DE19510768A1

DE19510768A1 - Recovery of high purity carbon monoxide for polycarbonate and isocyanate prodn.

Info

Publication number: DE19510768A1
Application number: DE19510768A
Authority: DE
Inventors: Kurt-Peter Dr Meurer; Tony Van Dr Osselaer; Juergen Dr Hinz; Johan Vaes; Gabriel Dr Denecker; Stefaan De Vos; Ignace Hooftman; Jan Seynave
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Covestro Deutschland AG
Priority date: 1995-03-24
Filing date: 1995-03-24
Publication date: 1996-09-26
Also published as: BE1009517A3; JPH08259210A; NL1002647C2; NL1002647A1

Abstract

Recovery of CO with purity above 98 vols.% from bisphenol A residues involves splitting the residues at 1000-1600 deg C and 20-80 bars.

Description

Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zur Gewinnung von Kohlenmonoxid mit hohem Reinheitsgrad (Reinheit: <98 Vol.-%) aus den im Bis phenolprozeß anfallenden Restharzanteilen, Abluftmengen und Leichtsiederabfäl len. Das auf diese Weise hergestellte, hochreine Kohlenmonoxid wird z. B. als Rohstoff dem Polycarbonat-Prozeß zugeführt.The invention relates to a continuous process for the production of Carbon monoxide with a high degree of purity (purity: <98 vol .-%) from the in the bis phenolic process residual resin, waste air and low boiler waste len. The high-purity carbon monoxide produced in this way is used, for. B. as Raw material fed to the polycarbonate process.

Die Herstellung von hochreinem Kohlenmonoxid, z. B. für die Herstellung von Polycarbonat, ist bekannt.The production of high purity carbon monoxide, e.g. B. for the production of Polycarbonate is known.

Die Herstellungswege für in der Industrie eingesetztes Kohlenmonoxid laufen über die Kohle-Druckvergasung bei 8 MPa unter Einwirkung von Sauerstoff bei hohen Temperaturen, durch partielle Oxidation von Kohlenwasserstoffen unter Einwir kung von Sauerstoff bei Temperaturen von 1500 bis 1800°C oder mit autothermi schen bzw. anderen katalytischen Reformerverfahren.The manufacturing routes for carbon monoxide used in industry are overflowing coal pressure gasification at 8 MPa under the influence of oxygen at high Temperatures due to partial oxidation of hydrocarbons under the influence of Oxygenation at temperatures from 1500 to 1800 ° C or with autothermi or other catalytic reforming processes.

Die Herstellung von Bisphenol A (BPA) ist bekannt (z. B. DE-A-42 13 872). In allen Bisphenol-A-Verfahren - nach dem HCl-Verfahren oder den modernen Ionen austauscherverfahren - entstehen Restharzmengen von 3% bis 10%, bezogen auf hergestelltes Bisphenol A.The production of bisphenol A (BPA) is known (e.g. DE-A-42 13 872). In all bisphenol A processes - according to the HCl process or modern ions exchanger process - residual resin quantities of 3% to 10%, based on produced bisphenol A.

Alle Bisphenolverfahren und halogenfrei arbeitenden Polycarbonatprozesse haben zudem Abluft und Leichtsiederabfälle, die ebenfalls einer Verbrennungsanlage zu geführt werden müssen. All bisphenol processes and halogen-free polycarbonate processes have also exhaust air and low boiler waste, which also leads to an incineration plant must be performed.

Es wurde nun gefunden, daß man Bisphenol-A-Rückstände (BPA-Restharz, BPA- Abluft und BPA-Leichtsiederabfälle), die bei der BPA-Herstellung anfallen, in der Weise chemisch/thermisch umsetzen kann, daß hochreines Kohlenmonoxid ge wonnen wird.It has now been found that bisphenol A residues (residual BPA resin, BPA- Exhaust air and BPA low boiler waste), which accrue in the production of BPA, in the Can implement chemically / thermally that high-purity carbon monoxide is won.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Gewinnung von Kohlenmonoxid mit einem Reinheitsgrad <(größer) 98 Vol.-% aus Bisphenol-A-Rückständen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bisphenol-A-Rückstände thermisch bei einer Temperatur von 1000 bis 1600°C, und einem Druck von 20 bis 80 bar gespalten werden.The invention relates to a process for the production of carbon monoxide with a degree of purity <(greater) 98% by volume from bisphenol A residues, characterized in that the bisphenol A residues thermally at a Temperature of 1000 to 1600 ° C, and a pressure of 20 to 80 bar split will.

Das erfindungsgemäß hergestellte Kohlenmonoxid kann zur Herstellung z. B. von Phosgen eingesetzt werden, welches z. B. zur Herstellung von Polycarbonat durch Umsetzung mit Bisphenol A oder mit Aminen zu Isocyanaten verwendet wird.The carbon monoxide produced according to the invention can be used, for example, for the production of B. from Phosgene are used, which, for. B. for the production of polycarbonate Reaction with bisphenol A or with amines to isocyanates is used.

