Bisphenole als Kondensationsprodukte von Phenolen und Carbonylverbindungen sind Ausgangsstoffe oder Zwischenprodukte zur Herstellung einer Vielzahl kommer- zieller Produkte. Von besonderer technischer Bedeutung ist das Kondensationspro- dukt aus der Reaktion zwischen Phenol und Aceton, 2,2-Bis (4-hydroxyphenyl)- propan (BPA). BPA dient als Ausgangstoff zur Herstellung verschiedenartiger polymerer Werkstoffe wie beispielsweise Polyarylate, Polyetherimide, Polysulfone und modifizierter Phenol-Formaldehydharze. Bevorzugte Anwendungsgebiete liegen in der Herstellung von Epoxyharzen und Polycarbonaten.

Technisch relevante Herstellmethoden für BPA sind bekannt und beruhen auf der säurekatalysierten Umsetzung von Phenol mit Aceton, wobei ein bevorzugt Phenol- Aceton-Verhältnis von größer 5 : 1 in der Reaktion eingestellt wird. Als saure Kata- lysatoren können homogene wie auch heterogene Brönsted-oder Lewissäuren genutzt werden, so beispielsweise starke Mineralsäuren wie Salz-oder Schwe- felsäure. Bevorzugt kommen gelförmig oder makroporöse sulfonierte vernetzte Polystyrolharze (saure Ionentauscher) zum Einsatz.

Bei der Umsetzung von Phenol mit Aceton in Gegenwart saurer Katalysatoren ent- steht eine Produktmischung, die neben nicht umgesetzten Phenol und gegebenenfalls Aceton in erster Linie BPA und Wasser enthält. Daneben treten in geringen Mengen typische Nebenprodukte der Kondensationsreaktion auf, so beispielsweise 2- (4-hy- droxyphenyl)-2- (2-hydroxyphenyl) propan (o, p-BPA), substituierte Indane, Hydroxy-

phenyl-indanole, Hydroxyphenyl-chromane, substituierte Xanthene und höher kondensierte Verbindungen mit drei oder mehr Phenylringen im Molekülgerüst.

Die genannten Nebenprodukte wie auch Wasser, Phenol und Aceton beeinträchtigen die Eignung von BPA zur Herstellung von Polymeren und müssen durch geeignete Verfahren abgetrennt werden. Insbesondere zur Herstellung von Polycarbonat werden hohe Reinheitsanforderungen an den Rohstoff BPA gestellt.

Eine Aufarbeitungs-und Reinigungsmethode von BPA erfolgt durch Abtrennung von BPA aus der Reaktionsmischung in Form eines etwa äquimolaren kristallinen Addukts mit Phenol durch Abkühlen der Reaktionsmischung unter Auskristallisieren des BPA/Phenol-Addukts als Suspensionskristallisation. Die BPA/Phenol-Addukt- kristalle werden anschließend durch eine geeignete Apparatur zur Fest-Flüssig- trennung wie Drehfilter oder Zentrifugen von der Flüssigphase abgetrennt und der weiteren Reinigung zugefiihrt.

So erhaltene Adduktkristalle weisen typischerweise ein Reinheit von > 99 % BPA bezogen auf die Nebenkomponenten bei einem Phenolanteil von ca. 40 % auf. Durch Waschen mit geeigneten Lösungen, die typischerweise eine oder mehrere Kompo- nenten aus der Gruppe Aceton, Wasser, Phenol, BPA und Nebenkomponenten ent- halten, können die Adduktkristalle von oberflächlich anhaftenden Verunreinigungen befreit werden.

Der bei der Fest-Flüssigtrennung anfallende Flüssigstrom (Mutterlauge) enthält Phenol, BPA, bei der Reaktion entstandenes Wasser, nicht umgesetztes Aceton und ist angereichert an den bei der BPA-Herstellung typischerweise anfallenden Neben- komponenten. Dieser Mutterlaugenstrom wird in die Reaktionseinheit zurückgeführt.

Um die katalytische Aktivität der sauren Ionentauscher aufrecht zu erhalten wird zuvor entstandenes Wasser durch Destillation entfernt, wobei auch gegebenenfalls noch vorhandenes Aceton aus der Mutterlauge entfernt wird. Der so erhaltene ent- wässerte Reaktionsstrom wird um Phenol und Aceton ergänzt und in die Reaktions-

einheit zurückgeführt. Alternativ können auch vor Durchführung der Suspensions- kristallisation des BPA-Phenol-Addukts Wasser und Aceton ganz oder teilweise destillativ entfernt werden. Bei den genannten Destillationsschritten kann auch eine Teilmenge des in der Reaktionslösung vorhandenen Phenols destillativ abgetrennt werden.

