制造双酚a的方法

文档序号:8227118阅读:1098来源:国知局
制造双酚a的方法
【专利说明】制造双齡A的方法
[0001] 本发明设及一种制造用于生产塑料(更具体地说聚碳酸醋树脂)的双酪A和其用 于在汽车工业中生产结构组件、用于生产医疗装置和体育设备W及日常物件的渗合物的方 法。
[0002] 另外,双酪A[2,2-双-(4-哲苯基)丙烧](也称为p,p'-BPA或简称为BPA)用于 制造环氧基树脂、不饱和聚醋树脂、聚横酸树脂和聚離酷亚胺W及塑料材料的添加剂,例如 阻燃剂,如四漠双酪A、双酪A磯酸苯醋W及聚(氯己締)的热稳定剂。
[0003] 双酪A可通过在高度酸性催化剂(例如布朗斯特炬ronsted)或路易斯(Lewis) 酸)存在下缩合丙酬和苯酪来获得。目前,双酪A大多通过在酸性离子交换催化剂(如横化 苯己締-二己締基苯共聚物)和任选地增加反应产率和选择性的促进剂(硫醇化合物,例 如2, 2-二甲基-1,3-唾挫烧和2-氨基己烧硫醇)存在下丙酬与苯酪的缩合反应来获得。
[0004] 双酪A的合成单元包含经由热交换器串联连接的固定床流动反应器的多阶段系 统,所述热交换器允许维持每一反应器中的目标温度范围。投用丙酬和在BPA分离和纯化 阶段获得的结晶后液体的方法根据实施例而变化。
[0005] 关于所述反应器系统的一个实施例(如专利第US6414199号中所述)使得有可 能分割串联连接的反应器之间的丙酬液流,由此允许催化剂床中温度的更好分布W及对 BPA合成的更大控制,并且W更长催化剂寿命和较高缩合反应选择性形式传递实质性效益。
[0006] 许多实施例在于将结晶后液体W不反应的苯酪和非结晶的BPA形式再循环到浓 缩阶段,随后结晶,该会显著减少原材料的消耗。由将母液再循环到合成阶段引起的另一优 点在于限制形成2-(2-哲苯基)-2-(4-哲苯基)丙烧(所谓的0,P'-BPA异构体),因为系 统接着更紧密接近P,P'-BPA和0,P'-BPA异构体的平衡状态。在提供使用固定床流动反应 器的多阶段系统的方法中,可通过数种方法回收母液使得其供应缩合反应的第一阶段或该 种反应的后续阶段。关于限制形成0,P'-BPA异构体的最大优势在于母液再循环到第一合 成阶段,且因此专利文献首先包括由将一部分母液再循环到不同合成阶段组成的实施例作 为仅任选的可能性而不指示所得优点扣S6858759)。在形成PP'-BPA异构体的反应中从苯 酪和丙酬合成双酪设及许多副反应,产生0,P'-BPA异构体、0, 0'-BPA异构体、共二聚物、对 异丙締基苯酪、对异丙基苯酪、直链二聚物、环状二聚物、=苯酪W及许多迄今为止未经鉴 别的其它化合物。副产物可在工艺液流中积聚,该在工业规模上是众所周知的常见作用,对 产物质量具有不良影响。BPA制造现代技术的基石是控制液流中副产物含量使得BPA从反 应后混合物分离和纯化的条件尽可能稳定的系统。
[0007] 从反应后混合物分离纯BPA是极其重要的合成阶段。真空蒸馈最常用于去除丙 酬、水和不显著量的苯酪。BPA-苯酪加合物通过冷却其余部分来结晶。苯酪经真空蒸馈W 从分离的加合物晶体获得BPA。已描述了许多用于分离更大纯度双酪的方法。专利第EP 0330146号描述了双酪A/苯酪加合物结晶的过程。此外,一种方法获专利权,其在于通过从 缩合反应产物蒸馈分离不反应的丙酬、水和苯酪而获得的粗双酪A的烙融结晶。
[000引在专利第WO0035847号中,呈现BPA/苯酪加合物的悬浮结晶,其通过过滤从母液 分离,加合物通过真空蒸馈苯酪而分解W及所获得的粗BPA的分步结晶。可获得的专利文 献提供了不同的BPA纯化方法;从反应环境WBPA-苯酪加合物形式分离BPA,W及通过用 纯苯酪或苯酪-水混合物洗漆进行纯化,
