KR102027847B1 - Bisphenol-a production method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 산 촉매의 존재하에 과잉의 페놀과 아세톤을 축합 반응시키는 반응기에 있어서, BPA를 생성하여, BPA를 포함하는 반응 혼합액을 얻는 공정 (A), 상기 반응 혼합액을 농축하여, 농축액을 얻는 공정 (B), 상기 농축액을 정석한 후 고액 분리하여, 고형분과 모액으로 분리하는 공정 (C), 상기 모액 중, 계 내에 존재하는 당해 모액의 적어도 일부를 이성화 처리하는 공정 (D), 이성화 처리 후의 용액을 정석한 후 고액 분리하여, 고형분과 모액으로 분리하는 공정 (E), 및 선공정에서 얻은 모액 중, 계 내에 존재하는 당해 모액의 적어도 일부를 알칼리 분해 처리하고, 페놀 및/또는 IPP를 회수하고, 재결합 반응기를 경유하지 않고 공정 (A)의 상기 반응기에 공급하는 공정 (F)를 갖는 비스페놀 A의 제조 방법에 의하면, 공급하는 원료 사용량을 효과적으로 저감시키면서, 고품질의 비스페놀 A를 제조할 수 있다.The present invention is a step of condensing and reacting excess phenol and acetone in the presence of an acid catalyst, to produce BPA, to obtain a reaction mixture containing BPA (A), and to concentrate the reaction mixture to obtain a concentrate. (B), the step of crystallizing the concentrated liquid after crystallization, separating the solid into a solid and a mother liquid (C), a step of isomerizing at least a part of the mother liquid present in the system in the mother liquid (D), and after isomerization treatment After the solution is crystallized, solid-liquid separation is carried out to separate the solid and the mother liquor, and at least a part of the mother liquor present in the system is subjected to an alkali decomposition treatment in the mother liquor obtained in the previous step to recover phenol and / or IPP. According to the production method of bisphenol A having the step (F) of supplying to the reactor of step (A) without passing through the recombination reactor, the amount of raw materials to be supplied is effectively reduced. In addition, bisphenol A of high quality can be produced.
Description
본 발명은 비스페놀 A(2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판)의 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게는 페놀 및 아세톤으로부터 비스페놀 A를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for the preparation of bisphenol A (2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane), and more particularly to a process for producing bisphenol A from phenol and acetone.
비스페놀 A는 폴리카르보네이트 수지나 폴리아릴레이트 수지 등의 엔지니어링 플라스틱, 또는 에폭시 수지 등의 원료로서 중요한 화합물인 것이 알려져 있고, 근년 그의 수요는 점점 증대되는 경향이 있다. 고품질의 수지를 제조하기 위한 원료로서, 고품질의 비스페놀 A가 요구되고 있다.Bisphenol A is known to be an important compound as a raw material for engineering plastics such as polycarbonate resins, polyarylate resins, or epoxy resins, and in recent years, the demand tends to increase gradually. As a raw material for producing a high quality resin, a high quality bisphenol A is required.
비스페놀 A는 통상 화학양론적으로 과잉의 페놀과 아세톤을 산성 촉매의 존재하에 반응시킴으로써 제조된다. 그리고, 비스페놀 A는 당해 반응 후의 용액으로부터, 정석(晶析)·고액 분리에 의해 비스페놀 A와 페놀의 부가물(어덕트)로서 회수하고, 부가물에 포함되는 페놀을 제거함으로써 제품으로서 얻어진다. 그리고, 정석 후에 부가물을 분리시킨 모액은 반응 공정 등으로 순환되어 계 내에서 재이용된다.Bisphenol A is usually prepared by stoichiometrically reacting excess phenol and acetone in the presence of an acidic catalyst. And bisphenol A is obtained from a solution after the said reaction as a product (adduct) of bisphenol A and a phenol by crystallization and solid-liquid separation, and is obtained as a product by removing the phenol contained in an adduct. The mother liquor from which the adduct is separated after crystallization is circulated in a reaction step or the like and reused in the system.
이러한 비스페놀 A의 제조 방법에 관하여, 고품질의 비스페놀 A를 효율적으로 제조하는 방법이 제안되고 있다.Regarding the manufacturing method of such bisphenol A, the method of manufacturing high quality bisphenol A efficiently is proposed.
특허문헌 1에는, 페놀과 아세톤의 반응 후의 반응 용액을 분리·분할하여 얻은 모액의 일부를 반응기로 되돌리면서, 당해 모액의 일부를 이성화 공정, 모액 농축 공정, 정석·고액 분리 공정을 거쳐, 비스페놀 A와 페놀의 부가물을 회수한 회수 용액을 얻은 후, 당해 회수 용액으로부터 알칼리 분해 공정, 재결합 반응 공정을 거쳐, 비스페놀 A 및 페놀을 회수하여 반응기로 되돌린다는 프로세스를 갖는 제조 방법이 개시되어 있다.In Patent Literature 1, a part of the mother liquor obtained by separating and dividing the reaction solution after the reaction of phenol and acetone is returned to the reactor, and a part of the mother liquor is subjected to an isomerization step, a mother liquor concentration step, a crystallization and a solid liquid separation step, and a bisphenol A The manufacturing method which has the process of recovering a bisphenol A and a phenol and returning it to a reactor after obtaining the collection | recovery solution which collect | recovered the addition product of and phenol, through an alkali decomposition process and a recombination reaction process from this collection | recovery solution is disclosed.
또한, 특허문헌 2에는, 페놀과 아세톤의 반응 후의 반응 혼합물로부터, 비스페놀 A와 페놀의 부가물을 정석 분리한 후의 모액을 반응기로 순환시키지 않고, 당해 모액의 전량을 이성화 처리한 후, 축합 반응 공정, 농축 공정 또는 정석·고액 분리 공정에 재순환시킴과 동시에, 계 내에 불순물의 축적을 방지하기 위하여, 블로우(blow)하는 이성화 처리액으로부터 비스페놀 A와 페놀을 회수한다는 프로세스를 갖는 제조 방법이 개시되어 있다.In addition, Patent Literature 2 discloses a condensation reaction step after the entire amount of the mother liquor is subjected to isomerization without circulating the mother liquor after the separation of bisphenol A and phenol by crystallization from the reaction mixture after the reaction of phenol and acetone in a reactor. In order to prevent the accumulation of impurities in the system while recycling to a concentration step or a crystallization / solid-liquid separation step, a manufacturing method having a process of recovering bisphenol A and phenol from a blown isomerization liquid is disclosed. .
그러나, 특허문헌 1에 기재된 바와 같이 반응 용액의 모액의 일부를 반응기로 되돌리는 프로세스를 갖는 방법에서는, 당해 모액 내에 불순물이 포함되어 있기 때문에 얻어지는 비스페놀 A의 품질이 떨어지다는 문제를 갖는다.However, in the method which has a process which returns a part of mother liquid of a reaction solution to a reactor as described in patent document 1, there exists a problem that the quality of the bisphenol A obtained is inferior because an impurity is contained in the said mother liquid.
또한, 특허문헌 2에 기재된 제조 방법은, 고품질의 비스페놀 A를 얻을 수 있지만, 이성화 처리액으로부터 비스페놀 A 및 페놀을 회수한 후, 나머지 용액은 폐기하고 있다. 당해 용액에는, 알칼리 분해에 의해 페놀이나 비스페놀 A의 중간체인 p-이소프로페닐페놀이 될 수 있는 유효 성분이 포함되어 있다.Moreover, although the manufacturing method of patent document 2 can obtain bisphenol A of high quality, after collect | recovering bisphenol A and phenol from an isomerization process liquid, the remaining solution is discarded. The said solution contains the active ingredient which can become p-isopropenyl phenol which is an intermediate of phenol and bisphenol A by alkali decomposition.
비스페놀 A의 제조 방법에 있어서, 종래는 폐기하고 있던 당해 용액을 유효하게 이용하여, 공급하는 원료 사용량의 저감이 요망되고 있다.In the manufacturing method of bisphenol A, reduction of the amount of the raw material used to supply the effective use of the said discarded solution is desired.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 고품질의 비스페놀 A를 제조할 수 있으며, 공급하는 원료 사용량을 효과적으로 저감시킬 수 있는, 비스페놀 A의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.This invention is made | formed in view of the said subject, and an object of this invention is to provide the manufacturing method of bisphenol A which can manufacture high quality bisphenol A, and can reduce the usage-amount of raw material to supply effectively.
본 발명자들은 비스페놀 A의 제조 방법에 있어서, 페놀과 아세톤의 반응 후의 반응 혼합액으로부터 분리한 모액을 당해 반응이 행해지고 있는 반응기로 되돌리지 않고 특정한 공정을 거침으로써, 상기 과제를 해결할 수 있음을 지견하여 본 발명을 완성하였다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM This inventor discovered that the said subject can be solved by going through the specific process, without returning the mother liquid isolate | separated from the reaction liquid mixture after reaction of a phenol and acetone to the reactor in which the said reaction is performed in the manufacturing method of bisphenol A. The invention has been completed.
즉, 본 발명은 하기〔1〕내지〔7〕을 제공하는 것이다.That is, the present invention provides the following [1] to [7].
〔1〕하기 공정 (A) 내지 (F)를 갖는, 비스페놀 A의 제조 방법. [1] A method for producing bisphenol A having the following steps (A) to (F).
공정 (A): 산 촉매의 존재하에 과잉의 페놀과 아세톤을 축합 반응시키는 반응기에 있어서, 비스페놀 A를 생성하여, 비스페놀 A를 포함하는 반응 혼합액을 얻는 공정 Step (A): a step of producing a reaction mixture containing bisphenol A by producing bisphenol A in a reactor for condensing excess phenol and acetone in the presence of an acid catalyst.
공정 (B): 공정 (A)에서 얻은 반응 혼합액을 농축하여, 농축액을 얻는 공정 Step (B): step of concentrating the reaction mixture obtained in Step (A) to obtain a concentrate
공정 (C): 공정 (B)에서 얻은 농축액을 정석한 후 고액 분리하여, 비스페놀 A와 페놀의 부가물을 포함하는 고형분과, 모액으로 분리하는 공정 Process (C): The process of isolate | separating solid solution containing bisphenol A and the addition product of a phenol, and a mother liquid by crystallizing the concentrate obtained at process (B), and solidifying
공정 (D): 공정 (C)에서 얻은 모액 중, 계 내에 존재하는 당해 모액의 적어도 일부를 이성화 처리하는 공정 Process (D): The process of isomerizing at least one part of the said mother liquid which exists in a system among the mother liquid obtained at the process (C).