Durch den Einbau des Kohlenmonoxids über z. B. Phosgen in Polycarbonat oder in anderen Prozessen werden neben dem Verzicht auf eine eigene Betriebs verbrennungsanlage im Bisphenol-Prozeß und der damit erheblichen Kohlendioxid- Emission-Reduktion auch ein Mindereinsatz an Erdgas in der Prozeßbilanz er reicht.By installing the carbon monoxide over z. B. phosgene in polycarbonate or in other processes are in addition to not having to operate your own incineration plant in the bisphenol process and the significant carbon dioxide Emission reduction also reduces the use of natural gas in the process balance enough.

Das erfindungsgemäß hergestellte Kohlenmonoxid hat einen Reinheitsgrad von <98 Vol.-%. Die Bisphenol-A-Rückstände enthalten ebenfalls Kohlenmonoxid aus den Abluftmengen bzw. Leichtsiederabfällen des Bisphenol-Verfahrens oder halogenfrei arbeitenden Polycarbonatverfahrens.The carbon monoxide produced according to the invention has a degree of purity of <98% by volume. The bisphenol A residues also contain carbon monoxide the amount of exhaust air or low boiler waste from the bisphenol process or halogen-free polycarbonate process.

Durch Einbau des erfindungsgemäß hergestellten hochreinen Kohlenmonoxids in Polycarbonat oder anderen Prozessen kann die Verbrennung bzw. Entsorgung von Restharz, Abluft- und halogenfreier organischer Abfälle eine erhebliche Ein sparung am Kohlenmonoxid, z. B. hergestellt durch Verbrennung von Erdgas, bedeuten.By installing the high-purity carbon monoxide produced according to the invention in Polycarbonate or other processes can incinerate or dispose of Residual resin, waste air and halogen-free organic waste a considerable input saving on carbon monoxide, e.g. B. produced by burning natural gas, mean.

Bei der Herstellung von Bisphenol A fallen Restharzmengen in Höhe von 3 Gew.-% bis 10 Gew.-% an. In Ausnahmefällen können zeitlich befristet, ins besondere bei Prozeßstillständen, Restharzmengen von bis zu 15 Gew.-% anfallen (bezogen auf hergestelltes Bisphenol A).In the production of bisphenol A, residual resin amounts of 3% to 10% by weight. In exceptional cases, a limited time, ins especially in the case of process downtimes, residual resin quantities of up to 15% by weight are obtained (based on bisphenol A produced).

Der Leichtsiederanfall bei der Herstellung von BPA beträgt bis zu l % pro Jahr.The amount of low boilers in the production of BPA is up to 1% per year.

Der Anteil an Kohlenmonoxid entspricht bei einem Restharzanfall von 5 Gew.-% ca. 50% der äquivalenten Kohlenoxidmenge, die zur Herstellung der für Poly carbonat notwendigen Vorprodukte Phosgen bzw. Diphenylcarbonat benötigt wird.The proportion of carbon monoxide corresponds to 5% by weight of residual resin approx. 50% of the equivalent amount of carbon oxide used to manufacture the poly carbonate necessary precursors phosgene or diphenyl carbonate is required.

Der Restbedarf der benötigten Kohlenoxid-Menge kann z. B. durch Hinzufügen von Erdgasmengen (CnHm) oder nicht halogenhaltigen, gasförmig, gegebenenfalls flüs sigen Abfallen (CnHmOx) aus den Bisphenol- und Polycarbonat-Prozeßabschnitten gedeckt werden.The remaining need of the required amount of carbon oxide can e.g. B. by adding Quantities of natural gas (CnHm) or non-halogen, gaseous, possibly liquid waste (CnHmOx) from the bisphenol and polycarbonate process sections to be covered.

Die Spezifikation des erfindungsgemäß hergestellten hochreinen Kohlenmonoxids beträgt: CO: <98 Vol.-%, H₂: < 1 Vol.-%, N₂/Ar: < 2 Vol.-%, H₂O: gesättigt bei 0°C, CH₄: < 50 ppm, CO₂: < 2 Vol.-%.The specification of the high-purity carbon monoxide produced according to the invention is: CO: <98% by volume, H₂: <1% by volume, N₂ / Ar: <2% by volume, H₂O: saturated at 0 ° C, CH₄: <50 ppm, CO₂: <2 vol .-%.

