专利名称：从bpa废物流回收苯酚的方法
从BPA废物流回收苯酚的方法领域本发明涉及从双酚A废物流回收苯酚的方法，特别是涉及通过采用最小值的蒸气增加苯酚回收的成本效益以满足每个工艺步骤的工作周期的方法。背景双酚A (4，4’ - 二羟基-2，2-二苯基丙烷或BPA)是通过丙酮与过量苯酚在酸性催化剂或阳离子交换树脂存在下缩合生成的。粗产物除了希望的双酚A和未反应的苯酚之外，还含有不希望的副产物，例如双酚A异构体、三苯酚和其它较高分子量物质。通常通过单一或一系列结晶步骤从粗产物分离出双酚A，留下富含不希望的副产物的母液流，一部分母液流被排出以从工艺清除不希望的副产物。或者，可通过单一或一系列蒸馏步骤从粗产物分离出双酚A，蒸馏步骤也产生富含不希望的副产物的料流，一部分料流被排出。被排出的料流可含有未反应的苯酚和双酚A以及不希望的副产物。通过蒸馏、通常真空蒸馏从被排出的料流典型地回收苯酚。为了增加苯酚的回收用于再循环到BPA工艺中，已知对不希望的副产物进行催化裂解，许多副产物在其结构内含有苯酚部分。典型地，将裂解步骤的产物再循环到蒸馏步骤，在这里来自裂解工艺的热有助于提供蒸馏步骤所需的热输入并且裂解步骤中释放的苯酚被回收。裂解步骤的产物典型地是苯酚或苯酚与异丙烯基苯酚(IPP)的组合。在该方法中，系统使用裂解热源来提供裂解热负荷和用于苯酚回收所需的蒸馏塔再沸器负荷。On0等人的美国专利号6，459，004公开了这种系统(第二栏，第31-36行)。然而，蒸馏步骤不需要裂解反应那样高的温度，但回收裂解步骤的产物所需的再沸热负荷明显高于裂解所需的热负荷。结果是使用较高质量(较高温度)和由此较高成本的热源来提供比所需的多得多的热负荷，这不是经济有效的。概述在一个实施方案中，本发明涉及从BPA废物流回收苯酚的方法，所述方法包括(a)将包含含苯酚部分的芳族化合物的BPA废物流进料到蒸馏塔；(b)在所述蒸馏塔中蒸馏所述废物流以形成含苯酚的馏出物产物流和塔底物流；(c)将所述塔底物流中的大部分进料到低温装置，将所述大部分加热至第一温度并将所述被加热的大部分再循环到蒸馏塔；(d)将所述塔底物流中的小部分进料到高温装置，并将所述小部分加热至高于所述第一温度的裂解温度；(e)将所述被加热的小部分进料到催化裂解容器；和(f)将所述小部分裂解和闪蒸以形成富含苯酚的流出流和贫于苯酚的残余流。所述方法进一步包括将至少一部分所述贫于苯酚的残余流再循环到所述高温装置。有利地，控制第一温度和所述大部分被加热的塔底物的流动，以提供蒸馏塔热负荷所需的热。方便地，一部分贫于苯酚的残余流进料到热交换器，热交换器用于预加热所述高温装置的所述塔底物上升流的所述小部分。所述方法可进一步包括使所述富含苯酚的流出流在安装于所述催化裂解容器上的精馏单元中回流，并且可以将所述富含苯酚的流出流再循环到所述蒸馏塔。在该实施方案中，回流流从所述BPA废物流获得、或从所述苯酚流出流获得、或从所述蒸馏塔的侧流获得。在一些情况中，将经回流的富含苯酚的流出流冷凝和回收是有利的。方便地，催化裂解容器可安装在所述蒸馏塔的下面并在与所述蒸馏塔相同的外壳中，所述蒸馏塔和所述裂解容器通过隔离盘隔开，在步骤(d)之前所述塔底物中的所述小部分溢出塔阱(trap)并落入所述裂解容器。典型地，BPA废物流包含BPA异构体，未反应的苯酚、三苯酚、羟苯基色满、异丙烯基苯酚二聚物和茚满。在另一实施方案中，本发明涉及生产双酚A(BPA)的方法，所述方法包括(a)在一定条件下使丙酮与摩尔过量的苯酚在催化剂存在下缩合以生成包含BPA 异构体、未反应的苯酚、三苯酚、羟苯基色满、异丙烯基苯酚二聚物和茚满的流出流；(b)从所述流出流回收BPA和未反应的苯酚以留下包含BPA异构体、未回收的苯酚、三苯酚、羟苯基色满、异丙烯基苯酚二聚物、茚满和其它较重质的芳族化合物的BPA废物流；(c)将所述BPA废物流进料到蒸馏塔；(d)在所述蒸馏塔中蒸馏所述废物流以形成含苯酚的馏出物流出流和较重质的塔底物流；(e)将所述塔底物流中的大部分进料到低温装置，将所述大部分加热至第一温度并将所述被加热的大部分再循环到蒸馏塔；(f)将所述塔底物流中的小部分进料到高温装置并将所述小部分加热至高于所述