공정 (E): 공정 (D)의 이성화 처리 후의 용액을 정석한 후 고액 분리하여, 고형분과 모액으로 분리하는 공정 Process (E): The process of solidifying and separating a solution after the isomerization process of process (D), and separating into solid content and a mother liquid
공정 (F): 공정 (E)에서 얻은 모액 중, 계 내에 존재하는 당해 모액의 적어도 일부를 알칼리 분해 처리하고, 페놀 및/또는 p-이소프로페닐페놀을 회수하고, 회수한 당해 페놀 및/또는 p-이소프로페닐페놀을, 재결합 반응기를 경유하지 않고 공정 (A)의 상기 반응기에 공급하는 공정 Step (F): Of the mother liquor obtained in the step (E), at least a part of the mother liquor present in the system is subjected to an alkali decomposition treatment to recover phenol and / or p-isopropenylphenol, and the recovered phenol and / or supplying p-isopropenylphenol to the reactor of step (A) without passing through a recombination reactor
〔2〕상기〔1〕에 있어서, 공정 (D)에 있어서, 공정 (C)에서 얻은 모액 중, 계 내에 존재하는 당해 모액의 전량을 이성화 처리하는, 비스페놀 A의 제조 방법. [2] The method for producing bisphenol A according to the above [1], wherein in step (D), the entire amount of the mother liquor present in the system is isomerized in the mother liquor obtained in step (C).
〔3〕상기〔1〕또는〔2〕에 있어서, 공정 (D)의 이성화 처리 후의 용액의 5 내지 30질량%를 공정 (E)로 보내고, 당해 용액의 95 내지 70질량%를 공정 (B)로 되돌리는, 비스페놀 A의 제조 방법. [3] In the above [1] or [2], 5 to 30% by mass of the solution after isomerization in step (D) is sent to step (E), and 95 to 70% by mass of the solution is subjected to step (B). The manufacturing method of bisphenol A returned to the.
〔4〕상기〔1〕내지〔3〕중 어느 하나에 있어서, 공정 (F)에 있어서, 회수한 페놀 및/또는 p-이소프로페닐페놀을 직접 공정 (A)의 상기 반응기에 공급하는, 비스페놀 A의 제조 방법. [4] The bisphenol according to any one of the above [1] to [3], wherein in the step (F), the recovered phenol and / or p-isopropenylphenol is directly supplied to the reactor of the step (A). A manufacturing method.
〔5〕상기〔1〕내지〔4〕중 어느 하나에 있어서, 공정 (E)에서 고액 분리하여 고형분을 제거한 모액에 대하여 페놀 회수 처리를 행하고, 페놀 회수 처리 후의 모액을 공정 (F)로 보내는, 비스페놀 A의 제조 방법. [5] The process according to any one of [1] to [4], wherein the mother liquor is solid-liquid separated in step (E) to remove phenol, and the mother liquor after the phenol recovery is sent to step (F). Process for the preparation of bisphenol A.
〔6〕상기〔1〕내지〔5〕중 어느 하나에 있어서, 제조되는 비스페놀 A의 JIS K 4101에 기초하는 비색법으로 측정되는 색상(APHA)이 15 이하인, 비스페놀 A의 제조 방법. [6] The method for producing bisphenol A according to any one of [1] to [5], wherein the color (APHA) measured by a colorimetric method based on JIS K 4101 of bisphenol A to be produced is 15 or less.
본 발명의 비스페놀 A의 제조 방법에 의하면, 고품질의 비스페놀 A를 제조할 수 있으며, 공급하는 원료 사용량을 효과적으로 저감시킬 수 있다.According to the manufacturing method of bisphenol A of this invention, high quality bisphenol A can be manufactured and the usage-amount of the raw material to be supplied can be reduced effectively.
도 1은 본 발명의 비스페놀 A의 제조 방법의 일례를 나타내는 공정도이다.
도 2는 실시예 1에 기재된 비스페놀 A의 제조 방법의 공정도이다.
도 3은 비교예 1에 기재된 비스페놀 A의 제조 방법의 공정도이다.
도 4는 비교예 2에 기재된 비스페놀 A의 제조 방법의 공정도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is process drawing which shows an example of the manufacturing method of bisphenol A of this invention.
2 is a flowchart of a method for producing bisphenol A according to Example 1. FIG.
3 is a flowchart of a method for producing bisphenol A described in Comparative Example 1. FIG.
4 is a flowchart of a method for producing bisphenol A described in Comparative Example 2. FIG.
본 발명의 비스페놀 A의 제조 방법은 하기 공정 (A) 내지 (F)를 갖는다.The manufacturing method of bisphenol A of this invention has the following process (A)-(F).
공정 (A): 산 촉매의 존재하에 과잉의 페놀과 아세톤을 축합 반응시키는 반응기에 있어서, 비스페놀 A를 생성하여, 비스페놀 A를 포함하는 반응 혼합액을 얻는 공정 Step (A): a step of producing a reaction mixture containing bisphenol A by producing bisphenol A in a reactor for condensing excess phenol and acetone in the presence of an acid catalyst.
공정 (B): 공정 (A)에서 얻은 반응 혼합액을 농축하여, 농축액을 얻는 공정 Step (B): step of concentrating the reaction mixture obtained in Step (A) to obtain a concentrate
공정 (C): 공정 (B)에서 얻은 농축액을 정석한 후 고액 분리하여, 비스페놀 A와 페놀의 부가물을 포함하는 고형분과, 모액으로 분리하는 공정 Process (C): The process of isolate | separating solid solution containing bisphenol A and the addition product of a phenol, and a mother liquid by crystallizing the concentrate obtained at process (B), and solidifying
공정 (D): 공정 (C)에서 얻은 모액 중, 계 내에 존재하는 당해 모액의 적어도 일부를 이성화 처리하는 공정 Process (D): The process of isomerizing at least one part of the said mother liquid which exists in a system among the mother liquid obtained at the process (C).
공정 (E): 공정 (D)의 이성화 처리 후의 용액을 정석한 후 고액 분리하여, 고형분과 모액으로 분리하는 공정 Process (E): The process of solidifying and separating a solution after the isomerization process of process (D), and separating into solid content and a mother liquid
공정 (F): 공정 (E)에서 얻은 모액 중, 계 내에 존재하는 당해 모액의 적어도 일부를 알칼리 분해 처리하고, 페놀 및/또는 p-이소프로페닐페놀을 회수하고, 회수한 당해 페놀 및/또는 p-이소프로페닐페놀을, 재결합 반응기를 경유하지 않고 공정 (A)의 상기 반응기에 공급하는 공정 Step (F): Of the mother liquor obtained in the step (E), at least a part of the mother liquor present in the system is subjected to an alkali decomposition treatment to recover phenol and / or p-isopropenylphenol, and the recovered phenol and / or supplying p-isopropenylphenol to the reactor of step (A) without passing through a recombination reactor
본 발명의 비스페놀 A의 제조 방법은, 페놀과 아세톤의 반응 후의 반응 혼합액으로부터 분리한 모액을, 당해 반응이 행해지고 있는 반응기로 되돌리지 않는 제조 방법이다. 그로 인해, 반응기 내에 존재하는 불순물의 양이 저감되기 때문에 고품질의 비스페놀 A를 제조할 수 있다.The manufacturing method of bisphenol A of this invention is a manufacturing method which does not return the mother liquid isolate | separated from the reaction liquid mixture after reaction of a phenol and acetone to the reactor in which the said reaction is performed. Therefore, bisphenol A of high quality can be manufactured because the amount of impurities present in the reactor is reduced.
또한, 공정 (D)에 있어서, 고형분을 분리한 모액 중, 계 내에 존재하는 모액의 적어도 일부를 이성화 처리함으로써, 당해 모액 내의 불순물 중, 이성화할 수 있는 성분을 가능한 한 비스페놀 A로 전화시켜 비스페놀 A의 농도를 높일 수 있다. 그로 인해, 계 내에 불순물이 축적되는 것을 방지하기 위하여 모액의 일부를 계 외로 퍼징할 때에, 퍼징 모액 내로부터 비스페놀 A를 보다 많이 회수할 수 있어 비스페놀 A의 회수율을 향상시킬 수 있다.In the step (D), at least a part of the mother liquor present in the system isomerized in the mother liquor from which the solid content is separated, thereby converting the component capable of isomerization among the impurities in the mother liquor to bisphenol A as much as possible. Can increase the concentration. Therefore, in order to prevent accumulation of impurities in the system, when purging a part of the mother liquid out of the system, more of the bisphenol A can be recovered from the purging mother liquid, thereby improving the recovery rate of the bisphenol A.
또한, 공정 (D)에 있어서의 이성화 처리란, 반응 공정에서 생성되는 부생성물을 4,4'-체로 전화시키는 처리를 가리킨다. 당해 부생성물로는, 비스페놀 A의 2,4'-체 등의 이성체를 들 수 있다.In addition, the isomerization process in a process (D) refers to the process of converting the by-product produced by a reaction process into a 4,4 'sieve. As said by-product, isomers, such as a 2,4'-form of bisphenol A, are mentioned.
또한, 공정 (F)에 있어서, 이성화 처리 후의 용액으로부터 고형분을 제거한 모액 중, 계 내에 존재하는 당해 모액의 적어도 일부를 알칼리 분해 처리함으로써, 당해 모액 중에 존재하는 비스페놀 A, 2,4'-비스페놀 A, 트리스페놀 등의 불순물을 분해하여, 원료인 페놀 및/또는 비스페놀 A의 중간체인 p-이소프로페닐페놀(IPP)을 유효 성분으로서 회수할 수 있다.In the step (F), bisphenol A and 2,4'-bisphenol A present in the mother liquid are subjected to alkali decomposition treatment of at least a part of the mother liquid present in the system in the mother liquid from which the solid content is removed from the solution after the isomerization treatment. Impurities such as and trisphenol can be decomposed to recover p-isopropenylphenol (IPP), which is an intermediate of phenol and / or bisphenol A as a raw material, as an active ingredient.
이 회수한 페놀 및/또는 IPP는 재결합 반응기를 경유하면, 재결합 반응기 내에서 페놀과 IPP가 반응하여 비스페놀 A가 생성되고, 이 생성된 비스페놀 A가 공정 (A)의 반응기 내로 보내지면 반응성이 높은 반응 중간체인 IPP와 더 반응하여 부생성물이 생겨, 제조되는 비스페놀 A의 품질 저하의 원인이 된다.The recovered phenol and / or IPP is passed through a recombination reactor, whereby phenol and IPP react in the recombination reactor to produce bisphenol A, and when the produced bisphenol A is sent into the reactor of step (A), the reaction is highly reactive. Further reaction with the intermediate, IPP, leads to the formation of by-products, which causes deterioration of the quality of the bisphenol A produced.
