专利名称：带有流体分配器和流体收集器的固定床反应器的制作方法
本公开内容涉及通常用于生产双羟基化合物的化学反应器系统，该系统使得反应物和产物流经反应器系统床的压力降、沟流(channeling)和分布不均(maldistribution)最小化。更具体地，本公开内容涉及以下2，2-双(4-羟苯基)丙烷的生产通过从反应物分布系统以上流(upflow)模式引入酮和酚化合物，引导反应物通过催化剂床，然后通过产物收集系统移出产物。
双羟基化合物，特别是双酚，在化学产品如环氧树脂和聚碳酸酯的生产中用作原料。它们一般通过酮类和酚类的缩合制备。典型的双酚包括2，2-双(4-羟苯基)丙烷(又称为双酚A，下文中的“BPA”)，可以由丙酮(又称二甲基酮)和苯酚在酸存在下反应制得。
在制备双酚中使用的填料床反应器系统通常包括例如，填充材料例如可为颗粒形式的(如珠状的)催化剂的床，向该床引入液体反应物。使反应物流经床，其中在催化剂存在下相互接触，并反应生成最终的产物和副产物，这些产物和副产物从床的下游处排出。在该填料床反应器系统中，与床相关的压力常常影响反应器的实际性能(physicalperformance)。差压是流过填料床高的阻力的量度，随床的高度增加而增加。在填料床高之上的差压会使催化剂珠压缩变形，并且由于压力降的限制而引起液体生产量下降。为适应差压的增加，且由于催化剂珠的密度接近液体的密度，液流常常出现显著的断流(disruption)，从而引起生产量和/或“沟流”减小。
BPA反应器常常在下流(down flow)模式下操作，其中在酸性离子交换树脂(IER)催化剂存在下和任选共催化促进剂存在下进行苯酚和丙酮的放热缩合。在以下流模式制备BPA时，某些IER催化剂的交联度直接影响反应器的实际性能，以及反应活性、选择性和反应器的产率。确实，增加在下流形态下操作的反应器的BPA生产量，会带来压力降增加和增加催化剂珠变形和/或填料床坍塌的风险。特别是在IER催化剂交联度较低的情况下(如小于或等于约2.5％)，还观察到了液压限制(hydraulic limitations)。虽然在交联度较高的IER催化剂中液压问题不太重要，但这类树脂在BPA合成中反应活性、选择性和寿命(每吨催化剂用量的吨产量)也会大大降低。同样，交联较高的催化剂一般对液压冲击的抵抗力更强，这归因于颗粒形状和压力对球形颗粒的压缩机制。但是，交联度较高的催化剂还倾向于具有较低反应活性、较低选择性和短寿命的特征。
为了尽量补偿交联度较低的催化剂的液压限制，同时保留交联度较高的催化剂的优点，BPA可以在“联合床”(combi-bed)装置中制备，如美国专利5,395,857和美国专利申请09/258,235中披露的。通过在同一反应器中结合两种催化剂，联合床优化了BPA的高产率，表现在具有高交联度的催化剂，以及具有低交联度催化剂(小于或等于2％)的反应活性、选择性和寿命得到提高。然而，联合床装置的能力仍受到寿命和最大允许生产量的限制。
为了进一步试图减轻与催化剂床中的液压限制有关的问题，还建造了直径更大的反应器，同时保持低的床高，从而使反应器在能够以维持可接受的反应器生产量的压力降下操作的同时，采用低交联度的催化剂。此外，为了再进一步试图减轻与液压限制有关的问题，反应物可以上流模式输入BPA反应器以减少压力降对反应器性能的影响并克服生产量的限制。
沟流(Channeling)是一种流动状态，其中使流体与某些活动群(activegroup)随机结合(engage)而排斥(exclusion)其它的活动群。在沟流中，床的一些部位可能会短路，并且不能以均匀一致的方式和流体接触。这种状态能够导致载入的反应物处理不完全或化学反应不完全。这本身又导致催化剂或颗粒处理的过早处置，该过早处置转变为催化剂有价值部分的流失。
