用于连续制造双酚A的方法技术

在一个实施方式中，用于连续制造双酚A的方法包括使苯酚和丙酮在酸性催化剂存在下反应以形成包含双酚A和苯酚的产物混合物；将产物混合物引导至包括结晶容器和用于冷却产物混合物的热交换器的结晶单元；以及在所述结晶单元中使双酚A‑苯酚加合物晶体从所述产物混合物中结晶以形成晶体的悬浮液；其中通过热交换器的双酚A的生产速率为每小时每m的热交换表面小于或等于18kg双酚A。

Method for continuous production of bisphenol A

In one embodiment, methods for continuous production of bisphenol A include reacting phenol and acetone in the presence of an acid catalyst to form a product mixture containing bisphenol A and phenol; guiding the product mixture to a crystallization unit comprising a crystallization container and a heat exchanger for cooling the product mixture; and removing the crystal of the bisphenol A phenol adduct from the crystallization unit. The product mixture is crystallized to form a crystal suspension; the production rate of bisphenol A through the heat exchanger is less than or equal to 18 kg bisphenol A on the heat exchange surface per hour per M.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于连续制造双酚A的方法相关申请的交叉引证本申请要求2016年7月22日提交的欧洲申请号16180767.2的权益。相关申请通过引证以其整体并入本文中。
技术介绍
双酚A在商业上通过丙酮和两当量的苯酚在催化剂诸如离子交换树脂(IER)存在下的缩合反应生产。双酚A是高产量化合物，其中全世界估计的年产量超过2百万吨。对这种化合物的需求主要由于它在许多高商品材料诸如环氧树脂和聚碳酸酯的生产中用作单体。为了将形成的双酚A从产物混合物中分离，通常在结晶单元中进行结晶步骤。然而，为了减少经常发生的结垢积聚(foulingbuildup)，结晶单元经受频繁的停机(shutdown)。因此，期望减少或消除这种停机的用于生产双酚A的改进方法。US2004/0030195公开了用于制备双酚和苯酚的加合物的晶体的方法。
技术实现思路
本文中公开了一种生产双酚A的方法。在一个实施方式中，用于连续制造双酚A的方法包括使苯酚(酚，phenol)和丙酮在酸性催化剂存在下反应以形成包含双酚A和苯酚的产物混合物；将产物混合物引导至包括结晶容器(结晶罐，crystallizationvessel)和用于冷却产物混合物的热交换器的结晶单元；以及在所述结晶单元中使双酚A-苯酚加合物晶体(bisphenolA-phenoladductcrystal)从所述产物混合物中结晶以形成晶体的悬浮液(悬浮物，suspension)；其中通过热交换器的双酚A的生产速率(生产率，productionrate)为每小时每m2的热交换表面(热交换面，heatexchangingsurface)小于或等于18kg双酚A。通过下面的附图和详细描述，对上面描述的和其他的特征进行例证。附图说明现在参考附图，这些附图是示例性的非限制性实施方式，并且其中相同的要素编号相同。一些附图说明了实例，这些实例并非意图将根据本公开内容制造的装置限制于本文中所陈述的材料、条件或工艺参数。图1是双酚A生产设施的实施方式的图解；图2是结晶单元的实施方式的图解；图3是结晶单元的实施方式的图解；以及图4-7是实施例6-9的温差和生产速率与时间的图解说明。具体实施方式双酚A(BPA)生产设备可以包括结晶单元，该结晶单元包括结晶容器和热交换器，该热交换器可以促进形成的双酚A从反应物和杂质两者中分离。可以在热交换器中移除的热量取决于热交换表面积、总传热系数和温差(温度差，temperaturedifferential)。如本文中使用的术语“温差”是指在离开热交换器的冷却的双酚A流(cooledbisphenolAstream)与进入热交换器的冷却入口流(冷却进料流，coolinginletstream)之间的温度差，并且当存在多于一个串联(连续，顺序，inseries)运行的热交换器时，该术语指的是在离开串联的最后的热交换器的冷却的双酚A流与进入串联的第一个热交换器的冷却入口流之间的温度差；其中应理解双酚A流和冷却流彼此不物理接触。当设备生产速率增加时，温差增加以便移除更多的热量，这可以导致结垢增加。由于热交换器中的热交换表面积是恒定的，增加移除的热量的最简单方法是降低进入的冷却水的温度，这导致温差增加。随着结垢增加，通过结晶单元的循环流减少，并且总传热系数降低。在一定的温差，例如10摄氏度(℃)下，需要停止结晶过程，使得可以分别通过结垢的晶体的汽蒸(steaming)和熔化来清洁热交换器和结晶容器中的一个或两个。