利用双酚A缩合反应催化剂的方法，包括将缩合反应器数台并联使用；在缩合反应用催化剂活性下降满足不了生产设定值后，将N‑1个缩合化反应器进行退料、置换并卸出催化剂，装入新的改性的磺酸型强酸性阳离子交换树脂催化剂。同时，将所用的异构化反应器进行退料、置换并卸出催化剂，装入新的改性的磺酸型强酸性阳离子交换树脂催化剂，和N‑1切换至用于生产双酚A的缩合反应单元。采用本发明的技术方案的最大优点在于双酚A生产工艺中用于缩合反应的旧催化剂能够继续用于异构化反应，使催化剂得到再次利用，节约了催化剂成本，环境友好，减少操作步骤，降低风险。

技术领域

本发明涉及双酚A生产技术领域，具体涉及一种充分利用双酚A缩合反应催化剂的方法及装置。

背景技术

双酚A(简称为BPA)是由两分子苯酚和一分子丙酮，在酸性催化剂存在下缩合而成的一种重要的有机化工原料，目前主流的催化剂是磺酸型强酸性离子交换树脂。这种催化剂降低了对设备的腐蚀，反应物质极易分离，系统可靠性大为提高，可以获得高品质双酚A产品。

使用酯交换法合成双酚A时，选择性较高，产物杂质较少，但丙酮转化率不高。为了提高催化剂活性，可将催化剂进行改性，通常采用的方法是通过浸渍含有硫醇基团的化合物，使磺酸型离子交换树脂上担载硫醇基团。

在双酚A生产工艺中，系统中会积累副产物异丙基苯酚，专利CN101370761A中记载，为了避免在反应体系内蓄积同分异构体或高沸点杂质，会抽出母液的一部分，进行加碱裂解处理，异丙基苯酚即为该处理过程中生成的副产物。该物质会促使反应步骤中作为助催化剂的氨基硫醇化合物脱氢变性，失去其效果，从而使担载氨基硫醇的磺酸型离子交换树脂催化剂中毒导致催化活性和选择性降低。这就需要定期更换缩合反应器中的催化剂。专利CN104379546A公开了一种双酚A的制备方法，将反应后经过浓缩的浓缩液晶析后进行固液分离，其中母液中的至少一部分进行异构化处理，目的是将缩合反应的部分副产物转化为双酚A，提高系统的双酚A收率。

现有技术中双酚A缩合反应后的催化剂在长时间使用后会发生活性和选择性降低就必须进行更换，失活催化剂在从缩合反应器中退出后只能做为危废物要进行环保化处理，既增加成本又不环境友好。装置所用原料为有毒有害，因此，每次退料置换、催化剂卸出等操作，都对环境和人员有一定的风险性。因此，减少退料的次数、提高催化剂的再利用率以及利用时限具有较好的实践意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种充分利用制备双酚A缩合反应催化剂的方法及装置。活性和选择性降低的缩合反应催化剂无需从缩合反应器卸出，该反应器无需退料，直接切换到双酚A生产工艺中的异构化单元，用于异构化反应。该方法使失活的苯酚-丙酮缩合反应的催化剂得到进一步利用，达到高效的充分利用催化剂的目的，提高催化剂的使用效率，节约资源，同时减少人工，降低风险。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案是：

一种充分利用制备双酚A缩合反应催化剂的方法，包括以下步骤：

工序(1)：在改性的磺酸型强酸性阳离子交换树脂催化剂作用下，使苯酚和丙酮在数台并联的反应器内进行缩合反应生成双酚A，得到双酚A加合物与原料及少量副产物杂质混合液，并将混合液浓缩、结晶固液分离，分离出双酚A加合物和母液，进入后续处理单元。

缩合反应催化剂为改性的磺酸型强酸性离子交换树脂，改性物为含有能与磺酸基化合物结合的硫醇类官能团的化合物，例如但不限于氨基烷基硫醇或吡啶基烷基硫醇等。

工序(2)：将工序(1)得到的母液中至少一部分进行异构化反应，以提高双酚A的收率。异构化反应催化剂同样为磺酸型强酸性离子交换树脂，但无需对磺酸型强酸性离子交换树脂进行负载改性。改性的磺酸型强酸性阳离子交换树脂催化剂也可用于异构化反应，因此本工艺中缩合反应催化剂也可用于异构化反应。