따라서 본 발명에서는, 이 회수한 페놀 및/또는 IPP가 재결합 반응기를 경유하지 않고 공정 (A)의 반응기에 공급된다.Therefore, in the present invention, the recovered phenol and / or IPP is supplied to the reactor of step (A) without passing through the recombination reactor.
또한, 회수한 페놀 및/또는 IPP는 원료 페놀과 혼합하여 공정 (A)의 반응기에 공급할 수 있기 때문에, 원료인 페놀이나 아세톤의 공급량을 저감시킬 수 있음과 동시에, 종래와 변함없는 고품질의 비스페놀 A를 얻을 수 있다.In addition, since the recovered phenol and / or IPP can be mixed with the raw material phenol and supplied to the reactor of the step (A), the supply amount of the raw material phenol and acetone can be reduced and the high-quality bisphenol A unchanged from the conventional one. Can be obtained.
이하, 본 발명의 비스페놀 A의 제조 방법에 대하여, 도 1에 도시된 본 발명의 비스페놀 A의 제조 방법의 일례를 나타내는 공정도를 따라 설명한다.Hereinafter, the manufacturing method of the bisphenol A of this invention is demonstrated along the process chart which shows an example of the manufacturing method of the bisphenol A of this invention shown in FIG.
〔공정 (A)〕[Step (A)]
공정 (A)는, 산 촉매의 존재하에 과잉의 페놀과 아세톤을 축합 반응시키는 반응기에 있어서, 비스페놀 A를 생성하여, 비스페놀 A를 포함하는 반응 혼합액을 얻는 공정이다.Step (A) is a step of producing bisphenol A to obtain a reaction mixture containing bisphenol A in a reactor in which an excess of phenol and acetone are condensed in the presence of an acid catalyst.
본 공정에서는, 공급되는 페놀과 아세톤이 축합 반응하여 p-이소프로페닐페놀(IPP)을 생성한 후, 당해 IPP와 페놀이 더 축합 반응하여 비스페놀 A를 생성한다.In this step, the supplied phenol and acetone are condensed to produce p-isopropenylphenol (IPP), and then the IPP and phenol are further condensed to produce bisphenol A.
공정 (A)에서 사용하는 산 촉매로서는 강산성 양이온 교환 수지가 사용되는데, 촉매 활성의 측면에서 술폰산형 양이온 교환 수지가 바람직하다.Strongly acidic cation exchange resins are used as the acid catalyst used in the step (A), but sulfonic acid type cation exchange resins are preferred from the viewpoint of catalytic activity.
술폰산형 양이온 교환 수지로서는, 술폰산기를 갖는 강산성 양이온 교환 수지이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 술폰화 스티렌-디비닐벤젠 공중합체, 술폰화 가교 스티렌 중합체, 페놀포름알데히드-술폰산 수지, 벤젠포름알데히드-술폰산 수지 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.The sulfonic acid type cation exchange resin is not particularly limited as long as it is a strong acid cation exchange resin having a sulfonic acid group. Sulfonic acid resins and the like. These can also be used individually or in combination of 2 or more types.
또한, 상기한 강산성 양이온 교환 수지 중에서도, 당해 수지의 일부가 메르캅탄류에 의해 중화되어 있는 강산성 양이온 교환 수지가 바람직하다.Among the above-mentioned strongly acidic cation exchange resins, strong acid cation exchange resins in which a part of the resin is neutralized by mercaptans are preferable.
본 발명에 있어서 메르캅탄류란, 분자 내에 SH기를 유리(遊離)된 형태로 갖는 화합물을 의미한다. 이러한 메르캅탄류로서는, 예를 들면 알킬메르캅탄, 카르복실기, 아미노기, 히드록실기 등의 치환기 1종 이상을 갖는 알킬메르캅탄류 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 2-메르캅토에틸아민, 3-메르캅토프로필아민, N,N-디메틸-3-메르캅토프로필아민, N,N-디-n-부틸-4-메르캅토부틸아민, 2,2-디메틸티아졸리딘 등의 메르캅토알킬아민이 바람직하다.In the present invention, mercaptans refer to a compound having an SH group in a free form in the molecule. As such mercaptans, the alkyl mercaptans etc. which have 1 or more types of substituents, such as an alkyl mercaptan, a carboxyl group, an amino group, and a hydroxyl group, are mentioned, for example. Among them, 2-mercaptoethylamine, 3-mercaptopropylamine, N, N-dimethyl-3-mercaptopropylamine, N, N-di-n-butyl-4-mercaptobutylamine, 2,2 Mercaptoalkylamines, such as -dimethylthiazolidine, are preferable.
메르캅탄류에 의해 중화된 강산성 양이온 교환 수지 중 술폰산기의 함유량으로서는, 중화 전의 강산성 양이온 교환 수지 중 전체 술폰산기의 총량에 대하여 바람직하게는 5 내지 35몰%, 보다 바람직하게는 10 내지 30몰%, 더욱 바람직하게는 15 내지 25몰%이다.As content of the sulfonic acid group in the strongly acidic cation exchange resin neutralized with mercaptans, Preferably it is 5-35 mol%, More preferably, it is 10-30 mol% with respect to the total amount of all the sulfonic acid groups in the strongly acidic cation exchange resin before neutralization. More preferably, it is 15-25 mol%.
페놀과 아세톤의 공급 비율은, 화학양론적으로 페놀이 과잉이 되는 비율이면 특별히 제한은 없다.The supply ratio of phenol and acetone is not particularly limited as long as it is a rate at which the phenol is excessively stoichiometrically.
단, 생성되는 비스페놀 A의 정제 용이성이나 경제성 등의 측면에서, 아세톤 1몰에 대한 페놀의 공급량이 바람직하게는 3 내지 30몰, 보다 바람직하게는 5 내지 20몰이다.However, from the viewpoint of the ease of purification and economical efficiency of the resulting bisphenol A, the amount of phenol supplied to 1 mol of acetone is preferably 3 to 30 mol, more preferably 5 to 20 mol.
또한, 본 공정에 있어서 비스페놀 A의 제조에 있어서는, 반응액의 점도가 너무 높은 경우나, 응고되어 운전이 곤란해질 것 같은 저온에서 반응시키는 경우 이외에는, 반응 용매의 첨가는 특별히 필요하지 않다.In addition, in manufacture of bisphenol A in this process, addition of a reaction solvent is not specifically needed except in the case where the viscosity of a reaction liquid is too high or when it reacts at low temperature which may become coagulated and difficult to operate.
본 공정에서의 페놀과 아세톤의 축합 반응은 회분식 및 연속식 중 어느 것일 수도 있지만, 원료를 연속적으로 공급하여 반응시키는 고정상(固定床) 연속 반응 방식이 바람직하고, 압출 흐름 방식인 고정상 유통 방식이 보다 바람직하다.The condensation reaction of phenol and acetone in this step may be either batch or continuous, but a fixed bed continuous reaction method in which raw materials are continuously supplied and reacted is preferable, and a fixed bed distribution method, which is an extrusion flow method, is more preferred. desirable.
고정상 연속 반응 방식에 있어서의 반응탑은 1기일 수도 있고, 2기 이상을 직렬로 배치한 고정상 다단 연속 반응 방식으로 할 수도 있다.The reaction tower in the fixed bed continuous reaction system may be one, or may be a fixed bed multistage continuous reaction system in which two or more units are arranged in series.
고정상 유통 방식의 경우, 반응기에 공급하는 원료의 액 공간 속도는 바람직하게는 0.1 내지 20hr-1, 보다 바람직하게는 0.3 내지 15hr-1, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 10hr-1, 보다 더욱 바람직하게는 0.7 내지 6hr-1이다.For a fixed bed flow system, the liquid space velocity of the raw material to be supplied to the reactor is preferably from 0.1 to 20hr -1, and more preferably from 0.3 to 15hr -1, more preferably from 0.5 to 10hr -1, more preferably 0.7 to 6 hr −1 .
또한, 페놀과 아세톤의 반응시의 온도는 바람직하게는 50 내지 100℃, 보다 바람직하게는 55 내지 90℃, 더욱 바람직하게는 60 내지 80℃이다. 반응 온도가 50℃ 이상이면, 반응 속도를 충분히 높일 수 있음과 동시에, 반응 혼합액의 점도를 적절한 범위로 할 수 있으며, 반응 혼합액이 고화될 우려를 방지할 수 있다. 한편, 반응 온도가 100℃ 이하이면 반응 제어가 가능하며, 비스페놀 A의 선택률을 양호하게 할 수 있다. 또한, 촉매의 분해 또는 열화를 방지할 수 있다.Moreover, the temperature at the time of reaction of a phenol and acetone becomes like this. Preferably it is 50-100 degreeC, More preferably, it is 55-90 degreeC, More preferably, it is 60-80 degreeC. When reaction temperature is 50 degreeC or more, reaction speed can fully be raised, the viscosity of a reaction liquid mixture can be made into the appropriate range, and the reaction liquid can be prevented from solidifying. On the other hand, when reaction temperature is 100 degrees C or less, reaction control is possible and the selectivity of bisphenol A can be made favorable. In addition, decomposition or deterioration of the catalyst can be prevented.
또한, 페놀과 아세톤의 반응시의 압력은, 바람직하게는 상압(0.1MPa) 내지 1.5MPa, 보다 바람직하게는 상압(0.1MPa) 내지 0.6MPa이다.Moreover, the pressure at the time of reaction of a phenol and acetone becomes like this. Preferably it is normal pressure (0.1 MPa)-1.5 MPa, More preferably, it is normal pressure (0.1 MPa)-0.6 MPa.
〔공정 (B)〕[Step (B)]
공정 (B)는, 공정 (A)에서 얻은 반응 혼합액을 농축하여, 농축액을 얻는 공정이다. 본 공정에 의해, 반응 혼합액으로부터 미반응 아세톤, 미반응 페놀, 부생성물인 물 등의 저비점 물질 등이 제거됨과 동시에, 생성된 비스페놀의 농도를 적당한 범위로 조정할 수 있다.Step (B) is a step of concentrating the reaction mixture obtained in step (A) to obtain a concentrated solution. By this process, low boiling point substances, such as unreacted acetone, unreacted phenol, and by-product water, etc. are removed from the reaction liquid mixture, and the concentration of the produced bisphenol can be adjusted to an appropriate range.
본 공정은 증류탑을 사용한 감압 증류에 의해 반응 혼합액을 농축하는 것이 바람직하다.In this step, the reaction mixture is preferably concentrated by distillation under reduced pressure using a distillation column.