第一温度的裂解温度；(g)将所述被加热的小部分进料到催化裂解容器；和(h)将所述小部分裂解以形成富含苯酚的流出流和贫于苯酚的残余流。所述方法可进一步包括将至少一部分所述贫于苯酚的残余流再循环到所述高温直ο有利地，在所述方法的该实施方案中，控制第一温度和所述大部分被加热的塔底物的流动，以提供用于蒸馏塔热负荷所需的热。方便地，在所述方法的该实施方案中，将一部分贫于苯酚的残余流进料到热交换器，热交换器被用于预加热所述高温装置的所述塔底物上升流的所述小部分。所述方法可进一步包括将富含苯酚的流出流再循环到所述蒸馏塔的步骤。或者，所述方法可进一步包括使所述富含苯酚的流出流在安装于所述催化裂解容器上的精馏单元中回流，其中回流流从所述BPA废物流获得、或从所述苯酚流出流获得、或甚至从所述蒸馏塔的侧流获得。在一个实施方案中，将经回流的富含苯酚的流出流冷凝和回收。方便地，可将催化裂解容器安装在所述蒸馏塔的下面并在与所述蒸馏塔相同的外壳中，所述蒸馏塔和所述裂解容器通过隔离盘隔开，在步骤(f)之前所述塔底物中的所述小部分溢出塔阱并落入所述裂解容器。附图简述
图1示出常规现有技术的裂解和蒸馏方法。图2示出本发明的第一改进方法的实施方案，其中用于塔蒸馏和裂解的热负荷被分开。图3示出本发明的第二改进方法的实施方案，它是图2方法的改进方案。图4示出图3方法的改进方案。图5示出本发明的另一实施方案，其中蒸馏塔和裂解反应器被合并在一个外壳中。详述双酚A(BPA)合成方法最初包括在酸催化剂存在下使丙酮与化学计量过量的苯酚反应。苯酚/丙酮摩尔比通常在3至30、典型地5至20的范围内。反应在通常50至100°C 的温度、通常在大气压至600kPa的压力下进行。作为催化剂，通常使用强无机酸或强酸性阳离子交换树脂，例如磺酸型树脂，包括用含硫的胺化合物部分中和的那些。作为含硫的胺化合物，可以使用用于双酚A的合成的一般促进剂，例如，2- (4-吡啶基)乙硫醇、2-巯基乙胺、3-巯基丙胺、N，N- 二甲基-3-巯基丙胺、N，N-二正丁基-4-巯基丁胺和2，2-二甲基噻唑烷。基于酸性离子交换剂中的酸根 (磺酸根)，以通常2至30mol %、例如5至20mol %的量使用这种促进剂。苯酚与丙酮的缩合反应典型地在固定床连续流动系统或悬浮床分批系统中进行。对于固定床流动系统而言，供给到反应器的原料混合物的液体空间速度通常是0. 2至 SOhr—1。对于悬浮床分批系统而言，所用的强酸性离子交换树脂的量尽管根据反应温度和压力可变化，但基于原料混合物通常是20至100重量％。反应时间通常是0. 5至5小时。除了所希望的双酚A，来自缩合反应的流出物包含反应生成的水、未反应的丙酮、 未反应的苯酚、和各种不希望的含苯酚部分的副产物，例如双酚A异构体(例如，2-(4-羟苯基)-2-(2-羟苯基)丙烷或ο，ρ-ΒΡΑ)、三苯酚(参见下式I)、异丙烯基苯酚(IPP) 二聚物 (参见下式Ila、IIb和IIc)和羟苯基色满(参见下式IIIa和inb)、取代的咕吨和在分子框架中具有三个或更多个苯环的更高度稠合的化合物。将IPP 二聚物、羟苯基色满、茚满、 咕吨和更高度缩合的化合物统称为“BPA重质物”。
权利要求
1.从BPA废物流回收苯酚的方法，所述方法包括(a)将包含含苯酚部分的芳族化合物的BPA废物流进料到蒸馏塔；(b)在所述蒸馏塔中蒸馏所述废物流以形成含苯酚的馏出物产物流和塔底物流；(c)将所述塔底物流中的大部分进料到低温装置，将所述大部分加热至第一温度并将所述被加热的大部分再循环到蒸馏塔；(d)将所述塔底物流中的小部分进料到高温装置，并将所述小部分加热至高于所述第一温度的裂解温度；(e)将所述被加热的小部分进料到催化裂解容器；和(f)将所述小部分裂解和闪蒸以形成富含苯酚的流出流和贫于苯酚的残余流。