沟流可发生在反应器以上流或下流模式操作的时候。在上流模式中，在反应器的下端加压输入反应物。随着反应物流向反应器的顶部，反应物相互之间以及与置于床中的催化剂接触，并反应生成需要的产物，在反应器的顶部回收该产物。如果催化剂是珠状，则由于在自重下珠的压缩导致的压力降会超出反应器的高度。在下流模式中，反应物由反应器顶部输入。通常施加压力来促进反应物流动(并由此增加产物的排出速率)。但是，在下流模式下，催化剂珠常常由于向下的液流加之其自重而被压缩。在压缩下，催化剂珠会变形并且填料床会坍塌，从而减少了催化剂床的空隙率并增加了压力降。
由于沟流和由此产生的反应物与催化剂的接触不充分，填料床反应器的操作常常受到严重阻碍。特别是，出现大量沟流的操作通常导致低产率，催化剂床过早更换，和反应物利用不充分。这一结果不仅增加新催化剂的费用，而且增加故障停工期间(outages)的生产损失，更换的后勤费用，废催化剂的处置费用，以及反应物的回收和再利用。此外，可认识到，一项重大的财务负担是为努力提高催化剂技术而产生的费用。这些费用包括发展可替代反应器的几何结构而不带来现有几何特征较差的反应器的问题。
发明内容
在此公开了用于制备双羟基化合物的上流式反应器。该反应器包括容器，置于容器内的催化剂床，以及置于容器内的反应物分布/产物收集系统。该反应物分布/产物收集系统包括置于反应器下端的分配器和置于反应器上端的收集器。分配器和收集器两者都各自包含通孔(perforation)。通孔上布置有筛网。
在上流式反应器中制备双羟基化合物的方法包括将反应物导入分配器，分配器内有置于其中的被筛网覆盖的通孔；引导反应物从分配器向上通过催化剂床，以及从上流式反应器的上端回收双羟基化合物。
用于减少在上流式反应器中从催化剂珠床带出的催化剂珠的量的方法，包括将上流式反应器的产物接收到置于反应器上端的收集器中，其中收集器包括有筛网置于其上的通孔。
图1是平底上流式化学反应器的示范性实施方案的示意图。
图2和图3是非平底上流式化学反应器的示范性实施方案的示意图。
图4是反应物分配器的透视图。
图5是产物收集器的示意图。
图6是试验反应器系统的示意图。
图7是在未结合分配器与收集器的试验反应器系统中温度随时间变化的示意图。
图8是在结合分配器与收集器的试验反应器系统中温度随时间变化的示意图。
图9是压力分布示意图，其中示出了以下流和上流两种模式下操作的试验反应器系统，差压随线速度的变化。
图10是丙酮转化率和双酚A生产率随线速度变化的示意图。
具体实施例方式
在此公开用于制备双羟基化合物(如双酚异构体)的装置和涉及双羟基化合物制备的用途的方法。反应器包括催化剂床，反应物流经该催化剂床反应并生成最终的双酚异构体。反应物通常从低处到高处沿垂直方向并流流过床。为了得到理想的选择性、产量和反应物转化率，设计反应器使得能够获得类似于或至少接近活塞流的流动分布。虽然该方法适用于任何双酚异构体的制备，但优选的异构体为酮类(如丙酮)与酚类在催化剂和共催化剂(如反应促进剂)存在下反应制备的BPA。可采用的典型的酚类包括，但不限于，邻甲酚、间甲酚、2，6-二甲基苯酚、邻仲丁基苯酚、1，3，5-二甲酚、四甲基苯酚、2-甲基-6-叔丁基苯酚、邻苯基苯酚、邻氯和间氯苯酚、邻溴苯酚、2，6-二氯苯酚及上述苯酚类的任意组合。最终的BPA产物还可以与碳酰氯或碳酸二苯酯化合生成聚碳酸酯。