또한, 본 공정의 농축은, 주로 미반응 아세톤, 물, 저비점 물질 등을 증류 제거하는 제1 농축 공정과, 주로 미반응 페놀 등을 증류 제거하고, 농축액의 농도를 조정하는 제2 농축 공정으로 나눠서 행하는 것이 바람직하다.In addition, the concentration of this process is divided into a first concentration step of distilling mainly unreacted acetone, water, low boiling point substances, etc., and a second concentration step of distilling mainly unreacted phenol and the like and adjusting the concentration of the concentrate. It is preferable to carry out.
제1 농축 공정에서의 감압 증류의 조건으로서, 온도로서는 바람직하게는 10 내지 200℃, 보다 바람직하게는 20 내지 190℃, 더욱 바람직하게는 30 내지 180℃이고, 압력으로서는 바람직하게는 10 내지 90kPa, 보다 바람직하게는 20 내지 80kPa, 더욱 바람직하게는 25 내지 70kPa이다.As conditions for the vacuum distillation in a 1st concentration process, as temperature, Preferably it is 10-200 degreeC, More preferably, it is 20-190 degreeC, More preferably, it is 30-180 degreeC, As a pressure, Preferably it is 10-90 kPa, More preferably, it is 20-80 kPa, More preferably, it is 25-70 kPa.
제2 농축 공정에서의 감압 증류의 조건으로서, 온도로서는 바람직하게는 70 내지 170℃, 보다 바람직하게는 80 내지 140℃, 더욱 바람직하게는 85 내지 130℃이고, 압력으로서는 바람직하게는 4 내지 70kPa, 보다 바람직하게는 7 내지 50kPa, 더욱 바람직하게는 10 내지 30kPa이다.As conditions of the vacuum distillation in a 2nd concentration process, as temperature, Preferably it is 70-170 degreeC, More preferably, it is 80-140 degreeC, More preferably, it is 85-130 degreeC, As a pressure, Preferably it is 4-70 kPa, More preferably, it is 7-50 kPa, More preferably, it is 10-30 kPa.
또한, 제2 농축 공정에서의 감압 증류에 있어서의 온도 및 압력은, 성분의 비점 상승을 고려하여 제1 농축 공정보다 낮게 설정하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to set the temperature and pressure in the vacuum distillation in a 2nd concentration process lower than a 1st concentration process in consideration of the boiling point rise of a component.
본 공정을 거쳐서 얻어지는 농축액의 비스페놀 A의 농도는, 바람직하게는 20 내지 60질량%, 보다 바람직하게는 20 내지 40질량%이다. 당해 농도가 20질량% 이상이면, 비스페놀 A의 정석에 의한 회수를 효율적으로 행할 수 있다. 한편, 60질량% 이하이면 고화 온도가 높아지지 않아, 정석 후의 슬러리 이송이 곤란해진다는 등의 폐해를 방지할 수 있다.The concentration of bisphenol A in the concentrate obtained through the present step is preferably 20 to 60 mass%, more preferably 20 to 40 mass%. If the said density | concentration is 20 mass% or more, the recovery by the crystallization of bisphenol A can be performed efficiently. On the other hand, if it is 60 mass% or less, solidification temperature does not become high and it can prevent the troubles, such as difficulty of conveying the slurry after crystallization.
〔공정 (C)〕[Step (C)]
공정 (C)는, 공정 (B)에서 얻은 농축액을 정석한 후 고액 분리하고, 비스페놀 A와 페놀의 부가물(이하, "어덕트"라고도 함)을 포함하는 고형분과, 모액으로 분리하는 공정이다.Process (C) is a process of solid-liquid separation after crystallizing the concentrate obtained in process (B), and separating into solid content containing bisphenol A and the adduct of phenol (henceforth "adduct"), and a mother liquid. .
농축 후의 용액으로부터 고형분의 정석 방법으로서는, 정석 전의 감압 증류 종료 직후의 농축액을 35 내지 60℃(바람직하게는 40 내지 55℃)까지 냉각시켜, 상기 고형분을 정석하여 슬러리로 하는 것이 바람직하다.As a crystallization method of solid content from the solution after concentration, it is preferable to cool the concentrated liquid immediately after completion | finish of vacuum distillation before crystallization to 35-60 degreeC (preferably 40-55 degreeC), and to crystallize the said solid content and to make a slurry.
이때의 냉각은 외부 열교환기를 사용하여 행할 수도 있고, 또한 농축액에 물을 첨가하여, 감압하에서의 물의 증발 잠열을 이용하여 냉각시키는 진공 냉각 정석법에 의해 행할 수도 있다.The cooling at this time may be performed using an external heat exchanger, or may be performed by a vacuum cooling crystallization method in which water is added to the concentrate and cooled using latent heat of evaporation of water under reduced pressure.
이어서, 이와 같이 하여 정석된 고형분을 포함하는 슬러리를, 여과나 원심 분리 등의 공지된 수단에 의해 고형물과 반응 부생물을 포함하는 모액으로 분리한다. 이때에 사용하는 기기로서는 특별히 제한은 없지만, 예를 들면 벨트 필터, 드럼 필터, 트레이 필터(tray filter), 원심 분리기 등을 들 수 있다.Subsequently, the slurry containing the solid content thus crystallized is separated into a mother liquor containing the solid and the reaction by-product by known means such as filtration or centrifugation. Although there is no restriction | limiting in particular as an apparatus used at this time, For example, a belt filter, a drum filter, a tray filter, a centrifugal separator, etc. are mentioned.
또한, 정석한 후 고액 분리 후의 고형분은 재용해시키고, 다시 정석한 후 고액 분리를 반복할 수도 있다. 정석과 고액 분리를 다단으로 반복함으로써, 결정 내에 도입된 불순물을 줄일 수 있다. 재용해의 용해액으로는, 예를 들면 페놀, 물, 물-페놀 혼합액 등을 들 수 있다. 또한, 페놀은 계 내로부터 회수한 페놀을 사용할 수도 있고, 계 외로부터 별도로 공급한 페놀을 사용할 수도 있다.In addition, the solid content after solid-liquid separation after crystallization may be redissolved, and solid-liquid separation may be repeated after crystallization again. By repeating crystallization and solid-liquid separation in multiple stages, impurities introduced into the crystal can be reduced. As a dissolution liquid of re-dissolution, a phenol, water, a water-phenol mixed liquid, etc. are mentioned, for example. As the phenol, phenol recovered from the system may be used, or phenol supplied separately from the system may be used.
또한, 분리한 고형분은 세정하고, 어덕트 분해 공정으로 보내어, 고형분 중에 포함되는 어덕트로부터 페놀을 제거함으로써, 고순도의 비스페놀 A를 얻을 수 있다.In addition, the separated solid content is washed, sent to the adduct decomposition step, and phenol is removed from the adduct contained in the solid content, thereby obtaining high-purity bisphenol A.
이때 사용하는 세정액으로는, 예를 들면 페놀, 물, 물-페놀 혼합액 등을 들 수 있다. 또한, 페놀은 계 내로부터 회수한 페놀을 사용할 수도 있고, 계 외로부터 별도로 공급한 페놀을 사용할 수도 있다.As a washing | cleaning liquid used at this time, a phenol, water, a water-phenol mixture liquid, etc. are mentioned, for example. As the phenol, phenol recovered from the system may be used, or phenol supplied separately from the system may be used.
사용하는 세정액의 양은 세정 효율 및 재용해를 위한 손실, 세정액의 순환, 회수, 재사용 측면에서, 분리한 고형분의 질량에 대하여 0.1 내지 10배가 바람직하다.The amount of the cleaning liquid to be used is preferably 0.1 to 10 times the mass of the separated solids in terms of the cleaning efficiency and the loss for re-dissolution, the circulation, recovery and reuse of the cleaning liquid.
〔어덕트 분해 공정〕[Adduct decomposition process]
상기한 고액 분리에 의해 회수된 고형분에 포함되는 비스페놀 A와 페놀의 부가물(어덕트)은, 어덕트 분해 공정을 거침으로써 비스페놀 A와 페놀로 분해되고, 페놀을 제거함으로써 고순도의 비스페놀 A를 얻을 수 있다.The adduct (adduct) of bisphenol A and phenol contained in the solid content recovered by the above-mentioned solid-liquid separation is decomposed into bisphenol A and phenol through an adduct decomposition step, and high purity bisphenol A is obtained by removing phenol. Can be.
어덕트 분해 공정에서는, 처음에 어덕트를 포함하는 고형분을 바람직하게는 100 내지 160℃에서 가열 용융시켜 어덕트를 비스페놀 A와 페놀로 분해하고, 이들을 포함하는 용융액을 얻는 공정을 거치는 것이 바람직하다.In the adduct decomposition step, it is preferable to first go through the step of dissolving the adduct into bisphenol A and phenol by heating and melting the solid content containing the adduct at preferably 100 to 160 ° C, and obtaining a melt containing them.
이어서, 이 용융액을 증발탑으로 보내어, 감압 증류 등에 의해 이 용융액으로부터 페놀을 제거하고, 용융 상태의 비스페놀 A를 회수한다. 당해 감압 증류는 온도 150 내지 190℃에서, 압력 1 내지 11kPa의 조건하에서 행하는 것이 바람직하다.Subsequently, this melt is sent to an evaporation tower, phenol is removed from the melt by distillation under reduced pressure or the like, and bisphenol A in a molten state is recovered. It is preferable to perform the said vacuum distillation under the conditions of the pressure of 1-11 kPa at the temperature of 150-190 degreeC.
또한, 회수한 용융 상태의 비스페놀 A는, 추가로 스팀 스트리핑에 의해 잔존하는 페놀을 제거하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the recovered bisphenol A further removes the remaining phenol by steam stripping.
이러한 공정을 거쳐 고순도의 비스페놀 A를 얻을 수 있다.Through this process, bisphenol A of high purity can be obtained.
〔공정 (D)〕[Step (D)]
공정 (D)는, 공정 (C)에서 얻은 모액으로, 계 내에 존재하는 당해 모액의 적어도 일부를 이성화 처리하는 공정이다.Process (D) is a process of isomerizing at least one part of the said mother liquid which exists in a system with the mother liquid obtained at process (C).
공정 (C)에서 얻은 모액의 조성은, 통상 페놀: 65 내지 85질량%, 비스페놀 A: 10 내지 20질량%, 2,4'-이성체 등의 불순물: 5 내지 15질량%이고, 이성체 등의 불순물이 많이 포함되어 있다.The composition of the mother liquid obtained in the step (C) is usually 5 to 15% by mass of impurities such as phenol: 65 to 85% by mass, bisphenol A: 10 to 20% by mass, 2,4'-isomer, and impurities such as isomers. This includes a lot.