Bei einer derartigen Kreislauffahrweise tritt als Problem auf, dass Nebenprodukte der BPA-Herstellung im Kreislaufstrom angereichert werden und zur Desaktivierung des Katalysatorsystem führen. Um eine übermäßige Anreicherung von Nebenkomponen- ten im Kreislaufstrom zu vermeiden, wird eine Teilmenge des Kreislaufstroms -gegebenenfalls nach teilweiser oder vollständiger destillativer Rückgewinnung von Phenol-aus der Prozesskette als sogenanntes BPA-Harz ausgeschleust.

Außerdem hat es sich als vorteilhaft erwiesen einen Teil oder die Gesamtmenge des Kreislaufstroms nach der Fest-Flüssigtrennung und vor oder nach der Abtrennung von Wasser und Restaceton über eine mit saurem Ionentauscher befüllte Umlage- rungseinheit zu führen. Diese Einheit wird im allgemeinen bei höheren Temperaturen betrieben als die Reaktionseinheit. In dieser Umlagerungseinheit werden unter den vorherrschenden Bedingungen einige der im Kreislaufstrom vorhandenen Neben- komponenten der BPA-Herstellung zu BPA isomerisiert, so dass die Gesamtausbeute an BPA erhöht werden kann.

Die im Anschluss an die oben beschriebene Suspensionskristallisation der Reaktions- lösung und Fest-Flüssig-Trennung erhaltenen BPA-Phenol-Adduktkristalle werden weitergehenden Reinigungsschritten zugeführt, wobei die Abtrennung von Phenol und gegebenenfalls die Verringerung der Konzentration an Nebenkomponenten er- zielt wird.

So können die Adduktkristalle aus Phenol, organischen Lösungsmitteln, Wasser oder Mischungen der genannten Lösungsmitteln gemäß einer Suspensionskristallisation umkristallisiert werden. Hierbei kann durch die Wahl geeigneter Lösungsmittel auch

das in den Adduktkristallen vorhandene Phenol ganz oder teilweise abgetrennt werden. Das gegebenenfalls nach der Umkristallisation im BPA verbleibende Phenol wird anschließend durch geeignete destillative, desorptive oder extraktive Methoden gänzlich abgetrennt.

Alternativ kann das Phenol auch durch Ausschmelzverfahren aus den Addukt- kristallen entfernt werden. Das BPA unterliegt aber bei diesen Verfahren thermischen Belastungen was zu unerwünschten Spaltungen von BPA führt.

Aufgabe war daher ein optimiertes Verfahren zur Auftrennung von Addukten von Bis (4-hydroxyaryl) alkanen und aromatischen Hydroxyverbindungen mit dem die Bis (4-hydroxyaryl) alkane (Bis (4-hydroxyaryl) alkanen/Arylhydroxy-Addukte) in hoher Reinheit anfallen.

Es wurde nun gefunden, dass dies Aufgabe durch eine spezielle Anordnung und Ver- fahrensweise gelöst werden kann.

Gegenstand der Erfindung ist daher die Verwendung eines Desorbers (1) mit gegebe- nenfalls vorgeschalteter Destillationseinheit für die Abtrennung der Bis (4-hydroxy- aryl) alkane von Bis (4-hydroxyaryl) alkanen/Arylhydroxy-Addukten.

Mit dieser Vorrichtung können Bis (4-hydroxyaryl) alkanen/Arylhydroxy-Addukten unter produktschonenden Bedingungen aufgeschmolzenen und von den aromatischen Hydroxyverbindungen getrennt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird in dem Desorber (1) 2,2-Bis (4- hydroxyphenyl) propan aus 2,2-Bis (4-hydroxyphenyl) propan/Phenol-Addukten abge- trennt.

In dem Desorber (1) wird Desorption durchgeführt. Dabei wird das Phenol abge- trennt und das BPA-Fertig-produkt als Sumpfprodukt gewonnen. Der Desorber (1)

besteht vorzugsweise aus Röhrenbündelwärmetauschem. Diese Röhrenbündelwäme- tauscher sind insbesondere stehend angeordnet und in ihrem unteren Teil mit einer Anzahl von Düsen ausgestattet, über die ein inertes heißes Gas, insbesondere Stick- stoff eingetragen wird. Das Gas wird vorzugsweise im Kreis geführt. Die Beheizung (6) der Wärmetauscher erfolgt durch Rohre und über den äußeren Mantel. Die Zwischenräume zwischen den Wärmeaustauscherrohren sind produktseitig mit Keramikkugeln (Steatit) gefüllt. Der Produktraum des Desorbers ist zum größten Teil mit Flüssigkeit gefüllt.