停止生产过程以清洁热交换器可以导致双酚A的生产损失超过一吨，并且停止生产过程以清洁结晶容器可以导致双酚A的生产损失超过80吨，因为结晶容器清洁通常耗费一整天。因此，停止结晶过程导致在停止时间期间双酚A生产中，尤其是在经历高结垢的设备中昂贵的损失。例如，运行各自具有两个热交换器的两个结晶线的设备可以在一天的过程中经历约20次的各种热交换器的蒸汽排出(蒸汽吹出，蒸汽输出，steamout)以及结晶容器的每月清洗(即，每年24次)。出乎意料地发现，由结垢增加引起的温差的增加直接取决于双酚A的产生速率。如本文中使用的术语“生产速率”是指单位热交换面积随时间生产的双酚A的量，例如每小时每平方米的双酚A的千克数(kg双酚A/m2h)。进一步出乎意料地发现，如果双酚A生产设备以小于或等于18kg双酚A/m2h的生产速率运行，则该过程可以没有结垢，并且可以最小化或甚至消除增加的温差。换句话说，可以实施该方法，而无需停机以清洁热交换器或结晶容器中的结垢积聚。出乎意料地发现了导致几乎没有结垢的用于连续制造双酚A的方法，该方法包括使苯酚和丙酮在酸性催化剂存在下反应以形成包含双酚A和苯酚的产物混合物；将产物混合物引导至包括结晶容器和用于冷却产物混合物的热交换器的结晶单元；以及在结晶单元中使双酚A-苯酚加合物晶体从产物混合物中结晶以形成晶体的悬浮液；其中通过热交换器的双酚A的生产速率小于或等于18kg双酚A/m2h。图1是双酚A生产设施的实施方式的图解。图1示出了可以将反应器进料流8引导至双酚A反应器10以形成双酚A流12。反应器进料流8可以包含苯酚、丙酮、以及可选的促进剂(助催化剂，promoter)。反应器可以是包含催化剂的固定床反应器。催化剂可以包含离子交换树脂(例如叔胺二乙烯基苯/苯乙烯离子交换共聚物)。催化剂可以包含强酸催化剂(诸如盐酸)、磺酸树脂和含硫促进剂(诸如硫醇促进剂(诸如甲硫醇、乙硫醇、巯基羧酸、2,2-双(甲硫基)丙烷、和3-巯基丙酸))、以及包含上述中至少一种的组合。苯酚和丙酮可以以每摩尔丙酮为5至15摩尔的苯酚的量存在。反应器进料流8可以包含75至95重量百分比(wt％)的苯酚和3至7wt％的丙酮。苯酚和丙酮可以在位于双酚A反应器10上游的配制罐(formulationtank)中合并。可以从双酚A反应器10中移除双酚A流12。双酚A流12包含来自双酚A反应的产物混合物。产物混合物可以包含15至40wt％，或20至35wt％的双酚A；60至85wt％，或55至70wt％的苯酚；5至15wt％的副产物；0至5wt％，或0至3.5wt％的水；以及0至8wt％，或0至1.5wt％的丙酮中的一种或多种；全部基于产物混合物的总重量。可以将包含产物混合物的双酚A流12引导至结晶单元20以形成双酚A晶体，该双酚A晶体包含例如结晶的双酚A(晶体双酚A，crystallinebisphenolA)和双酚A与苯酚的加合物中的一种或两种。应注意，如本文中所使用的“加合物”是指双酚A与苯酚的物理结合(物理缔合，physicalassociation)(例如，1摩尔双酚A和1摩尔苯酚可以一起结晶以形成1：1摩尔比的双酚A/苯酚加合物)。产物混合物的引导可以包括每天将300至1,000吨的双酚A引导至结晶单元。可以通过从结晶单元20中移除包含晶体的固体部分，例如通过过滤，以形成结晶流22来分离晶体。结晶单元可以包括以不同的线运行的两个或更多个结晶单元20。例如，产物混合物的引导可以包括将产物混合物分成两个或更多个部分并且将每个相应的部分引导到单独的结晶单元。结晶单元的一个实施方式示出于图2中，其示出了结晶容器220可以与热交换器120流体连通。这里，冷却入口流54进入热交换器120并从双酚A流12中移除热量以形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于连续制造双酚A的方法，包括：使苯酚和丙酮在酸性催化剂存在下反应以形成包含双酚A和苯酚的产物混合物；将所述产物混合物引导至包括结晶容器和热交换器的结晶单元以形成冷却的双酚A流；以及在所述结晶单元中使双酚A‑苯酚加合物晶体从所述产物混合物中结晶以形成包括晶体的悬浮液的结晶流；其中通过所述热交换器的双酚A的生产速率为每小时每m2的热交换表面小于或等于18kg双酚A。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.22 EP 16180767.21.一种用于连续制造双酚A的方法，包括：使苯酚和丙酮在酸性催化剂存在下反应以形成包含双酚A和苯酚的产物混合物；将所述产物混合物引导至包括结晶容器和热交换器的结晶单元以形成冷却的双酚A流；以及在所述结晶单元中使双酚A-苯酚加合物晶体从所述产物混合物中结晶以形成包括晶体的悬浮液的结晶流；其中通过所述热交换器的双酚A的生产速率为每小时每m2的热交换表面小于或等于18kg双酚A。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述生产速率为2至18kg双酚A/m2h。3.根据前述权利要求中任一项或多项所述的方法，其中所述产物混合物包含20至35wt％的双酚A，55至70wt％的苯酚，0至3.5wt％的水，以及0至1.5wt％的丙酮；全部基于所述产物混合物的总重量。4.根据前述权利要求中任一项或多项所述的方法，其中基于所述产物混合物的总重量，所述产物...

【专利技术属性】
技术研发人员：布拉尼斯拉夫·奥布拉多维奇，
申请(专利权)人：沙特基础工业全球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL