PL103054B1 - Sposob przerobki odpadow z procesu wytwarzania dwufenylolopropanu - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób przeróbki od¬ padów, powstajacych w procesie wytwarzania dwu¬ fenylolopropanu, zwanego równiez dianem.

W procesie wytwarzania dwufenylolopropanu na drodze kondensacji acetonu z fenolem wobec katali¬ zatorów kwasnych obok produktu glównego po¬ wstaja odpady produkcyjne, zawierajace izomery dwufenylolopropanu, inne uboczne produkty, sub¬ stancje smoliste oraz pewne ilosci dwufenylolopro-. panu. Znane sa równiez sposoby przerobu takich od¬ padów. Najczesciej stosowane sa sposoby oparte na rozkladzie termicznym zwiazków zawartych w tych odpadach z równoczesnym oddestylowaniem po¬ wstajacych produktów. Rozklad termiczny prowa¬ dzic mozna bezkatalitycznie lub z uzyciem kwasów, najczesciej kwasu siarkowego jako katalizatora.

Proces bezkatalityczny prowadzi sie w tempera¬ turze powyzej 300°C. W obu przypadkach otrzymuje sie produkty zawierajace glównie fenol i izopropy- lofenol oraz znaczna ilosc skoksowanej pozostalosci.

Wada wysokotemperaturowego krakingu odpadów dianowych, oprócz niskiej wydajnosci, jest nieko¬ rzystny sklad otrzymanych produktów, z których tylko fenol nadaje sie do bezposredniej przeróbki do dianu przez zawrócenie go do procesu kondensacji.

Zastosowanie, w procesie rozkladu odpadów z pro¬ dukcji dianu, katalizatorów, pozwala obnizyc tem¬ perature procesu i uzyskac produkty, dajace sie po¬ nownie przerobic na dian.

Przykladem uzycia katalizatorów kwasnych, ta¬ kich jak kwas p-toluenosulfonowy, kwas benzeno- sulfonowy, kwas fosforowy i kwasny siarczan sodu jest rozwiazanie przedstawione w opisie patento¬ wym St.Zj.Am. Pn. nr 3466337. Proces rozkladu pro¬ wadzi sie w temperaturze ponizej 300°C i przy ob¬ nizonym cisnieniu. Równiez i tym sposobem z pro¬ duktów uzytecznych w syntezie dianu odzyskuje sie jedynie fenol w ilosci siegajacej do 1,5 mola w sto- , sunku do 2 moli fenolu zwiazanego i zawartego w odpadach.

Natomiast zastosowanie katalizatorów zasado¬ wych, takich jak wodorotlenek sodu, weglan sodu, fenolan sodu lub octan sodu umozliwia uzyskanie w temperaturach 150—230°C i przy obnizonym ci¬ snieniu z dobra wydajnoscia destylatu, zawieraja¬ cego jako glówne skladniki fenol i p-izopropenylo- fenol. Oba te produkty mozna zawrócic do procesu i przerobic ,na dwufenylolopropan, poniewaz wobec kwasnych katalizatorów w okreslonych warunkach ulegaja one reakcji z wytworzeniem tego produktu.

W rozwiazaniu wedlug opisu patentowego ZSRR nr 303314 jako katalizatory stosuje sie NaOH i NaHCOs w ilosci'0,1—5% wag. a proces rozkladu prowadzi sie w temperaturze 150—300°C i przy ob¬ nizonym cisnieniu w zakresie 5—150 mm Hg, ko¬ rzystnie w strumieniu obojetnego gazu, uzyskujac do 75% wag. destylatu, zawierajacego okolo 45% wag. fenolu, powyzej 50% wag. p-izopropenylofe- nolu, jego izomeru orto- oraz dimerów. Destylat 103 054103 054 3 mieszano 'nastepnie z dodatkowa iloscia fenolu i pod¬ dawano reakcji wobec kationitu KU-2.