现参考图1，在10处示出了制备优选的苯酚异构体所采用的上流式化学反应器(下文称为“反应器10”)的一示例性实施方案。反应器10包括由催化剂和反应物分布/产物收集系统构成的床12。筛网用以保证催化剂保留在反应区，使反应混合物可以流过该系统。蒸发室(vapor space)13可限定在反应器10上部的床12之上。以上流形态引导反应物丙酮和苯酚通过反应物分布/产物收集系统的分配器20，流经床12到达蒸发室13，使得流体的分布不均(定义为流过反应器截面(slice)的不均匀分布)最小化，并且在床12的任一间隙截面(interstitial slice)上保持基本均匀的流动分布。为了使反应器10的最有效成本的操作中所需催化剂的数量最少，床12超出高度h，使得在床12的最高水平上双酚异构体产物有理想的产率和选择性。
反应物通过分配器20输入，这样基本上消除了沟流并接近于活塞流。沟流的消除表现在床12的高度h上且优选在反应器10的全部高度上平稳的温度分布。可以测量在反应器10高度不同处的温度，其中记录并评估这些温度以确定反应物的转化率分布，并评估是否保持有适当的流动分布。
包含催化剂的床12容纳在容器14内。容器14可以为能便于反应物以上流形态流动的任意几何形状。例如，容器14在结构上可以大体为圆柱形，平行六面体形或球形。因为圆柱形容器在化学工业中应用广泛，并且因为现有的反应罐或反应器可以相对简单地改造成上流式反应器，所以优选容器14为圆柱形几何形状。容器14的下端优选为平坦的(如图1所示)。但是，下端也可以是圆形的(如图2所示)、圆锥形的(如图3所示)，或上述构形的任意组合。
置于容器14的催化剂优选至少是部分交联的离子交换树脂催化剂。离子交换树脂催化剂的交联度保持在某一范围以便维持球形颗粒的完整性。特别是，交联度可以高达约4％。但是，较低水平的交联可改善催化剂的寿命，因此交联度优选为约2％。更优选催化剂为含有一定程度的二乙烯基苯交联和磺酸官能度的磺化芳香树脂。最优选交联密度等于或低于2.5％，并且酸的毫当量优选高于约每克4毫当量(Meg/g)。任选地，还可以使用共催化剂。常用的共催化剂(其可以附着也可以不附着)包括但不限于硫醇类(thiols and mercaptans)。
分配器筛网可以置于分配器20和容器14出口端之间的任意位置。如图1所示，分配器筛网(下文称为“筛网17”)优选包括大体上对应于容器14的截面几何形状的网状材料或平板，并直接置于分配器20之上。或者，筛网17可以是将分配器20的臂分别包覆起来的非连续的网状结构，如图2和图3所示。在任一实施例中，筛网17的孔径尺寸是反应混合物中催化剂珠最小粒径的约2/5至约1/4，为了阻挡催化剂珠进入分配器20中，优选小于最小直径的1/3。对于粒径为约400微米至约800微米的催化剂，筛网17的开孔为约100至约160微米，优选小于133微米。
填充材料(未示出)可任选置于容器14内并分布于催化剂中。填充材料通常是刚性的，承担着分散填充材料的催化剂的重量，因此，通过抑制催化剂在自重下的压缩，填充材料在床12内给予催化剂额外的结构支撑。由于催化剂分散填料所遇到的困难，通常填充材料仅与低交联的催化剂一起使用。典型的填充材料包括多个不连续的物体，这些物体倾倒在反应器容器内，引起表面的随机排布，并为反应物料的流动提供曲折通道。可以由刚性的、化学惰性的和热稳定的材料来制造这些物体，使得当反应物料流过床的时候，反应物料彼此之间以及和催化剂之间的接触最适宜。最优接触通常由空隙率大的物体(即体积小而比表面积大的物体)来实现。优选的填充材料包括，但不限于，鲍尔环、特勒环(Telleretterings)、拉西环、贝尔鞍形填料、矩鞍填料(Intalox saddles)，和上述至少一种填充材料的组合。