[0009] -粗BPA从溶剂或有机溶剂混合物结晶,
[0010] -高真空蒸馈。
[0011] 将来自BPA合成的反应后混合物蒸馈W便去除不反应的成分和水。在高温下,BPA 降解成苯酪和异丙締基苯酪,其经历进一步反应,且由此增加副产物百分比,包括金属与苯 酪的颜色复合体,该造成粗BPA的高着色。减少BPA降解的方法在于通过引入中和化合物 (碳酸盐和碱金属氨氧化物)来中和存在于反应后混合物中的酸性杂质,通过阳离子交换 树脂(化、K、Li、化、Mg)或无机离子交换剂(专利第US6512148号)过滤粗BPA。
[001引如从专利说明书已知,减小副产物形成规模的方法包括例如0,P'-BPA到P,P'-BPA的异构化反应(JP08333290),该利用了W下事实:在BPA/苯酪加合物结晶之 后,o,p'-BPA异构体的浓度比平衡浓度高,且催化分解过程在酸性(W00040531)或碱性(PL 181992)催化剂影响下出现。
[0013] 双酪A是不稳定的化合物且在酸、碱和氧气的存在下在温度、光的影响下经历逐 步降解。双酪A分子由于季碳原子与酪哲基之间的键的不稳定性而出现分解。在聚碳酸醋 合成中,产物降解(即使W少量存在于BPA中)会抑制分子量增加且降低聚合物的机械和 光学性质。降解造成在BPA热处理和纯化期间形成许多BPA杂质。
[0014] 形成颜色复合体和更大稳定性的BPA可使用稳定剂实现。稳定剂是W少量 (1% -2% )引入到材料中的化合物。用作稳定剂的化合物的类型和结构的多样性允许选择 适于待稳定材料和其预期储存、使用或加工条件的稳定剂。在基于蒸馈的纯化之前将磯酸 (1)加入到粗BPA中会抑制热处理期间金属与苯酪衍生物和BPA的颜色复合体的形成巧P 0816319)。不同稳定作用可通过在185-220°C的温度下在非氧气气氛中BPA从苯酪结晶的 方法(JP6025045)或通过引入添加剂如棚酸、铁酸烧基醋、邻苯二甲酸酢、碱金属磯酸盐 (V)和(III)(CS272518)来实现。
[0015] 本发明的目的是发展一种制造双酪A的方法,其中催化系统的特征为更长寿命且 合成产物的特征为更大热稳定性。
[0016] 在于应用横酸离子交换树脂作为缩合反应催化剂的多阶段反应系统中从苯酪和 丙酬制造双酪A的工艺中,合成后液流中存在多环副产物对反应动力学和催化剂寿命(因 其沉积在催化剂表面上)具有作用,且由此降低活性位点对反应物的可接近性。出乎意料 地得知,加入苯酪溶液抑稳定剂会抑制副过程,由此允许更长寿命的缩合催化剂,且改善 最终产物的热稳定性。
[0017] 本发明方法的要素在于W下事实:
[001引 ?含有丙酬、苯酪和苯酪与丙酬之间的反应产物的反应混合物在至少两个反应器 中与离子交换催化剂接触直到总水含量不超过2. 5cg/g,其中丙酬和苯酪进料到反应器1 中,且在混合器2中与来自结晶器8的结晶后液体和丙酬混合的来自反应器1的反应后混 合物进料到反应器3中,
[0019] ?在反应器3之后的所述反应后混合物在混合器4中与不超过40cg/g的苯酪溶液 的一部分混合,所述苯酪溶液由于含有最大1. 0%水的脱水混合物与离子交换催化剂之间 在至少一个反应器5中的接触而获得,
[0020] ?来自混合器4的所述反应后混合物在吸附器6中在150°C的最大温度和不超过 lOm/h的流速下与含有駿基和/或哲基和/或酷胺基的
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