본 발명에 있어서, 공정 (C)에서 얻은 모액 중, 당해 모액의 일부를 계 외로 배출할 수도 있지만, 적어도 배출 후에 계 내에 존재하는 모액의 적어도 일부를 이성화 처리한다.In the present invention, in the mother liquor obtained in the step (C), a part of the mother liquor may be discharged out of the system, but at least a part of the mother liquor present in the system is at least subjected to isomerization treatment after the discharge.
상술한 바와 같이, 계 내에 존재하는 모액의 적어도 일부를 이성화 처리함으로써, 모액 내의 불순물을 가능한 한 비스페놀 A로 전화시켜 비스페놀 A의 농도를 높일 수 있다. 그로 인해, 계 내에 불순물이 축적되는 것을 방지하기 위하여 모액의 일부를 계 외로 퍼징할 때에, 퍼징 모액 내로부터 비스페놀 A를 보다 많이 회수할 수 있어, 비스페놀 A의 회수율을 향상시킬 수 있다.As described above, by isomerizing at least a part of the mother liquid present in the system, the impurities in the mother liquid can be converted to bisphenol A as much as possible to increase the concentration of bisphenol A. Therefore, when purging a part of mother liquid out of a system in order to prevent accumulation of an impurity in a system, more bisphenol A can be collect | recovered from a purge mother liquid, and the recovery rate of bisphenol A can be improved.
본 공정에서 계 내에 존재하는 모액 중 이성화 처리를 행하는 모액의 비율은, 비스페놀 A의 회수율을 향상시키는 관점에서 바람직하게는 50 내지 100질량%, 보다 바람직하게는 70 내지 100질량%, 더욱 바람직하게는 80 내지 100질량%, 보다 더욱 바람직하게는 90 내지 100질량%이고, 계 내에 존재하는 당해 모액의 전량을 이성화 처리하는 것이 특히 바람직하다.From the viewpoint of improving the recovery rate of bisphenol A, the ratio of the mother liquor which isomerized in the mother liquor present in the system in the present step is preferably 50 to 100% by mass, more preferably 70 to 100% by mass, still more preferably It is especially preferable that it is 80-100 mass%, More preferably, it is 90-100 mass%, and isomerizing the whole quantity of the said mother liquid which exists in a system.
또한, 비스페놀 A의 회수율을 향상시키는 관점에서, 공정 (C)에서 얻은 모액의 전량을 이성화 처리하는 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable to perform isomerization of the whole quantity of the mother liquid obtained at the process (C) from a viewpoint of improving the recovery rate of bisphenol A.
이성화 처리에서 사용하는 촉매로서는, 술폰산형 양이온 교환 수지가 바람직하다. 술폰산형 양이온 교환 수지로서는 상술한 공정 (A)에서 사용되는 수지를 들 수 있다.As the catalyst used in the isomerization treatment, sulfonic acid type cation exchange resins are preferable. As sulfonic acid type cation exchange resin, resin used at the above-mentioned process (A) is mentioned.
이성화 처리는, 상기 술폰산형 양이온 교환 수지의 존재하에 반응 온도 50 내지 100℃(바람직하게는 60 내지 90℃)에서, 연속식으로 압출 흐름 방식인 고정상 유통 방식으로 행해지는 것이 바람직하다.It is preferable that the isomerization treatment is carried out in a fixed bed flow system that is continuously extruded at a reaction temperature of 50 to 100 ° C. (preferably 60 to 90 ° C.) in the presence of the sulfonic acid type cation exchange resin.
이 고정상 유통 방식의 경우, 용액의 액 공간 속도는 바람직하게는 0.1 내지 20hr-1, 보다 바람직하게는 0.3 내지 15hr-1, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 10hr-1이다.In the case of the fixed bed flow system, the liquid space velocity of the solution is preferably from 0.1 to 20hr -1, more preferably from 0.3 to 15hr -1, more preferably from 0.5 to 10hr -1.
또한, 본 공정에 있어서 이성화 처리를 행하는 반응기는 병렬로 복수개 설치될 수도 있다. 예를 들면, 공정 (C)에서 얻은 모액을 이성화 처리 후에 (B) 공정으로 재순환시키기 위한 이성화 처리용 반응기와, 이성화 처리 후의 용액을 처리하는 공정 (E)로 보내기 위한 이성화 처리용 반응기로 분할하여 설치하는 것도 가능하다.In addition, the reactor which performs isomerization process in this process may be provided in plurality in parallel. For example, the mother liquor obtained in the step (C) is divided into an isomerization reactor for recycling to the step (B) after the isomerization treatment, and an isomerization reactor for sending the solution after the isomerization treatment to the step (E). It is also possible to install.
이성화 처리 후의 용액은 공정 (E)로 보내지지만, 당해 용액의 일부를 공정 (B)로 되돌리는 것이 바람직하다. 이성화 처리 후의 용액의 일부를 공정 (B)로 되돌림으로써, 이성화 처리가 이루어져서 생성된 비스페놀 A를 회수하여 비스페놀 A의 회수율을 향상시킬 수 있다. 또한, 이성화 처리 후의 용액은 페놀을 65 내지 85질량% 포함하기 때문에, 이 일부를 증발시켜 정석 조작에 상응한 비스페놀 A의 농도로 제조하기 위해서도, 당해 용액을 공정 (B)로 되돌리는 것이 바람직하다.Although the solution after isomerization process is sent to process (E), it is preferable to return a part of this solution to process (B). By returning a part of the solution after isomerization to process (B), the bisphenol A produced | generated by the isomerization process can be collect | recovered, and the recovery rate of bisphenol A can be improved. In addition, since the solution after isomerization contains 65-85 mass% of phenols, it is preferable to return this solution to process (B) also in order to evaporate a part and produce it in the density | concentration of bisphenol A corresponding to crystallization operation. .
상기 관점에서, 이성화 처리 후의 용액 중 공정 (E)로 보내는 용액량으로서는, 바람직하게는 5 내지 30질량%, 보다 바람직하게는 10 내지 25질량%, 더욱 바람직하게는 13 내지 23질량%이고, 공정 (B)로 되돌리는 용액량으로서는, 바람직하게는 95 내지 70질량%, 보다 바람직하게는 90 내지 75질량%, 더욱 바람직하게는 87 내지 77질량%이다.In view of the above, the solution amount sent to the step (E) in the solution after the isomerization treatment is preferably 5 to 30% by mass, more preferably 10 to 25% by mass, still more preferably 13 to 23% by mass, and the step As solution amount returned to (B), Preferably it is 95-70 mass%, More preferably, it is 90-75 mass%, More preferably, it is 87-77 mass%.
〔공정 (E)〕[Step (E)]
공정 (E)는, 공정 (D)의 이성화 처리 후의 용액을 정석한 후 고액 분리하여, 고형분과 모액으로 분리하는 공정이다. 본 공정에 의해, 비스페놀 A와 페놀의 부가물(어덕트)을 포함하는 고형분을 정석시키고, 고형분과 모액으로 분리한다.Process (E) is a process of solid-liquid separation after crystallizing the solution after the isomerization process of process (D), and separating into solid content and a mother liquid. By this process, solid content containing bisphenol A and the adduct (adduct) of a phenol is crystallized, and it isolate | separates into solid content and a mother liquid.
이성화 처리 후의 용액은, 정석 전에 페놀의 일부를 제거하여 농축하는 것이 바람직하다. 당해 농축은 온도 70 내지 140℃(바람직하게는 80 내지 125℃, 보다 바람직하게는 90 내지 115℃), 압력 1.5 내지 40kPa(바람직하게는 2.0 내지 25kPa, 보다 바람직하게는 3.0 내지 15kPa)의 조건하의 감압 증류에 의해 행해지는 것이 바람직하다. 농축 후의 용액의 비스페놀 A의 농도로서는, 바람직하게는 20 내지 50질량%이다.It is preferable that the solution after isomerization process removes and concentrates a part of phenol before crystallization. The concentration is carried out under conditions of a temperature of 70 to 140 ° C. (preferably 80 to 125 ° C., more preferably 90 to 115 ° C.) and a pressure of 1.5 to 40 kPa (preferably 2.0 to 25 kPa, more preferably 3.0 to 15 kPa). It is preferable to carry out by vacuum distillation. As a density | concentration of bisphenol A of the solution after concentration, Preferably it is 20-50 mass%.
농축 후의 용액으로부터 고형분의 정석 방법으로는, 감압 증류 종료 직후의 용액을 35 내지 60℃(바람직하게는 40 내지 55℃)까지 냉각시켜, 상기 고형분을 정석하여 슬러리로 하는 것이 바람직하다. 이때의 냉각은 상술한 공정 (C)와 마찬가지의 방법에 의해 행할 수 있다.As a crystallization method of solid content from the solution after concentration, it is preferable to cool the solution immediately after completion | finish of distillation under reduced pressure to 35-60 degreeC (preferably 40-55 degreeC), and to crystallize the said solid content and to make a slurry. Cooling at this time can be performed by the method similar to process (C) mentioned above.
또한, 고형분을 포함하는 슬러리는 상술한 공정 (C)와 마찬가지의 방법에 의해, 정석된 고형분과 모액으로 분리할 수 있다.In addition, the slurry containing solid content can be isolate | separated into crystallized solid content and a mother liquid by the method similar to the process (C) mentioned above.
여기서 정석된 고형분(이하, "회수 결정"이라고도 함)은, 상술한 공정 (B) 또는 공정 (C)로 되돌리는 것이 바람직하다. 당해 회수 결정은, 상술한 공정 (C)에서 얻어지는 결정보다도 많은 불순물을 포함하고 있지만, 회수 결정 중 불순물의 농도는, 공정 (A)에서 얻어지는 반응 혼합액 내의 불순물의 농도보다 낮다. 그로 인해, 회수 결정을 공정 (B) 또는 공정 (C)로 되돌림으로써, 공정 (A)에서 얻어진 반응 혼합액 내의 불순물의 농도가 낮아져, 회수 결정이 공급되지 않은 경우보다 고순도의 결정을 얻을 수 있다.It is preferable to return the solid content (henceforth "recovery crystal | crystallization") crystallized here to a process (B) or a process (C) mentioned above. Although the said recovery crystal | crystallization contains more impurity than the crystal | crystallization obtained at the process (C) mentioned above, the density | concentration of an impurity in a recovery crystal | crystallization is lower than the density | concentration of the impurity in the reaction liquid mixture obtained at a process (A). Therefore, by returning a recovery crystal to a process (B) or a process (C), the density | concentration of the impurity in the reaction liquid mixture obtained at the process (A) becomes low, and a crystal of higher purity can be obtained than when a recovery crystal is not supplied.
