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二酚基丙烷的新生產方法

二酚基丙烷或2、2-二-(4-羥苯基)丙烷是制備珍貴化工產品的原料,如可制備環氧樹脂、聚碳酸酯。近年來,二酚基丙烷及其衍生物的應用領域都有很大發展。可利用它們制備苯氧樹脂、聚砜樹脂、聚酯樹脂等化學穩定性高的產品。

世界上二酚基丙烷產量不斷增長。資本主義世界1977年總產量為50萬噸,其中美國占一半。

目前各國工業上普遍采用的二酚基丙烷生產方法是將苯酚和丙酮在酸性催化劑(氯化氫、鹽酸)參與下進行縮合。但由于存在強腐蝕性介質,須選擇耐腐蝕材料來制造設備,這是該方法的最大缺點。

因此提出了研制新的能夠克服上述缺點的連續生產二酚基丙烷的方法。

作者對苯酚和丙酮在固體催化劑—含有磺酸基的強酸陽離子交換樹脂和促進劑作用正氣綜合反應進行了研究。研究指出,反應如果在苯酚過量(比化學計算量)、于55-75℃下進行,那么在不長的接觸時間—半小時內,丙酮就能達到充分的轉化。在這種情況下,制得的產品質量高,并能符合生產聚碳酸酯的要求。

研究了離子交換樹脂催化劑的反應動力學和液體動力學。以選擇最佳的反應條件和研制反應器結構。

這個方法由于二酚基丙烷的熱穩定性不高,由反應物析出二酚基丙烷的工藝基礎是在減壓設備中,用不長的仃留時間蒸餾出沒有反應的成份、促進劑、反應生成的水。為此可利用薄膜式裝置。由塔釜析出的二酚基丙烷中含有3.5%左右合成產品:鄰,對-和鄰、鄰-二酚基丙烷同分異構體、二聯體加成物、對-異丙烯基酚等。它具有相當高的結晶溫度(約154℃),能夠用于生產環氧樹脂。為了制備質量更高的產品(結晶溫度為156.6℃),可將二酚基丙烷用溶劑進行再結晶。適宜的溶劑為苯酚、甲苯、氯苯、二氯乙烷,用離心機分離獲得結晶和母液。

如果利用苯酚作為溶劑,那么析出的結晶(為二酚基丙烷和苯酚的加成物)含~30%的苯酚。因此將它們再熔化,陸續導入二個塔中以蒸去苯酚。二個塔都在填空下操作。第二塔釜產品經輥壓結晶制片、包裝,母液苯酚一部份返回反應器,另一部份返回精餾塔。

在同樣條件下,如果利用甲苯或類似溶劑,二酚基丙烷漿液可先經離心機,然后去干燥器,最后結晶包裝,發送給消費者。為了包裝和發運的方便,產品可制成粒狀,可以將二酚基丙烷漿液像第一個條件那樣熔化,并把熔化體送到輥壓結晶器制得晶片產品。由離心機出來的母液中除了含有付產品外,還含有大量的二酚基丙烷,在結晶階段來不及冷卻,在這個溫度下還溶解在溶劑中。將母液精餾再生時,由塔釜析出付產品和二酚基丙烷。作者研究了釜殘留物的利用方法,可以大幅度地降低產品成本。方法是:將釜殘留物在堿性催化劑的參與下,于200-270℃和殘壓為10-40毫米汞柱情況下,分解為苯酚和對-異丙基酚,再將所獲組分返回到合成段。生產二酚基丙烷流程包括:1、反應器,2、精餾塔,3、結晶器,4、離心機,5、干燥器。

通過幾年的工業性裝置試驗,得到了高質量的產品。該法與前面指出的氯化氫作催化劑的方法相比較有很多優點:催化劑連續使用一年;催化劑和反應產物容易分離;裝置能夠大型化;獲得的產品純度高;生成的廢物量少;沒有強腐蝕介質,儀器、設備、管道可用不銹鋼材。

蘇聯第一個采用該法生產 二酚基丙烷的車間在1978年投產。
 

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