W omawianym opisie patentowym podano przy¬ klady rozkladu odpadów z zastosowaniem jedynie NaOH i NaHC03, podczas gdy zastrzezono ogólnie zastosowanie jonów metali alkalicznych, zwlaszcza jonów sodowych. Badajac to zagadnienie stwierdzo¬ no, ze sposród zwiazków zawierajacych jomy metali alkalicznych dzialanie katalityczne w kierunku rozv. kladu termicznego dianu i pochodnych dianowych, wykazuja tylko nieliczne z nich. W temperaturze do 250°C i pod próznia stwierdzono wysoka aktyw¬ nosc katalityczna wodorotlenku sodu i niewielka aktywnosc weglanu sodu i siarczanu sodu, natomiast taM§ 2$(iazkij j&lcc4jL nian sodu i inne równiez zawierajace jony alkalicz¬ nych metali nie dzialaja katalitycznie nawet w tem¬ peraturze siegajacej 300°C.

Równoczesnie-*twiA"dzono ujemny wplyw stoso¬ wania temperatur powyzej 250°C, objawiajacy sie w zwiekszonej ilosci skoksowanej pozostalosci a tak¬ ze w niekorzystnym skladzie destylatu. Odnosi sie to w szczególnosci do slabiej dzialajacych kataliza¬ torów takich jak Na2CO, i Na2S04. Jak wynika z przeprowadzonych prób najkorzystniejszym ze znanych katalizatorów rozkladu termicznego odpa¬ dów dianowych jest wodorotlenek sodu. Prowadzac termiczny rozklad odpadów dianowych wobec wo¬ dorotlenku sodu jako katalizatora i. stosujac odzy¬ skany destylat w mieszaninie ze swiezym fenolem, do syntezy dianu ma zywicy jonowymiennej jako ka¬ talizatorze, stwierdzono nieoczekiwanie postepujacy stooniowo spadek aktywnosci katalizatora, rozpo¬ czynajacy sie po uplywie 100—200 godz. jego pracy i siegajacy 30—50% jego poczatkowej aktywnosci.

Dla porównania prowadzac w identycznych wa¬ runkach proces kondensacji przy uzyciu swiezych substratów acetonu z fenolem, nie stwierdzono wi¬ docznej zmiany aktywnosci katalizatora w ciagu 2000 godzin pracy. Wysunieto przypuszczenie, ze utrata aktywnosci kationitu moze byc zwiazana z rodzajem zastosowanego w procesie rozkladu ter¬ micznego odpadów dianowych katalizatora. Ujemne skutki stosowania NaOH jako katalizatora rozkladu termicznego odpadów dianowych prawdopodobnie moga wystapic tylko w technologii stosujacej katio- nity do katalizowania reakcji syntezy dianu.

Istota wynalazku polega na ogrzewaniu odpadów dianowych w obecnosci podfosforynu sodu, jako ka¬ talizatora, w ilosci 0,01—0,5% wag., w temperaturze do 250°C i przy obnizanym cisnieniu w zakresie —50 mmHg. W wyniku tego otrzymuje sie destylat, zawierajacy jako (glówne skladniki fenol, o- i p-izo- propenyloienol i ich dimery z wydajnoscia rzedu 40—75% wag. w stosunku do wyjsciowej ilosci od¬ padów dianowych. Uzyskany destylat uzupelnia sie swiezym fenolem lub fenolem i acetonem i kontak¬ tuje z silnie kwasnym kationitem, takim jak Wofatit KPS, Zerolit 225, Wofatit OK-80, w wyniku czego o- \ p-izopropanylofenol i ich dimery przereagowuja z fenolem w kierunku dianu, który nastepnie wy¬ dziela sie znanymi sposobami. Prowadzac w ten sposób proces nie stwierdzono w ciagu 2000 godzin pracy kationitu widocznej obnizki jego aktywnosci. 50 55 60 Sposób wedlug wynalazku ilustruja nastepujace przyklady.

Przyklad I. Do kuba destylacyjnego o pojem¬ nosci 5 m3, wyposazonego w wezownice grzejna, zasilana para 40 atm. oraz w mieszadlo polaczone ze skraplaczem, odbieralnikiem prózniowym i ezekto- rami parowymi wytwarzajacymi w ukladzie próznie, zaladowano 3000 kg odpadów dianowych.

Do kuba dodano 300 g podfosforynu sodu nastep¬ nie zawartosc ogrzewano stopniowo w ciagu 8 go¬ dzin do temp. koncowej 245°C utrzymujac próznie w kubie na poziomie 5 mmHg. W wyniku rozkladu uzyskano w odbieralniku 1230 kg destylatu, zawie¬ rajacego 24% wag. fenolu i 21% wag. p-izopropeny- lofenolu. Otrzymany destylat uzupelniono 1300 kg swiezego fenolu i cyrkulowano w temp. 90°C przez zloze kationitu Wofatit KPS w ilosci 100 1, w ciagu 18 godzin. Mieszanina poreakcyjna zawierala 19% dianu.