2.权利要求1的方法，其进一步包括将至少一部分所述贫于苯酚的残余流再循环到所述高温装置。
3.权利要求1或2的方法，其中控制第一温度和所述大部分被加热的塔底物的流动，以提供蒸馏塔热负荷所需的热。
4.前述权利要求中任一项的方法，其中将一部分贫于苯酚的残余流进料到热交换器， 热交换器被用于预加热所述高温装置的所述塔底物上升流的所述小部分。
5.前述权利要求中任一项的方法，其中将所述富含苯酚的流出流再循环到所述蒸馏塔。
6.前述权利要求中任一项的方法，其进一步包括使所述富含苯酚的流出流在安装于所述催化裂解容器上的精馏单元中回流。
7.权利要求6的方法，其中回流流从所述BPA废物流获得。
8.权利要求6的方法，其中回流流从所述苯酚流出流获得。
9.权利要求6的方法，其中回流流从所述蒸馏塔的侧流获得。
10.权利要求6的方法，其中将所述经回流的富含苯酚的流出流冷凝和回收。
11.权利要求1至5中任一项的方法，其中所述催化裂解容器安装在所述蒸馏塔的下面并在与所述蒸馏塔相同的外壳中，所述蒸馏塔和所述裂解容器通过隔离盘隔开，在步骤(d) 之前所述塔底物中的所述小部分溢出塔阱并落入所述裂解容器。
12.前述权利要求中任一项的方法，其中所述BPA废物流包含BPA异构体，未反应的苯酚、三苯酚、羟苯基色满、异丙烯基苯酚二聚物和茚满。
13.生产双酚A(BPA)的方法，所述方法包括(a)在一定条件下使丙酮与摩尔过量的苯酚在催化剂存在下缩合以生成包含BPA异构体、未反应的苯酚、三苯酚、羟苯基色满、异丙烯基苯酚二聚物和茚满的流出流；(b)从所述流出流回收BPA和未反应的苯酚以留下包含BPA异构体、未回收的苯酚、三苯酚、羟苯基色满、异丙烯基苯酚二聚物、茚满和其它较重质的芳族化合物的BPA废物流；(c)将所述BPA废物流进料到蒸馏塔；(d)在所述蒸馏塔中蒸馏所述废物流以形成含苯酚的流出流和较重质的塔底物流；(e)将所述塔底物流中的大部分进料到低温装置，将所述大部分加热至第一温度并将所述被加热的大部分再循环到蒸馏塔；(f)将所述塔底物流中的小部分进料到高温装置，并将所述小部分加热至高于所述第一温度的裂解温度；(g)将所述被加热的小部分进料到催化裂解容器；和(h)将所述小部分裂解，形成富含苯酚的流出流和贫于苯酚的残余流。
14.权利要求13的方法，其进一步包括将至少一部分所述贫于苯酚的残余流再循环到所述高温装置。
15.权利要求13或14的方法，其中控制第一温度和所述大部分被加热的塔底物的流动，以提供蒸馏塔热负荷所需的热。
16.前述权利要求中任一项的方法，其中将一部分贫于苯酚的残余流进料到热交换器， 热交换器被用于预加热所述高温装置的所述塔底物上升流的所述小部分。
17.前述权利要求中任一项的方法，其中将所述富含苯酚的流出流再循环到所述蒸馏+ -tB。
18.前述权利要求中任一项的方法，其进一步包括使所述富含苯酚的流出流在安装于所述催化裂解容器上的精馏单元中回流。
19.权利要求18的方法，其中回流流从所述BPA废物流获得。
20.权利要求18的方法，其中回流流从所述苯酚流出流获得。
21.权利要求18的方法，其中回流流从所述蒸馏塔的侧流获得。
22.权利要求18的方法，其中将所述经回流的富含苯酚的流出流冷凝和回收。
23.权利要求13至17中任一项的方法，其中所述催化裂解容器安装在所述蒸馏塔的下面并在与所述蒸馏塔相同的外壳中，所述蒸馏塔和所述裂解容器通过隔离盘隔开，在步骤 (f)之前所述塔底物中的所述小部分溢出塔阱并落入所述裂解容器。
全文摘要
从双酚A残余流回收苯酚的改进方法，其通过以使再沸/蒸馏热负荷与裂解热负荷分开以便使用分开的热源的方式对蒸馏塔和裂解反应器进行改装。
文档编号C07C37/68GK102171172SQ200980138617
公开日2011年8月31日 申请日期2009年10月8日 优先权日2008年10月28日
发明者C-M·池, D·帕默尔, M·S·李, S·艾维特 申请人:巴杰许可有限责任公司