또한, 본 발명에 있어서, 공정 (E)에서 고액 분리하여 고형분을 제거한 모액에 대하여 페놀 회수 처리를 행하고, 페놀 회수 처리 후의 모액을 공정 (F)로 보내는 것이 바람직하다.Moreover, in this invention, it is preferable to perform a phenol recovery process with respect to the mother liquid which solid-liquid-separated and removed solid content in process (E), and sends the mother liquid after a phenol recovery process to process (F).
공정 (E)에서 얻은 당해 모액의 조성은, 통상 페놀: 45 내지 70질량%, 비스페놀 A: 5 내지 15질량%, 2,4'-이성체 등의 불순물: 20 내지 40질량%이다. 당해 모액에는 2,4'-이성체 등의 불순물을 많이 포함하고 있지만, 이들 불순물보다도 많은 페놀이 포함되어 있는 경우가 많다. 그로 인해, 페놀 회수의 효율성 측면에서, 당해 모액을 공정 (F)로 보내기 전에 당해 모액 내에 포함되는 많은 페놀을 회수하기 위하여, 공정 (E)에서 고액 분리하여 고형분을 제거한 모액에 대하여 페놀 회수 처리를 행하는 것이 바람직하다.The composition of the mother liquor obtained in the step (E) is usually 45 to 70% by mass, bisphenol A: 5 to 15% by mass, and 20 to 40% by mass of impurities such as 2,4'-isomer. The mother liquor contains many impurities such as 2,4'-isomers, but in many cases, more phenol is contained than these impurities. Therefore, in view of the efficiency of phenol recovery, in order to recover many phenols contained in the mother liquor before the mother liquor is sent to step (F), a phenol recovery treatment is performed on the mother liquor which has been subjected to solid-liquid separation in step (E). It is preferable to carry out.
페놀 회수 처리에 있어서의 페놀의 회수 방법으로는, 충전식 증류탑 등을 사용하여 감압 증류에 의해 페놀을 탑정으로부터 회수하고, 페놀 회수 후의 부생물 및 착색 물질 등을 많이 포함한 잔류액을 탑저로부터 얻는 방법이 바람직하다.As a method for recovering phenol in the phenol recovery process, a method of recovering phenol from the column top by distillation under reduced pressure using a packed distillation column or the like, and obtaining a residual liquid containing a large amount of by-products and coloring substances after phenol recovery from the bottom desirable.
당해 감압 증류의 조건으로는, 온도 120 내지 180℃(바람직하게는 135 내지 170℃), 압력 0.5 내지 20kPa(바람직하게는 1.0 내지 10kPa)의 조건하에서 행하는 것이 바람직하다. 또한, 이 감압 증류는 잔류액 내의 잔존 페놀량이 바람직하게는 20질량% 이하, 보다 바람직하게는 2 내지 15질량%가 될 때까지 행하는 것이 바람직하다.As conditions for the said vacuum distillation, it is preferable to carry out on condition of the temperature of 120-180 degreeC (preferably 135-170 degreeC), and the pressure of 0.5-20 kPa (preferably 1.0-10 kPa). Moreover, it is preferable to perform this vacuum distillation until the amount of residual phenols in a residual liquid becomes 20 mass% or less, More preferably, it becomes 2-15 mass%.
여기서 회수한 페놀은, 예를 들면 공정 (C) 또는 (E)의 정석·고액 분리 공정에서의 고형분의 세정액 또는 재용해액으로서, 또는 공정 (A)에서 사용되는 반응용 원료로서의 사용이 가능하다.The phenol recovered here can be used, for example, as a washing liquid or re-dissolving solution for solids in the crystallization and solid-liquid separation step of step (C) or (E), or as a raw material for reaction used in step (A). .
〔공정 (F)〕[Step (F)]
공정 (F)는, 공정 (E)에서 얻은 모액 중, 계 내에 존재하는 당해 모액의 적어도 일부를 알칼리 분해 처리하고, 페놀 및/또는 p-이소프로페닐페놀(IPP)을 회수하고, 회수한 당해 페놀 및/또는 IPP를, 재결합 반응기를 경유하지 않고 공정 (A)의 상기 반응기에 공급하는 공정이다.Step (F) is an alkali decomposition treatment of at least a part of the mother liquor present in the system in the mother liquor obtained in step (E) to recover and recover phenol and / or p-isopropenylphenol (IPP). It is a process of supplying phenol and / or IPP to the said reactor of process (A) without passing through a recombination reactor.
또한 본 공정에 있어서, 공정 (E)에서 얻은 모액 중, 계 내에 존재하는 당해 모액의 전량에 대하여 알칼리 분해 처리를 행할 수도 있다. 단, 공정 (E)에서 고액 분리하여 고형분을 제거한 모액에 페놀 회수 처리를 행하고, 페놀을 회수한 후의 나머지 모액에 대하여 알칼리 분해 처리를 행하는 것이 바람직하다.Moreover, in this process, alkali decomposition process can also be performed with respect to the whole quantity of the said mother liquid which exists in a system among the mother liquid obtained at the process (E). However, it is preferable to perform a phenol recovery process to the mother liquid from which solid-liquid separation and solid content were removed in the process (E), and alkali decomposition treatment is performed with respect to the remaining mother liquid after collect | recovering phenol.
공정 (E)에서 고형 분리하여 고형물을 제거한 모액은, 상술한 바와 같이 비스페놀 A, 2,4'-이성체 등의 불순물이 많이 포함되어 있다. 또한, 당해 모액으로부터 페놀을 회수한 후의 모액에 대해서는, 이 비스페놀 A, 2,4'-이성체 등의 불순물의 비율이 많아진다. 본 공정에서는, 불순물을 많이 포함하는 이들 모액에 알칼리를 첨가하고, 알칼리 분해 반응탑의 반응조에 당해 모액을 공급한다. 그리고 고온·감압하에서 조작함으로써, 비스페놀 A, 2,4'-이성체 등의 불순물은 페놀과 IPP로 분해된다.As mentioned above, the mother liquid which solid-separated and removed the solid substance in process (E) contains many impurities, such as bisphenol A and a 2,4'-isomer. Moreover, about the mother liquid after collect | recovering phenol from the said mother liquid, the ratio of impurities, such as this bisphenol A and a 2,4'-isomer, increases. In this process, alkali is added to these mother liquids containing many impurities, and this mother liquid is supplied to the reaction tank of an alkali decomposition reaction tower. By operating under high temperature and reduced pressure, impurities such as bisphenol A and 2,4'-isomers are decomposed into phenol and IPP.
당해 페놀과 IPP는 반응탑의 탑정으로부터 회수할 수 있고, 크로만 화합물 등의 불순물은 중질의 불순물(고비점물)로 변환되어 반응탑의 탑저(반응조)로부터 타르(잔사)로서 취출된다. The said phenol and IPP can be collect | recovered from the tower top of a reaction tower, and impurities, such as a chroman compound, are converted into a heavy impurity (high boiling point), and are taken out as tar (residue) from the tower bottom (reactor) of a reaction tower.
또한, 당해 페놀과 IPP는 양쪽 모두 회수할 수도 있고, 한쪽만을 회수할 수도 있다.In addition, both the said phenol and IPP may be collect | recovered, and only one may be collect | recovered.
또한, 알칼리 분해 처리는 연속식 또는 회분식 중 어느 것으로도 행할 수 있다.In addition, an alkali decomposition process can be performed in either a continuous type or a batch type.
본 발명에 있어서, 공정 (E)에서 얻은 모액의 일부를 계 외로 배출할 수도 있지만, 배출 후에 적어도 계 내에 존재하는 당해 모액의 적어도 일부를 알칼리 분해 처리한다.In the present invention, a part of the mother liquor obtained in step (E) may be discharged out of the system, but at least a part of the mother liquor present in the system at least after the discharge is subjected to alkali decomposition treatment.
상술한 바와 같이, 계 내에 존재하는 당해 모액의 적어도 일부를 알칼리 분해 처리함으로써, 당해 모액 중에 존재하는 비스페놀 A, 2,4'-비스페놀 A, 트리스페놀 등이 분해되어, 페놀 및/또는 IPP를 회수할 수 있다. IPP는 페놀과 아세톤으로부터의 생성물이며, 비스페놀 A의 중간체이기 때문에, 여기서 얻은 페놀 및/또는 IPP를 공정 (A)로 되돌림으로써, 계 내에 새롭게 공급을 필요로 하는 원료인 페놀 및 아세톤의 공급량을 저감시킬 수 있다.As described above, at least a part of the mother liquor present in the system is subjected to alkali decomposition to decompose bisphenol A, 2,4'-bisphenol A, trisphenol and the like present in the mother liquor to recover phenol and / or IPP. can do. Since IPP is a product from phenol and acetone, and is an intermediate of bisphenol A, by reducing the phenol and / or IPP obtained in step (A), the supply amount of phenol and acetone, which are raw materials that need to be newly supplied into the system, is reduced. You can.
또한, 페놀 및/또는 IPP의 회수율을 향상시켜, 계 내에 새롭게 공급할 필요가 있는 페놀 및 아세톤의 공급량을 저감시키는 관점에서, 공정 (E)에서 얻은 모액의 전량을 알칼리 분해 처리하는 것이 바람직하다.In addition, from the viewpoint of improving the recovery rate of phenol and / or IPP and reducing the supply amount of phenol and acetone that need to be newly supplied into the system, it is preferable to carry out alkali decomposition treatment of the entire amount of the mother liquor obtained in step (E).
알칼리 분해 처리에서 사용하는 알칼리로서는 수산화나트륨, 수산화칼륨 등을 들 수 있고, 이들은 수용액의 형태로 첨가할 수도 있다.Examples of the alkali used in the alkali decomposition treatment include sodium hydroxide and potassium hydroxide, and these may be added in the form of an aqueous solution.
첨가하는 알칼리의 양은, 반응조에 공급되는 페놀을 제외한 공급량에 대하여 바람직하게는 0.01 내지 3.0질량%, 보다 바람직하게는 0.05 내지 2.0질량%이다.The amount of alkali to be added is preferably 0.01 to 3.0% by mass, and more preferably 0.05 to 2.0% by mass with respect to the supply amount except for phenol supplied to the reaction tank.