入口18设置在床12的下端以便将反应物导入反应器10。入口18可以是管道、管线、喷管或者类似装置形成的交点，使反应物能够流入床12确定的反应区域。优选入口18接收反应混合物并通过反应物分布/产物收集系统的分配器20将其导入床12，以制备需要的双酚A。出口22设置在床12的上端，直接在床12、蒸发室13或它们的组合中。
通过由收集器40接收异构体，出口22保证了产物异构体从反应器10中移出。
容器14还包括置于其外表面的夹套24，如图2和3所示。夹套24可包括限制热量通过反应器壁散失的单个区域。或者，夹套24可以包括两个或更多个区域26a、26b，其中该区域的每一个都设置与流体源(未示出)连通，该热源根据反应器10所需的操作温度可以对床12加热或降温。可用于给床12供热的流体包括，但不限于，蒸汽、热油或热液蒸汽，如工艺废热蒸汽。可用于给床12供冷的流体包括，但不限于，制冷剂、盐水、水，等等。或者，可以通过置于容器外表面的电阻元件进行加热。
图4示出了给通过反应器截面的反应混合物提供均匀分布的一构造实施例。分配器20包括通过集合管(manifold)入口30接收反应物料的集合管28，设置该集合管入口30与反应器的入口流体连通。在分配器20的一示例性实施方案中，分配臂32从集合管28侧面伸出。置于集合管28相对端附近的分配臂32通常设定的尺寸比置于集合管28中心附近的臂短。同样，分配器20的外部指定边缘(out defining edges)优选对应于圆柱形反应器的截面几何形状。特别是，如果反应器的横截面为圆形的，当安装在反应器中并从反应器的上端和下端观察时，通常设定分配臂32的尺寸，使得从反应器内表面伸出的每个臂的最外端的距离几乎相同，以使分配器20近似为圆形。
若(下面描述的)堆聚层(aggregate layer)作为催化剂床的底部支撑，优选使反应物和堆聚物之间的接触最小化，并使反应物和催化剂之间的接触最大化。因此适当设定集合管入口30的尺寸，使分配器20位于反应器内堆聚层与催化剂的界面。此外，为了在催化剂存在下由反应物之间的反应引起不希望的副反应的程度最小化，需要保持集合管入口的高度hm(以及集合管28和分配臂32的长度)尽可能短，同时仍能保证通过反应器几何横截面的反应物充分分布。
集合管28，以及分配臂32，优选由具有通孔34的管制造，该通孔34使得在集合管30入口和置于反应器床中的催化剂之间能够保持流体连通。
如图2和图3中16处所示的堆聚层可以任选布置在床12的下端。堆聚层16为床12提供支撑，并包括对反应物和反应器10制备的产物本质上惰性的材料。构成堆聚层16的材料可以是，但不限于，石英砂、硅藻土、陶瓷球，以及上述材料的组合。
在非平底的反应器中，反应器装有高度为ha的堆聚层16，该高度ha与分配器20的集合管最低面的高度一致。催化剂置于分配器20的顶部而形成床高度h(图3)。高度h由实验室和/或中试车间(pilot plant)试运行得到的试验数据确定，以提供反应的最大产量，以及催化剂更换的适当频率。通过沿反应器高度设置的观察窗直接测定可以得到高度h的精确测定。
现参考图5，该图示出了收集器40。收集器40在结构上与图4所示的分配器相似，且进行操作以减少与死体积相关的问题，这些问题会在由床至排出管排出的流体减少时出现。在容器采用下流模式的情况下，收集器40还可以使流体分布良好。收集器40设置在反应器的上端附近，与反应器的出口流体连通。由丙酮和苯酚(以及未反应组分)反应生成的反应产物(如BPA和异构体)通过收集器40移出反应器系统。