Mieszanine poreakcyjna wprowadzono do krysta- lizatora wyposazonego w plaszcz chlodzacy i nastep¬ nie po ochlodzeniu do 45°C oddzielono krystaliczny addukt dian-fenol za pomoca wirówki. Tak uzyska¬ ny addukt poddano destylacji pod próznia 25 mmHg dla oddzielenia fenolu, otrzymujac dian surowy o zawartosci 1,2% feinolu, z którego za pomoca zy¬ wej pary wodnej odpedzono reszte fenolu do zawar¬ tosci 0,1% wag. Otrzymano w ten sposób 350 kg diami o temperaturze krzepniecia 152,5°C.

Przyklad II. Do ukladu jak w przykladzie I wprowadzono 3300 kg odpadów podestylacyjnych z procesu wydzielania dianu oraz 15 kg podfosfory¬ nu sodu i ogrzewano pod próznia 20 mm Hg zwie¬ kszajac w ciagu 4 godzin stopniowo temperature do 240°C. Otrzymano w ten sposób 2300 kg destylatu, zawierajacego 26% wag. fenolu i 23% wag. p-izo- propenylofenolu, który nastepnie po zmieszaniu z 3000 kg fenolu i 200 kg acetonu cyrkulowano w temperaturze 75°C w ciagu 10 godzin przez zloze kationitu Wofatit OK80 o objetosci 500 1. Z tak uzyskanej mieszaniny poreakcyjnej, która zawierala 27% dianu, wydzielono dian w sposób opisany w przykladzie I uzyskujac 1200 kg dianu o tempe¬ raturze krzepniecia 154°C.

Przyklad III. Do ukladu jak w przykladzie I wprowadzono 3500 kg odpadów dianowych oraz 4 kg podfosforynu sodu i ogrzewano pod próznia. 10 mmHg w ciagu 6 godzin do temperatury konco¬ wej 247°C.

Otrzymano 2300 kg destylatu, zawierajacego 25% wag. fenolu i 22% wag. p-izopropenylofenolu, który zmieszano z 3100 kg fenolu i 210 kg acetonu a na¬ stepnie cyrkulowano przez zloze kationitu Wofatit KPS o objetosci 600 1 w ciagu 9 godzin w tempera¬ turze 80°C. Z oitrzymanej mieszaniny poreakcyjnej, zawierajacej 26% dianu, wydzielono produkt jak w przykladzie I uzyskujac 1250 kg dianu o tempera¬ turze krzepniecia 154,5°C.

Przyklad IV. Do laboratoryjnego ukladu re¬ akcyjnego zlozonego z reaktora o pojemnosci 3000 cm3 ze stalym zlozem kationitu Wofatit KPS w ilosci 100 g, zbiornika-podgrzewacza oraz pompy obiegowej, wprowadzono 1000 g destylatu z rozkladu103 054 odpadów dianowych uzyskanego w sposób opisany w przykladzie III i 1350 g swiezego fenolu.

Nastepnie za pomoca pompy obiegowej cyrkulo- wano tak sporzadzona mieszanine reakcyjna w tem¬ peraturze 78°C w ciagu 20 godzin otrzymujac mie¬ szanine poreakcyjna zawierajaca 25% dianu. Ope¬ racje te powtórzomo 100 razy nie zauwazajac w cia¬ gu 2000 godzin pracy zloza widocznej dezaktywacji kationitu. Mieszanina poreakcyjna z ostatniej próby zawierala 26% wag. dianu. \avur., .

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób przeróbki odpadów, powstajacych w pro¬ cesie wytwarzania dwufenylolo£>ropanu, na drodze ich termicznego rozkladu katalitycznego, znamienny tym, ze proces rozkladu prowadzi sie w obecnosci podfosforynu sodu, dodawanego w ilosci 0,01%— —0,5% wag. w temperaturze do 250°C i przy obnizo¬ nym cisnieniu w zakresie 5—50 mmHg. CZYTELNIA lfr**du Polanto*