알칼리 분해 처리를 행할 때, 반응조 및 증류탑의 온도는 바람직하게는 180 내지 350℃, 보다 바람직하게는 190 내지 300℃, 더욱 바람직하게는 200 내지 280℃이다.When performing an alkali decomposition process, the temperature of a reaction tank and a distillation column becomes like this. Preferably it is 180-350 degreeC, More preferably, it is 190-300 degreeC, More preferably, it is 200-280 degreeC.
또한, 반응조 및 증류탑의 압력은 바람직하게는 0.5 내지 50kPa, 보다 바람직하게는 1.5 내지 20kPa, 더욱 바람직하게는 3.0 내지 10kPa이다.In addition, the pressure of the reaction tank and the distillation column is preferably 0.5 to 50 kPa, more preferably 1.5 to 20 kPa, still more preferably 3.0 to 10 kPa.
본 발명에 있어서, 탑정으로부터 회수된 페놀 및/또는 IPP는 응축 액화시켜 공급 원료인 페놀 및 아세톤과 혼합한 후, 공정 (A)의 반응기에 공급된다. 또한, 본 공정에서 회수한 페놀 및/또는 IPP는 선공정까지 회수한 페놀과 함께, 응축 액화시킬 수도 있다.In the present invention, the phenol and / or IPP recovered from the column top is condensed and mixed with phenol and acetone as feedstocks, and then supplied to the reactor of step (A). In addition, the phenol recovered in this step and / or IPP can be condensed and liquefied together with the phenol recovered up to the previous step.
여기서, 회수한 페놀 및/또는 IPP가 재결합 반응기를 경유하여 공정 (A)의 반응기에 공급되면, 상술한 바와 같이 재결합 반응기 내에서 페놀과 IPP가 반응하여 비스페놀 A가 생성된다. 이 생성된 비스페놀 A가 공정 (A)의 반응기 내로 보내지면, 반응성이 높은 반응 중간체인 IPP와 더 반응하여 부생성물이 발생되어, 제조되는 비스페놀 A의 품질 저하의 원인이 된다.Here, when the recovered phenol and / or IPP is supplied to the reactor of step (A) via the recombination reactor, as described above, phenol and IPP react in the recombination reactor to produce bisphenol A. When the produced bisphenol A is sent into the reactor of the step (A), by-products are further reacted with IPP, which is a highly reactive reaction intermediate, to cause deterioration of the quality of the produced bisphenol A.
그로 인해, 본 발명에 있어서는 회수한 페놀 및/또는 IPP는 재결합 반응기를 경유하지 않고, 공정 (A)의 반응기에 공급된다.Therefore, in the present invention, the recovered phenol and / or IPP is supplied to the reactor of step (A) without passing through the recombination reactor.
또한, 회수한 페놀 및 IPP는 재결합 반응기를 경유하지 않으면, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 다른 공정·반응기를 경유하여 공정 (A)의 반응기에 공급될 수도 있지만, 직접 공정 (A)의 상기 반응기에 공급되는 것이 바람직하다.Further, the recovered phenol and IPP may be supplied to the reactor of step (A) via another step or reactor within a range that does not impair the effects of the present invention unless it passes through the recombination reactor, It is preferred to be fed to the reactor.
이상과 같이, 본 발명의 제조 방법에 의하면 공급하는 원료 사용량을 효과적으로 저감시키면서, 무색이며 고순도인 고품질의 비스페놀 A를 제조할 수 있다.As described above, according to the production method of the present invention, bisphenol A of colorless and high purity can be produced while effectively reducing the amount of raw materials to be supplied.
본 발명의 제조 방법에 의해 얻어진 비스페놀 A의 JIS K 4101에 기초하는 비색법으로 측정되는 색상(APHA)은, 바람직하게는 15 이하, 보다 바람직하게는 12 이하, 더욱 바람직하게는 10 이하이다.The color (APHA) measured by the colorimetric method based on JIS K 4101 of bisphenol A obtained by the manufacturing method of the present invention is preferably 15 or less, more preferably 12 or less, and still more preferably 10 or less.
[실시예] EXAMPLE
이하의 본 발명을 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명하는데, 본 발명이 이들 실시예로 하등 한정되는 것은 아니다.EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples at all.
또한, 이하의 실시예 및 비교예에 있어서, 제조 공정 중에 생성된 페놀 및 비스페놀 A 등은 HPLC 분석에 의해 정량하였다.In the following examples and comparative examples, phenol, bisphenol A, and the like produced during the production process were quantified by HPLC analysis.
또한, 제조한 비스페놀 A의 색상(APHA)은, 20g의 비스페놀 A를 에탄올 20ml에 용해시키고, 분광 광도계(히타치 세이사꾸쇼사 제조, 제품명 "U-3410형 자기 분광 광도계")를 사용하여 JIS K 4101에 기초하는 비색법으로 측정하였다.In addition, the color (APHA) of the produced bisphenol A was dissolved in 20 g of bisphenol A in 20 ml of ethanol, and was subjected to JIS K using a spectrophotometer (manufactured by Hitachi Seisakusho Co., Ltd., product name "U-3410 type magnetic spectrophotometer"). It measured by the colorimetric method based on 4101.
실시예 1 Example 1
도 2는, 본 실시예 1의 비스페놀 A의 제조 방법의 공정도이다. 이하, 도 2에 도시한 공정도에 따라, 실시예 1에서 행한 비스페놀 A를 제조하는 방법에 대하여 설명한다.2 is a flowchart of a method for producing bisphenol A according to the first embodiment. Hereinafter, according to the process diagram shown in FIG. 2, the method of manufacturing bisphenol A performed in Example 1 is demonstrated.
촉매로서, 술폰산형 양이온 교환 수지(미쯔비시 가가꾸(주) 제조, 제품명 "다이아 이온-104H")에 대하여, 2-메르캅토에틸아민으로 술폰산기의 20몰%를 부분 중화한 것을 충전한 고정상 반응기에, 초기 공급량 페놀 51.9t/h와 아세톤 4.5t/h의 혼합물을 촉매층의 온도를 80℃로 유지하면서, 상압(0.1MPa)의 환경하에 액 공간 속도 1.0hr-1로 연속적으로 공급하였다(아세톤 1몰에 대한 페놀의 공급량은 7.1몰이다). 그리고, 비스페놀 A를 생성하여 해당 비스페놀 A를 포함하는 반응 혼합액을 얻었다(공정 (A)).As a catalyst, a fixed-bed reactor packed with 20 mol% of sulfonic acid groups partially neutralized with 2-mercaptoethylamine to sulfonic acid type cation exchange resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product name "Dia ion-104H"). The mixture of 51.9 t / h of phenol 51.9 t / h and 4.5 t / h of acetone was continuously supplied at 1.0hr -1 of liquid space velocity in the environment of normal pressure (0.1 Mpa), maintaining the temperature of a catalyst layer at 80 degreeC (acetone The amount of phenol supplied per mole is 7.1 moles). And bisphenol A was produced | generated and the reaction liquid mixture containing this bisphenol A was obtained (process (A)).
얻어진 반응 혼합액으로부터, 온도 150℃, 압력 40kPa의 조건하에서, 주로 미반응 아세톤, 반응 생성수, 저비점 물질을 증류 제거하고, 이어서 온도 90℃, 압력 10kPa의 조건하에서, 주로 페놀을 증류 제거하고, 농축하여 농축액을 얻었다(공정 (B)).From the obtained reaction liquid mixture, unreacted acetone, reaction product water, and a low boiling point substance are distilled mainly under the conditions of the temperature of 150 degreeC, and pressure of 40 kPa, and then phenol is distilled off mainly under the conditions of temperature of 90 degreeC and pressure of 10 kPa, and concentrated. The obtained liquid was obtained (process (B)).
이 농축액을 90℃에서 45℃까지 냉각시켜, 비스페놀 A와 페놀의 부가물(어덕트)을 포함하는 고형분을 정석시킨 후, 원심 분리기에 의해 분리하여, 당해 고형물과, 11.2t/h의 모액으로 분리했다(공정 (C)). 또한, 고형물에 대해서는 세정하고, 용융시켜 어덕트 분해한 후, 온도 170℃, 압력 2kPa의 조건하에 조작된 증류탑으로 보내고, 페놀을 증류 제거 회수하였다. 그리고, 증류탑의 탑저로부터 비스페놀 A를 포함하는 용액을 추출하고, 추가로 스팀 스트리핑에 의해 당해 용액으로부터 잔존 페놀을 완전히 제거하여, 6.3t/h의 비스페놀 A를 얻었다.The concentrated solution was cooled from 90 ° C to 45 ° C, crystallized a solid containing bisphenol A and an adduct (adduct) of phenol, and then separated by a centrifugal separator, into a solid and a mother liquid of 11.2 t / h. It separated (process (C)). Moreover, about solid substance, it wash | cleaned, melt | dissolved, and adduct decomposition, and sent to the distillation column operated under the conditions of the temperature of 170 degreeC, and the pressure of 2 kPa, and phenol was distilled off and collect | recovered. Then, a solution containing bisphenol A was extracted from the bottom of the distillation column, and residual phenol was completely removed from the solution by steam stripping to obtain 6.3 t / h bisphenol A.
한편, 원심 분리기에서 분리된 11.2t/h의 모액의 전량을 온도 70℃, 액 공간 속도 1hr-1의 조건하에서 술폰산형 양이온 교환 수지(미쯔비시 가가꾸(주) 제조, 제품명 "다이아 이온-104H")에 접촉시켜, 이성화 처리를 행했다(공정 (D)).On the other hand, the entire amount of the mother liquor of 11.2t / h separated by the centrifugal separator was subjected to sulfonic acid type cation exchange resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product name "Dia ion-104H") under conditions of a temperature of 70 ° C and a liquid space velocity of 1 hr -1 . ), And an isomerization treatment was performed (step (D)).
그리고, 이성화 처리 후의 용액 중 8.8t/h의 용액은 공정 (B)의 농축 공정으로 되돌리고, 나머지 2.4t/h의 용액을 온도 100℃, 압력 5kPa의 조건하에서 농축시켜 일부 페놀을 증류 제거한 후, 50℃까지 냉각시켜 비스페놀 A와 페놀의 부가물(어덕트)을 포함하는 고형분을 정석시킨 후, 원심 분리기로 분리하고, 고형분을 세정하여 0.7t/h의 고형물과, 1.7t/h의 모액을 얻었다(공정 (E)). 이 고형물은 용융시킨 후, 공정 (B)의 농축 공정으로 되돌렸다.Then, the solution of 8.8t / h in the solution after isomerization is returned to the concentration step of step (B), and the remaining 2.4t / h solution is concentrated under the condition of temperature 100 ° C and pressure 5 kPa to distill off some phenols, After cooling to 50 ° C., solids containing bisphenol A and adducts of adducts (adducts) were crystallized and separated by centrifugation. The solids were washed to obtain 0.7t / h solids and 1.7t / h mother liquor. (Step (E)). After this solid melted, it returned to the concentration process of process (B).