收集器40包括集合管42，该集合管42具有从中伸出的收集臂44。收集臂44，以及集合管42包括通孔46，使得其中可以接收双酚A产物并通过产物排放线48移出。在收集器40的一示例性实施方案中，收集臂从集合管42侧面伸出。置于集合管42相对端附近的收集臂44设定的尺度通常短于集合管42中心附近的臂。同样，收集器40的外部指定边缘对应于圆柱形反应器横截面的几何形状。与分配器一样，收集臂44的端部与反应器内表面的几何形状类似。
参考图1-3，收集器筛网47可以置于反应器20和收集器40中部的任何位置。如图1所示，筛网47优选包括对应于容器14截面几何形状的网状材料或平板，并直接置于收集器40的下面。或者，筛网47可以是分别将收集器的收集臂包覆起来非连续的网状结构，如图2和3所示。在任一实施方案中，筛网47中开孔的尺寸为反应混合物中催化剂珠最小粒径的约2/5到约1/4，优选尺寸小于最小直径的1/3以阻止催化剂珠进入收集器40。对于粒径约为400至约800微米的催化剂，筛网47的开孔约为100微米至约160微米，优选尺寸小于133微米。
反应区外的颗粒夹带(entrainment)通常包括由床带出(carryover)进入产物排放线48的催化剂。有两种形式的催化剂带出从床移除基本上完全未被触及的催化剂珠，或者从床移除被破坏的催化剂珠(细粒)。置于收集器40之上的筛网47阻止或限制完全未触及的珠或微粒进入产物排放线48。
参考图1-5描述反应器10的操作。将包括丙酮和新鲜和/或回收苯酚的反应混合物通过集合管入口30导入反应器10中。反应器的操作可以是“单向通过”(single-pass)的，例如，可将丙酮和苯酚输入反应器，而在反应器出口移出双酚和过量的反应物。但是，优选反应器的运行包括再循环回路，例如，在反应器出口移出双酚，而过量的丙酮和苯酚再循环回到反应器的进料中。施加在反应物上的压力足以使反应物流出分配器20，通过床12的催化剂，然后到达收集器40。监控输入的反应物的组成，以保证满足生产所需双酚异构体产物的合适的技术要求。反应物的监控既可以是在线的，也可以通过从料流入口移出采样。
在入口18、床12内的不同点、蒸发室13(如果有的化)和出口22监控温度和压力。也可以监控流量。如果反应器10的操作是自动化的，则可以利用这些测量控制反应物至入口18的输入速度，以及系统的其它参数。
优选催化剂床12顶部的温度高于BPA的结晶温度。为了避免与产物结晶有关的问题，或者在反应器绝热不充分的情况下，可以将热流体通过夹套26a(特别是在其顶部)加热反应器10。通过夹套26a的热流体向反应混合物传热并阻止双酚A结晶。
实施例1参考图6至图10显示并描述由包含在反应混合物中的丙酮和苯酚反应制备双酚A的生产流程。在试验反应器系统中生产双酚A产物，示于200并在下文中称为“系统200”的该系统，包括一个试验反应器和一个收集带出的催化剂珠的安全容器。每个容器的直径为50厘米(cm)(19.7英寸(in))。反应器有5米(16.4英尺)高。在图6中210处示出的第一容器以上流模式接收反应物，且在结构上与参考图1-5所描述的反应器10相似。在系统200的初始运行中，第一容器210没有结合分配器/收集器系统。但是，第一容器210在反应器底部结合了筛网。筛网网眼的孔径尺寸小于100微米(约最小催化剂粒径的三分之一)。串联设置第二容器(示于211)，通过跨接线(jumper line)215在其上端与第一容器210的出口流体连通。第二容器211包括置于筛网上的砂层217。第一容器210装填约1m3(立方米)(35.3立方英尺(ft3))的湿催化剂以形成床212。在没有液体流入容器210时，用直接观察法测得床212的高度为2.96m(9.71ft)。
