[其他]离子法制备聚碳酸酯级双酚A方法

说明书

本发明是涉及双酚A的制备方法，更确切地说涉及离子交换树脂法制备聚碳酸酯级双酚A的方法。

众所周知，工业上制备主要有硫酸法、盐酸法和离子交换树脂法。离子法与其它二者比较有许多优点：催化剂易与反应物分离，且可重复多次使用;反应选择性好，因而可以减少原料消耗，降低成本;反应物系内没有腐蚀性介质存在，所用设备无需进行防腐处理，三废少。已知技术（B.P.883391）所述过程除具有上述优点外，采用夹套式不锈钢等温反应塔，塔内填充有磺化交联聚苯乙烯树脂催化剂，连续进行苯酚和丙酮的缩合反应。该法温度容易控制，但是等温反应塔消耗能量大，加工困难，由于采用苯酚多次提纯双酚A苯酚加合物，然后经真空加热脱苯酚，釜底熔融物为最终产品双酚A，双酚A釜内停留时间长易分解，颜色变深，使产品质量不高，尚未达到聚碳级水平。

本发明的任务是提供一种离子法制双酚A采用绝热连续缩合反应。蒸馏分凝、溶剂重结晶精制，母液回收残渣中双酚A的新工艺过程的改进方法，可制备先进质量的聚碳酸酯级双酚A。

本发明以特制的巯基改性阳离子交换树脂为催化剂，苯酚和丙酮在固定床绝热反应器中进行连续缩合反应，经浓缩结晶制取双酚A-苯酚粗加合物，继之，蒸发脱酚，蒸馏分凝，甲苯重结晶制取高纯度聚碳酸酯级双酚A。用分离粗加合物的母液回收残渣中的双酚A。

本发明采用的固定床绝热反应器，材质为不锈钢，内填充有特制的（SHTZQSYSZ牌号）苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂，其高度为3700毫米，反应器的直径和高度为100×4000毫米，设备外部有隔热保护层，适宜的工艺条件为：苯酚与丙酮的摩尔比为6～20∶1，（最佳为8～14∶1）。床层反应温度为70～95℃，（最佳为80～90℃）。物料流量为8～54千克/小时（即停留时间为95～14分钟），流量根据生产产量的需要调节。丙酮的转化率为50～90%。

反应物经浓缩结晶制得双酚A-苯酚加合物，蒸发脱去苯酚，继之使粗双酚A在带有循环热油夹套的蒸发器内加热，搅拌下，内温控制在200～250℃（最佳温度为210～230℃），真空余压为133.3～666.5帕（1～5mmHg），蒸馏分凝双酚A，收集160～180℃馏份的4，4′-双酚A，继之用芳烃类溶剂如苯、甲苯、二甲苯重结晶，以甲苯最佳。双酚A与甲苯的重量比例为1∶4～8（最佳为1∶4～6）。结果单程蒸馏收率为97%，单程重结晶收率为98%。

残渣中的双酚A用分离粗加合物的母液回收，基于母液中有大量苯酚存在，母液中的苯酚与残渣中的双酚A生成加合物，从而回收了残渣中的双酚A。回收双酚A控制条件为：残渣溶解温度50～90℃，残渣与母液的重量比为1∶3～8，常压，冷却结晶温度45～55℃，双酚A回收率达92%～100%。

本发明的主要生产过程用方框示意图1表示。

在具体的装置中，由苯酚、丙酮和部分母液组成的料液1预热后连续供入固定床绝热反应器A，反应物液流2连续引出，送入蒸发浓缩器B，蒸发馏出液流3进行酚、酮、水回收，得到的苯酚、丙酮用于反应器，浓缩液流4送入结晶分离器C，过滤母液5大部分回用于缩合反应，小部分用于残渣回收剂。滤饼6（双酚A苯酚粗加合物）送入熔融器D熔融，脱酚器E蒸发馏出液8系苯酚可回收使用，釜底液7送入双酚A蒸发器F，经蒸馏分凝，底部残渣11送至残渣回收工段，馏出分凝液流9系少量双酚A及异构副产物送至残渣回收工段，馏出分凝液10双酚A组份送入溶剂重结晶分离器G，滤液12送入甲苯塔I，馏出液13甲苯可回收用于重结晶，塔底残渣14送至残渣回收工段，滤饼15送入干燥器H干燥，制得高纯度聚合级的双酚A成品16。

残渣回收工段装置中，上述料液残渣9，11，14汇至残渣溶介器J，引入部分过滤母液5作残渣回收溶剂，残渣溶解液17送经冷却结晶过滤器K，滤饼18系回收得到的双酚A苯酚粗加合物并入熔融器D，滤液19回至残渣溶介器J循环作溶剂，当滤液19粘稠、颜色很深时，停止循环回用，蒸出苯酚后，釜残至焚烧。