Die hohe Reinheit des Kohlenmonoxids wird durch thermische Zersetzung von BPA-Rückständen in einer POx-Anlage mit Restharz (z. B. gemäß der EP-A 552 518, < 30% Bisphenol A, <70% "heavy phenolic process by-products") erreicht: Das erhaltene POx-Gas enthält dann zwischen 40 und 70% CO, zwischen 20 und 40% H₂, zwischen 1 und 10% O₂, zwischen 1 und 15% H₂O, bis 2% CH₄ und zwischen 0 und 1% SO₂. Das Prozeßgas wird dann mit einer Codbox gereinigt. Die Reinigung kann aber auch mit einem COSORB(tm), Membran- oder PSA-Verfahren durchgeführt werden. Man erhält reines CO mit einem Gehalt an CO bis 99 Vol.-%.The high purity of carbon monoxide is due to the thermal decomposition of BPA residues in a POx system with residual resin (e.g. according to the EP-A 552 518, <30% bisphenol A, <70% "heavy phenolic process by-products") reached: the POx gas obtained then contains between 40 and 70% CO, between 20 and 40% H₂, between 1 and 10% O₂, between 1 and 15% H₂O, up to 2% CH₄ and between 0 and 1% SO₂. The process gas is then with a Codbox cleaned. Cleaning can also be done with a COSORB (tm), Membrane or PSA processes are carried out. Pure CO is obtained a CO content of up to 99% by volume.

Das erhaltene Kohlenmonoxid aus den im Bisphenol-Verfahren oder halogenfrei arbeitenden Polycarbonat-Verfahrens enthaltenden Abgas-/Abfallprodukten ent spricht ebenfalls den oben genannten Spezifikationsanforderungen für den Poly carbonat-Prozeß oder auch andere Verfahren wie z. B. die Isocyanat-Herstellung.The carbon monoxide obtained from the bisphenol process or halogen free exhaust gas / waste products containing working polycarbonate process ent also speaks the above specification requirements for the poly carbonate process or other processes such. B. isocyanate production.

Examples example 1

Die Zusammensetzung des Restharzes beträgt z. B.:
Schwefelanteil 400 ppm, 2% Phenol, 40% p,p-Bisphenol A, 10% o,p-Bisphe nol A, 23% Chromane, 8% Indane, 5% Leichtsieder.The composition of the residual resin is, for. B .:
Sulfur content 400 ppm, 2% phenol, 40% p, p-bisphenol A, 10% o, p-bisphenol A, 23% chromane, 8% indane, 5% low boilers.

Eine POx-Anlage wird mit Restharz gemäß obiger chemischer Zusammensetzung gefüttert. Die Kohlenstoffwerte betragen 82,5 Gew.-%, Wasserstoff 7,5%, Sauer stoffgehalt 10,0 ppm und Schwefelgehalt 500 ppm (Dichte: 0,74 kg/m³, GHV: 8266 kcal/kg). Der zugeführte Sauerstoff enthält eine Reinheit von 99,5 Vol.-%, andere 0,5%.A POx system is made with residual resin according to the chemical composition above fed. The carbon values are 82.5% by weight, hydrogen 7.5%, acid substance content 10.0 ppm and sulfur content 500 ppm (density: 0.74 kg / m³, GHV: 8266 kcal / kg). The oxygen supplied contains a purity of 99.5% by volume, others 0.5%.

Das erhaltene POx-Gas enthält:
63 Mol-% CO, 32 Mol-% H₂, 2 Mol-% O₂, 2% H₂O, 0,34 Mol-% CH₄, 1,2 Mol-% Argon. (Druck: 17,2 bar (g)).The POx gas obtained contains:
63 mol% CO, 32 mol% H₂, 2 mol% O₂, 2% H₂O, 0.34 mol% CH₄, 1.2 mol% argon. (Pressure: 17.2 bar (g)).

Eine weitere Reinigung des POx-Gases via eines Kälteaggregates führt bei einer 97,5-%igen CO-Ausbeute zu einer Einspeiserate von 700 kg/h Restharzfeed, einem O₂-Feed von 750 kg/h, Strom-Einsatz von 100 kw/h, eine N₂-fl-Zufuhr von 84 kg/h und einem Dampf-Einsatz von 185 kg/h. Die Reinheit des erhaltenen COs beträgt <98 Vol.-%.Further cleaning of the POx gas via a refrigeration unit leads to one 97.5% CO yield at a feed rate of 700 kg / h residual resin feed, one O₂ feed of 750 kg / h, electricity use of 100 kw / h, an N₂-fl supply of 84 kg / h and a steam input of 185 kg / h. The purity of the CO obtained is <98% by volume.

Example 2

Die Restharzzusammensetzung wie in Beispiel 1. Zusätzlich wird BPA-Abluft eingespeist (Zusammensetzung der BPA-Abluft (150 Nm³/h): 100 ppm Phenol, (0,1% Aceton, 99% N₂).The residual resin composition as in Example 1. In addition, BPA exhaust air fed in (composition of the BPA exhaust air (150 Nm³ / h): 100 ppm phenol, (0.1% acetone, 99% N₂).

Die Reinigung des POx-Gases erfolgt wie in Beispiel 1; man erhält ebenfalls reines CO (<98 Vol.-%).The POx gas is cleaned as in Example 1; you also get pure CO (<98% by volume).

Claims

The invention relates to a process for the production of carbon monoxide with a degree of purity <(greater) 98% by volume from bisphenol A residues, characterized in that the bisphenol A residues are thermally at a temperature of 1000 to 1600 ° C and be split at a pressure of 20 to 80 bar.