在床212内和第一容器210的不同高度设置了6个温度探测器。正如参考图6所描述的，现参考图7，在224示出了系统200初始运行的温度分布的示意图。运行该系统，其中在反应物流速基本上恒定在约每小时260千克(kg/hr)(572磅每小时)(lbs/hr)下监测温度，示于线228。从温度曲线中可以看到，由上部5个传感器探测并绘制为线232，234，236，238和240的温度在第一反应器的高度上有大幅度的温度波动。只有置于第一反应器入口最低处附近的温度探测器，记录了基本稳定的温度读数(绘制为线230)，该温度读数在65℃至85℃之间变动，对于约1.6至约1.7的空速，第一温度探测器附近的标准偏差约为5℃，而第三探测器附近的标准偏差约为1.6℃。在第一反应器高度上如此大的温度变化表明整个床和反应器存在沟流和非活塞流。这通过目视观察催化剂床非平坦的表面得到证实。此外，通过观察窗可观察反应器内表面的双酚A的催化剂，显示存在有冷点，因此不存在活塞流特征。
实施例2进行系统200的第二次运行，其中分配器/收集器系统与上述安装在第一反应器内的系统(参考图6)相似。现参考图8在226处示出了系统200第二次运行的温度分布。在反应物流速基本上恒定在约250kg/hr(550lbs/hr)下在与初始运行相同的位置监控温度，示于线278。在第二次运行中，再次测得床的高度为2.96m(9.71ft)。床和床上方的蒸发室的界面位于第三和第四温度探测器之间。从图中数据可以看到，由下部三个温度探测器测得的温度在整个运行过程中读数稳定(线280、282和284)，而上部三个温度探测器的温度读数(线286、288和290)的温度波动比初始运行的温度波动大大提高。由于在第二次运行中温度波动的量减少，以及由于所观察到的催化剂床表面平坦，可以得出结论分配器/收集器系统显著减少了系统200内的沟流量。对于约1.6到约1.7的空速，第一探测器附近的标准偏差约为0.7℃，而第三探测器附近的标准偏差约为0.4℃。
在图9中250处示出了随反应物的线速度变化的压力降。对于构造以下流模式运行的反应器，反应器在线速度约0.057cm/sec(0.022in/sec)时达到1bar(每平方英寸14.5磅(psi))的差压极限，如线252所示。当结合了分配器/收集器系统的同样的反应器以上流模式运行时，反应物流在大约两倍上述线速度(0.115cm/sec(0.045in/sec))下达到1bar(14.5磅每平方英寸(psi))的差压，如线254所示。在高于约0.115cm/sec(0.045in/sec)的线速度下差压急剧增长，这是由于催化剂珠填充于刚好在收集器下面的反应器的床顶部。这一实际限制至少部分缘于催化剂珠顶部存在的自由高度。对于更高的容器，在更高的线速度下会发生这一急剧增长。线252和254之间的差别说明带有分配器/收集器系统的反应器在上流模式和下流模式操作下压力降不同。
在图10中，260处示出了随反应物线速度变化的丙酮转化率和双酚A的产率。在高流速时，由于平均停留时间和反应容积内平均催化剂浓度的减少，丙酮转化率减少，如线262所示。丙酮的透过(breakthrough)相应增加，如线264所示。但是，双酚A的产率也因为较高的流量(线速度)而增加。
对于所考察的全部流量，丙酮和苯酚反应生成双酚A的选择性保持在95％以上。没有发现选择性效应的倾向，因为所有得到的数据都在0.5％之内。上述结合有分配器/收集器系统的上流式反应器系统与目前使用的上流式和下流式系统相比具有许多优点。使不均匀分布最小化至少具有两条优点。第一，确保充分利用催化剂床，即，最大量的催化剂在反应物流经反应器床高期间与之接触。在反应物转化率、选择性、压力降及床的稳定性方面可以获得反应器的最优化性能。第二，使反应器能够在较高的输入速度下操作，从而能够实现增加产率。保证在反应器高度上提供更均匀的横截面流动分布，甚至对于高线速度的输入速率也能减少沟流。
