化学处理萃取提纯双酚A溶剂方法

本发明是用萃取方法提纯合成双酚A的有机溶剂。

已有技术为蒸馏法。我国合成双酚A用的溶剂为甲苯。用蒸馏的方法将甲苯蒸出，达到将残存在甲苯中的苯酚，双酚A、副产物各种酚类及磺酸类、催化剂巯基乙酸分离的目的。

我查阅了我国的发明专利，一直查到91年5月8日一期的发明专利公报，在CO7C中，7/10（萃取法），7/08（蒸馏萃取法），15/06（甲苯），39/04（苯酚），39/06（双酚A）内，均没有和本发明类似的专利，更不用说一样的了（申请、审查、授权我都查了）。

另外，我在美国的CA中，在benzene，methyl-（甲苯）中，

preparation  （制备）

extn.  （萃取）

purifn.  （提纯）

recovery  （回收）

Properties  （性质）

extn.

purifn.

uses  and  miscellaneous  （使用和其它）

extn.

solvent  （溶剂）

purifn.

这些栏目内，详细查阅了有关文献资料和专利，没有见到一篇和本发明有相似之处的报导。

另外，在propane，-2.2-bis（4-hydroxyphenyl）（双酚A）栏目中也查阅了相应的一些栏目，也未发现有和本发明相似之处的报导。

用蒸馏法提纯合成双酚A溶剂甲苯，冷凝器出口冷却至30℃时，大约有5%的甲苯在尾气中跑掉。随着甲苯的不断蒸出，残存在甲苯中的主要溶质各种酚类的浓度逐渐提高，沸腾点也逐渐升高，蒸馏残液（以各种酚类为主体）中总有一部分甲苯蒸不出来。保定化工四厂提供的数据为：每蒸馏一次双酚A溶剂甲苯，700公斤甲苯要损失80公斤。而且蒸馏法能源消耗也较大，那么能否不用物理的蒸馏方法而用化学萃取的方法提纯双酚A溶剂甲苯，而又能达到甲苯损耗量少、节省能源的目的呢？本发明就是立足于以上想法而设计、构思的。

合成双酚A所用溶剂甲苯，当溶剂甲苯冷却后，双酚A析出来，甲苯除还溶有部分的双酚A外，还溶解有一定量的合成双酚A的原料苯酚，以及副产物杂酚类，还残存有少量的副产物苯酚磺酸，甲苯磺酸及催化剂巯基乙酸。

不管是酚类、磺酸类、羧酸类均能和NaOH反应生成钠盐。酚钠、磺酸钠、羧酸钠又都易溶于水而不溶于有机溶剂甲苯。我们可以用水把形成的钠盐，从甲苯中萃取出来。

甲苯在水中为“不溶”，苯在水中为“微溶”[1]，在水中，甲 苯的溶解度比苯小。苯在22℃时，在水中的溶解度为0.07%（每百份水中）[2]。因甲苯在水中的溶解数据没查到，所以暂以苯在水地溶解度来计算，溶剂甲苯700公斤的体积：

(700kg)/(0.866kg/l) ＝808.3l

在实际萃取中，NaOH水溶液∶甲苯＝1∶5（体积比），所以，萃取808.3l甲苯，NaOH水溶液的体积为：

(808.3l)/5 ＝161.7l（假定其中水的重量为161.7kg）

18℃时，苯在161.7kg水中的溶解损失：

161.7kg×0.07%＝0.113kg

甲苯在水中的溶解损失，在22℃时，要小于0.113kg，在30℃时也不会超过0.2kg。

甲苯的沸点是110.8℃^[3]，在31.8℃的蒸气分压为40mmHg柱^[4]。萃取在3m³反应釜中密闭进行，装进800升甲苯，800升NaOH水溶液，上面还余1.4m³空间，苯上面空气中甲苯的浓度，按下列公式计算

G＝ (16·M·P)/(273+t) （g/m³）[5]

式中：M-物质分子量

P-物质在温度t时的蒸气压（mmHg柱）。

G＝ (16×92×40)/(273+31.8) ＝193g/m³

193g/m³×1.4m³＝270g

即在32℃（夏天的室温）萃取时，甲苯的挥发损失为270克，在32℃萃取700kg甲苯时，在操作过程中，甲苯的总损失量为

0.3kg+0.2kg＝0.5kg

（蒸发）  （溶解）

综上所述，每萃取700kg甲苯，在操作过程中甲苯的损失应少于10公斤（20倍的保险系数），和蒸馏法相比，要少损失60～70公斤甲苯（每公斤甲苯2.5元）。用本发明处理甲苯和用蒸馏法处理甲苯相比，每生产一吨环氧树脂，可节约甲苯120～140公斤。现在每年国内环氧树脂的生产量为2万～4万吨，岳阳化工总厂又新上了年产万吨设备，沈阳树脂厂也准备上年产1万吨设备。在生产环氧树脂中，如果全国有1万吨环氧树脂生产中用本发明处理溶剂甲苯，每年即可节约甲苯1200吨～1400吨，价值300～350万元。即节省了资源，又减少了环境污染，本发明工艺简单，处理成本和蒸馏法提纯甲苯差不多。

最佳实施方案

1、甲苯冷却析出双酚A后，用碱金属的氢氧化物水溶液萃取。

2、在1中，碱金属的氢氧化物水溶液为NaOH水溶液。

3、在2中，NaOH水溶液的重量百分浓度为10～15%。

4、萃取时，10-15%（重量）NaOH水溶液体积∶甲苯体积＝1∶1。

5、在4中，NaOH水溶液萃取同体积甲苯后，再用它第二次萃取另一份同体积甲苯;二次萃取过甲苯的NaOH水溶液，再第三次去萃取另一份同体积的甲苯，再用这NaOH水溶液第四次萃取另一份同体积的甲苯;再用这NaOH水溶液第五次萃取另一份同体积的甲苯。第四次、第五次萃取过的甲苯，可用新的NaOH水溶液进行第二次萃取，以去掉甲苯的黄。进行第二次萃取的NaOH水溶液，仍然可用于连续五次萃取未处理过的甲苯。

6、用以上工艺处理双酚A溶剂甲苯，可达到如下指标：

①  除掉甲苯中的磺酸类、双酚A、杂酚类、巯基乙酸及大部分苯酚。

②  萃取后甲苯泽：无或稍带黄。

③  甲苯能回用。

④  每700公斤甲苯，处理过程中甲苯损失少于10公斤。

⑤  处理700公斤甲苯，用30%NaOH液碱80公斤。

7、萃取过5次甲苯酚钠水溶液，将水蒸去，以酚钠的形式回收酚。

8、将酚钠盐加入到双酚A合成过程中第一次水洗水中，第一次水洗水含酚10000ppm左右，含硫酸30-40%（重量）。

苯酚磺酸、巯基乙基和Na₂SO₄溶解于水，而苯酚、双酚A和其它杂酚则从水中析出。这样，可以利用双酚A合成中的废水，来回收酚类。

参考文献

[1]  CRC  Handbook  of  Chemistry  and  Physics  58th  edition  C-518，C-416。

[2]  Handbook  of  Chemistry  third  edition  219PP。

[3]  CnpaboiHllk  Xuuuka，mau  Bmepoǔ，765Cmp.

[4]  CRC.Handbook  of  Chemistry  and  Physics 58th  edition  D-198。

[5]  《气体与蒸气的工业吸附》[苏]E.H.谢尔皮诺娃，35页。