한편, 상기한 공정 (E)에서 고형분을 제거한 모액은, 온도 160℃, 압력 2kPa의 조건하에서 페놀을 증발시켜, 1.3t/h의 페놀을 회수함과 동시에, 0.4t/h의 잔류액(잔류 모액)을 얻었다.On the other hand, the mother liquor from which solid content was removed by said process (E) evaporates a phenol on condition of the temperature of 160 degreeC, and a pressure of 2 kPa, collect | recovers 1.3 t / h phenol, and 0.4t / h the residual liquid (residual Mother liquor).
이 0.4t/h의 잔류액(잔류 모액)을, 10kg/h의 25% 수산화나트륨 수용액을 첨가한 후, 탑저에 반응조를 갖는 알칼리 분해 반응탑의 반응조에 공급하고, 온도 250℃, 압력 6.7kPa의 조건하에서 조작하여, 반응탑의 탑정으로부터 0.21t/h의 페놀 및 p-이소프로페닐페놀(IPP)을 얻고, 반응탑의 탑저(반응조)로부터 0.17t/h의 타르(잔사)를 얻었다. 그리고, 탑정으로부터 얻은 페놀 및 IPP는 다른 공정에서 회수한 페놀과 혼합하여, 직접 공정 (A)의 고정상 반응기에 공급했다(공정 (F)).After adding 10 kg / h of 25% sodium hydroxide aqueous solution, this 0.4t / h residual liquid (residual mother liquid) is supplied to the reaction tank of the alkali decomposition reaction tower which has a reaction tank at the bottom, and the temperature is 250 degreeC, and the pressure is 6.7 kPa. It operated under the conditions of, and obtained 0.21 t / h phenol and p-isopropenyl phenol (IPP) from the tower top of the reaction tower, and obtained 0.17 t / h tar (residue) from the tower bottom (reactor) of the reaction tower. Then, phenol and IPP obtained from the column top were mixed with phenol recovered in another step, and fed directly to the fixed bed reactor of step (A) (step (F)).
상기 공정을 포함하는 사이클을 반복하고, 공급 페놀 및 아세톤을 조정하여, 비스페놀 A의 생산량이 6.3t/h로 일정해지도록 하여 일정 시간 경과 후, 공급 페놀량은 5.40t/h가 되고, 공급 아세톤량은 1.70t/h였다. 또한, 제조된 비스페놀 A의 색상(APHA)은 10이었다.The cycle including the above steps was repeated, and the supply phenol and acetone were adjusted so that the yield of bisphenol A was constant at 6.3 t / h. After a certain time, the supply phenol amount was 5.40 t / h, and the supply acetone The amount was 1.70 t / h. In addition, the bisphenol A had a color (APHA) of 10.
비교예 1 Comparative Example 1
도 3은, 본 비교예 1의 비스페놀 A의 제조 방법의 공정도이다. 도 3에 도시한 공정에 따라서 비스페놀 A를 제조하였다.3 is a flowchart of a method of producing bisphenol A of Comparative Example 1. FIG. Bisphenol A was prepared according to the process shown in FIG. 3.
즉, 실시예 1의 공정 (E)에서 고형분을 제거한 모액으로부터 페놀을 회수한 후에 남은 0.4t/h의 잔류액(잔류 모액)을, 상기 공정 (F)를 거치지 않고 폐기한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 제조 방법에 의해 6.3t/h의 비스페놀 A가 제조되도록 조정하였다.That is, except for discarding 0.4t / h residual liquid (residual mother liquid) which remained after recovering phenol from the mother liquid from which solid content was removed in the process (E) of Example 1, without passing through the said process (F), It adjusted so that 6.3 t / h bisphenol A might be manufactured by the manufacturing method similar to 1.
일정 시간 경과 후, 공급 페놀량은 5.55t/h가 되고, 공급 아세톤량은 1.75t/h였다. 또한, 제조된 비스페놀 A의 색상(APHA)은 10이었다.After a certain time, the amount of phenol supplied was 5.55 t / h, and the amount of acetone supplied was 1.75 t / h. In addition, the bisphenol A had a color (APHA) of 10.
제조된 비스페놀 A는 실시예 1과 마찬가지로 고품질이었지만, 비교예 1의 제조 방법에서는 공급 페놀량을 0.15t/h, 공급 아세톤량을 0.05t/h으로, 실시예 1의 제조 방법에 비하여 많이 공급할 필요가 있었다.The produced bisphenol A was of the same high quality as in Example 1, but in the production method of Comparative Example 1, the amount of supply phenol was 0.15 t / h, the amount of acetone was 0.05 t / h, and it was necessary to supply more than the production method of Example 1. There was.
즉, 비교예 1의 제조 방법은, 실시예 1에 비하여 연간 공급 페놀 1,200t, 공급 아세톤 400t만큼 많은 원료를 필요로 한다.That is, compared with Example 1, the manufacturing method of the comparative example 1 requires as many raw materials as 1,200 t of supply phenols and 400 tons of acetone.
비교예 2 Comparative Example 2
도 4는, 본 비교예 2의 비스페놀 A의 제조 방법의 공정도이다. 도 4에 도시한 공정도에 따라서 비스페놀 A를 제조하였다.4 is a flowchart of a method of producing bisphenol A of Comparative Example 2. FIG. Bisphenol A was prepared according to the process diagram shown in FIG. 4.
즉, 실시예 1의 공정 (F)에 있어서, 증발탑의 탑정으로부터 얻은 페놀 및 IPP를 다른 공정에서 회수한 페놀과 혼합하여, 재결합 반응기에서 페놀과 IPP를 반응시켜서 비스페놀 A를 생성하고, 재결합 반응기에서 생성된 비스페놀 A를 포함하는 반응물을 공정 (A)의 고정상 반응기에 공급한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 제조 방법에 의해 6.3t/h의 비스페놀 A가 제조되도록 조정하였다.That is, in the step (F) of Example 1, phenol and IPP obtained from the top of the evaporation tower are mixed with phenol recovered in another process, and bisphenol A is produced by reacting phenol and IPP in a recombination reactor to produce bisphenol A. Except that the reactant containing bisphenol A produced | generated at was supplied to the fixed bed reactor of process (A), it adjusted so that 6.3 t / h bisphenol A may be manufactured by the manufacturing method similar to Example 1.
일정 시간 경과 후, 공급 페놀량은 5.40t/h가 되고, 공급 아세톤량은 1.70t/h으로, 실시예 1과 마찬가지였다. 그러나, 제조된 비스페놀 A의 색상(APHA)은 20으로, 실시예 1에서 제조된 비스페놀 A에 비하여 품질이 떨어진 결과였다. 이는 재결합 반응기에서 생성된 비스페놀 A가 반응기에 공급됨으로써, 예를 들면 반응기 중에 존재하는 IPP와 비스페놀 A가 더 반응하여 얻어지는 부생성물이 잔존하는 것이 원인이라 생각된다.After a certain time, the amount of supplied phenol was 5.40 t / h, and the amount of acetone supplied was 1.70 t / h, which was the same as in Example 1. However, the color (APHA) of the prepared bisphenol A was 20, which was a result of deterioration in quality compared to the bisphenol A prepared in Example 1. This is considered to be caused by supply of bisphenol A produced in the recombination reactor to the reactor, for example, by-products obtained by further reaction between IPP and bisphenol A present in the reactor remain.
본 발명의 비스페놀 A의 제조 방법에 의하면, 고품질의 비스페놀 A를 제조할 수 있으며, 공급하는 원료 사용량을 효과적으로 저감시킬 수 있다. 얻어진 비스페놀 A는 폴리카르보네이트 수지나 폴리아릴레이트 수지 등의 엔지니어링 플라스틱의 원료로서 사용할 수 있다.According to the manufacturing method of bisphenol A of this invention, high quality bisphenol A can be manufactured and the usage-amount of the raw material to be supplied can be reduced effectively. Obtained bisphenol A can be used as a raw material of engineering plastics, such as a polycarbonate resin and a polyarylate resin.
Claims (6)
공정 (A): 산 촉매의 존재하에 과잉의 페놀과 아세톤을 축합 반응시키는 반응기에 있어서, 비스페놀 A를 생성하여, 비스페놀 A를 포함하는 반응 혼합액을 얻는 공정
공정 (B): 공정 (A)에서 얻은 반응 혼합액을 농축하여, 농축액을 얻는 공정
공정 (C): 공정 (B)에서 얻은 농축액을 정석(晶析)한 후 고액 분리하여, 비스페놀 A와 페놀의 부가물을 포함하는 고형분과, 모액으로 분리하는 공정
공정 (D): 공정 (C)에서 얻은 모액 중, 계 내에 존재하는 당해 모액의 적어도 일부를 이성화 처리하는 공정
공정 (E): 공정 (D)의 이성화 처리 후의 용액을 정석한 후 고액 분리하여, 고형분과 모액으로 분리하는 공정
공정 (F): 공정 (E)에서 얻은 모액 중, 계 내에 존재하는 당해 모액의 적어도 일부를 알칼리 분해 처리하고, 페놀 및/또는 p-이소프로페닐페놀을 회수하고, 회수한 당해 페놀 및/또는 p-이소프로페닐페놀을, 재결합 반응기를 경유하지 않고 공정 (A)의 상기 반응기에 공급하는 공정 The manufacturing method of bisphenol A which has the following process (A)-(F).
Step (A): a step of producing a reaction mixture containing bisphenol A by producing bisphenol A in a reactor for condensing excess phenol and acetone in the presence of an acid catalyst.
Step (B): step of concentrating the reaction mixture obtained in Step (A) to obtain a concentrate
Process (C): The process of isolate | separating solid solution containing bisphenol A and the addition product of a phenol, and a mother liquid after crystallizing the concentrate obtained in process (B), and solid-liquid separation.
Process (D): The process of isomerizing at least one part of the said mother liquid which exists in a system among the mother liquid obtained at the process (C).
Process (E): The process of solidifying and separating a solution after the isomerization process of process (D), and separating into solid content and a mother liquid
Step (F): Of the mother liquor obtained in the step (E), at least a part of the mother liquor present in the system is subjected to an alkali decomposition treatment to recover phenol and / or p-isopropenylphenol, and the recovered phenol and / or supplying p-isopropenylphenol to the reactor of step (A) without passing through a recombination reactor
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