上述结合分配器/收集器系统的另一个优点是反应器系统能够在更广泛的催化剂范围有效运行。该分配器/收集器系统能够适应在密度、粒径及粒径分布变化方面具有不同特性的催化剂。此外，该分配器/收集器系统能够有效利用交联度较低的催化剂，这类催化剂具有更高的反应活性，更好的选择性和更长的使用寿命。
还实现可以其它优点，包括由更高的产率和更低的催化剂更换频率带来的成本节约。
虽然参考优选实施方案已描述了本公开内容，但本领域的普通技术人员应认识到，在不偏离本公开内容的范围下可以进行各种改变及用相等物替换其要素。此外，在不偏离其根本范围下，可以根据本发明的教导进行许多改变以适应特定的场合或材料。因此它意指本公开内容不受限于作为预期由于实施本公开内容的最佳模式而被披露的具体的实施方案，而是指本公开内容包括所有属于所附权利要求的范围内的实施方案。
权利要求
1.一种生产双羟基化合物的上流式反应器，所述上流式反应器包含容器(14)；置于所述容器(14)内的催化剂床(12)；和置于所述容器(14)内的反应物分布/产物收集系统，所述反应物分布/产物收集系统包括，与入口(18)流体连通的分配器(20)，通过该入口(18)将反应物导入所述分配器(20)中，所述分配器(20)置于所述容器(14)的下端并包含置于所述分配器(20)内的通孔(34)和在所述分配器(20)内置于所述通孔(34)的第一筛网(17)，以及通过其移出所述双羟基化合物产物的收集器(40)，所述收集器(40)置于所述容器(14)的上端并包含置于所述收集器(40)中的通孔(46)和在所述收集器中置于所述通孔(46)的第二筛网(47)。
2.权利要求1的上流式反应器，还包含置于所述容器(14)的所述下端以支撑所述催化剂床(12)的堆聚层(16)。
3.权利要求2的上流式反应器，其中所述堆聚层(16)包含硅砂、硅藻土、陶瓷球或上述材料的组合。
4.权利要求1的上流式反应器，其中所述容器(14)包含具有结构几何形状大体上为圆柱形，大体上为平行六面体形，大体上为球形或其组合的容器(14)。
5.权利要求1的上流式反应器，其中所述容器(14)还包括置于所述容器(14)的上表面的夹套(24)。
6.权利要求1的上流式反应器，其中所述催化床(12)包含交联的离子交换树脂催化剂。
7.权利要求1的上流式反应器，其中所述分配器(20)还包含多个从所述通孔的集合管(28)侧面伸出的多孔臂(32)。
8.权利要求7的上流式反应器，其中置于所述集合管(28)的相对端处的所述多孔臂(32)比置于所述集合管(28)的所述相对端之间的所述多孔臂(32)短。
9.权利要求1的上流式反应器，其中所述收集器(40)还包含多个从所述通孔的集合管(42)侧面伸出的多孔臂(44)。
10.权利要求9的上流式反应器，其中置于所述集合管(42)相对端处的所述多孔臂(44)比置于所述集合管(42)所述相对端之间的所述多孔臂(44)短。
11.权利要求1的上流式反应器，其中所述双羟基化合物为双酚。
12.权利要求11的上流式反应器，其中所述双酚为2，2-双(4-羟苯基)丙烷。
13.用于上流式反应器的分配器(20)，所述分配器(20)置于所述上流式反应器的下端并包括与接收反应物的入口(18)流体连通的集合管(28)；置于所述集合管(28)中的通孔(34)；和置于所述通孔(34)的筛网(17)，构造所述筛网和所述通孔(34)使得所述反应物通过其传输。
14.权利要求13的分配器(20)，还包含多个从所述集合管(28)伸出的臂。
15.权利要求14的分配器(20)，还包含置于所述臂(32)上的通孔(34)。
16.权利要求14的分配器(20)，其中置于所述集合管(28)相对端附近的所述臂(32)比置于所述集合管(28)相对端之间的所述臂(32)短。
17.用于上流式反应器的收集器(40)，所述收集器(40)置于所述上流式反应器的上端并包括集合管(42)；置于所述集合管(42)中的通孔(46)；和置于所述通孔(34)的筛网(47)，构造所述筛网(47)和所述通孔(34)使得在所述集合管(42)中接收产物。
18.权利要求17的收集器(40)，还包括设置与所述集合管(42)流体连通的产物输出线(48)。
19.权利要求17的收集器(40)，还包括多个从所述集合管(42)伸出的臂(44)。
20.权利要求19的收集器(40)，其中置于所述集合管相对端附近的所述臂(44)比置于所述集合管(42)相对端之间的所述臂(44)短。
21.一种在上流式反应器(10)中制备双羟基化合物的方法，所述方法包括将反应物导入所述上流式反应器(10)下端的分配器(20)中，所述分配器(20)具有多个置于其中的被筛网覆盖的通孔(17，34)；引导所述反应物从所述分配器(20)向上通过催化剂床(12)；和从所述上流式反应器(10)的上端回收所述双羟基化合物。
22.权利要求21的方法，其中所述回收所述双羟基化合物包括通过置于所述上流式反应器的所述上端的收集器(40)接收所述化合物，所述收集器(40)具有多个置于其中的被筛网覆盖的通孔(17，34)。
23.权利要求21的方法，其中所述双羟基化合物为双酚。
24.权利要求23的方法，其中所述双酚为由酮和酚制得的2，2-双(4-羟苯基)丙烷。
25.一种减少从上流式反应器(10)的催化剂珠床(12)中带出的催化剂珠的量的方法，所述方法包括将上流式反应器(10)中的产物接收在置于所述上流式反应器(10)上端的收集器(40)中，所述收集器(40)有多个通孔(34)，所述通孔(34)上布置有筛网(47)。
26.权利要求25的方法，其中所述筛网(47)中的开孔的直径为在反应混合物中的所述催化剂珠的最小直径的约五分之二至约四分之一。
27.权利要求25的方法，其中所述筛网(47)中的开孔的直径为在反应混合物中的所述催化剂珠的最小直径的约三分之一。
28.一种制备聚碳酸酯的方法，所述方法包括将双羟基化合物与碳酰氯、碳酸二苯酯，或碳酰氯与碳酸二苯酯的组合进行反应，其中所述双羟基化合物用权利要求1的装置制备。
全文摘要
用于由丙酮和苯酚生产双酚A的上流式反应器(10)，包括容器(14)，置于容器(14)内的催化剂床(12)，和置于容器(14)内的反应物分布/产物收集系统。该反应物分布/产物收集系统包括置于反应器(10)下端的多孔分配器(20)。该反应物分布/产物收集系统还包括置于反应器(10)上端的多孔收集器(40)。由丙酮和苯酚生产双酚A的方法包括将包含丙酮和苯酚的反应混合物导入分配器(20)，引导其向上通过催化剂床(12)，回收丙酮和苯酚反应生成的双酚和其它异构体，以及未反应的物料。防止上流式反应器中催化剂珠从床(12)中带出的方法包括通过有适当缝隙尺寸的筛网将上流式反应器(10)的产物接收至置于反应器(10)上端的收集器(40)中。
文档编号B01J8/00GK1700952SQ03825391
公开日2005年11月23日 申请日期2003年7月31日 优先权日2002年10月8日
发明者哈特姆·贝尔法德尔, 科琳·达查诺伊, 简-威廉·戈德马克斯, 埃杜阿德·H·施拉曼, 莫尼奎·I·R·德温 申请人:通用电气公司