Das abdestillierte Phenol gelangt mit dem Gas zu Kondensatoren (2) und wird dort der Phenolsammelvorlage (3) zugeführt.

Das aus den Kondensatoren (2) und Abscheidern (3) austretende Gas wird vorzugs- weise in einem Waschturm (4) und gegebenenfalls Filter (5) gereinigt und über Kompressoren in den Desorber zurückgepumpt.

Zur Aufrechterhaltung eines niedrigen Sauerstoffgehalts im Kreislaufstrom wird vor- zugsweise laufend Frischgas zugeführt.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Abtrennung von Bis (4- hydroxyaryl) alkanen aus Addukten von Bis (4-hydroxyaryl) alkanen mit aromatischen Hydroxyverbindungen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die im Prozess an- fallenden kristallisierten, abfiltrierten und gereinigten Bis (4-hydroxyaryl)- alkanen/Arylhydroxy-Addukte unter produktschonenden Bedingungen aufge- schmolzenen und durch Destillation und/oder durch Desorption von den aroma- tischen Hydroxyverbindungen getrennt werden.

Die Trennung wird vorzugsweise derart durchgeführt, dass der Werte der aroma- tischen Hydroxyverbindungen unter 50 ppm liegt.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird 2,2-Bis (4-hydroxyphenyl) propan aus 2,2-Bis (4-hydroxyphenyl) propan/Phenol-Adukkten abgetrennt.

Bevorzugt wird die Abtrennung durch Desorption mit gegebenenfalls vorgeschalteter Destillation durchgeführt.

Vorzugsweise wird dem Desorber eine Mischkristallschmelze mit einem Phenol- anteil von 40 bis 5 %, bevorzugt 20 bis 10 %, besonders bevorzugt 15 bis 10 % zuge- führt.

Die Temperatur der Schmelze im Desorber liegt im allgemeinen bei 160°C bis 210°C vorzugsweise 170°C bis 200°C ganz besonders bei 180°C bis 195°C. Die Temperatur wird vorzugsweise durch die zulaufende Schmelze und eine externe Beheizung eingestellt. Die Heizoberflächen der externen Beheizung liegt vorzugsweise beil65°C bis 230°C, insbesondere 185 bis 200°C.

Die in den Desorber eingeleitete Gasmenge beträgt vorzugsweise 100 bis 300 m3, insbesondere 150-250 m3 pro m3 BPA/Phenol-Adduktmischung.

Das Gas wird vorzugsweise vor Eintritt in den Desorber durch Vorheizen auf Temperaturen über 160°C bis 230°C, insbesondere auf Temperaturen von 185 bis 200°C eingestellt.

Als Gase werden inerte, vorzugsweise sauerstofffreie Gase, insbesondere Stickstoff eingeleitet. Das Gas wird vorzugsweise nach der Desorbtion durch Kühlung und Abtrennung des Phenols im Kreis gefahren. Dazu wird das Gas vorzugsweise gewaschen und durch Filtration gereinigt. Eine Menge des Gases ca. l-5 % wird vorzugsweise aus dem Kreislaufstrom ausgespeist.

Das Gas im Kreislaufstrom sollte vorzugsweise einen Sauerstoffgehalt unter lOppm, bevorzugt 3ppm, besonders bevorzugt lppm haben.

Vorzugsweise wird der Kreislaufgasstrom von metallischem und keramischem Feststoffabrieb in gesinterten Filterkerzen befreit.

Die Kühlung des Gases (inkl. gegebenenfalls die Phenoleindüsung) wird so vorge- nommen, dass in dem abgekühlten Gasstrom gegebenenfalls mitverdampfendes Produkt die Kühlerfläche des Kondensators und die stromabwärts installierten Apparate, Rohrleitungen und messtechnischen Einrichtungen nicht belegen.

Der Schmelzzufluss zum und vom Desorber wird vorzugsweise filtriert.

Der Stand im Desorber wird vorzugsweise 10-15 cm über dem Zulauf und der Packung eingestellt.

Das Gas vorzugsweise über Verteilerrohre und nach unten geöffnete Düsen durch einen mit Füllkörpern gefüllten Desorber im Gegenstrom zu der von oben herunter- laufenden Schmelze geführt wird.

Die Zahl der Düsen in den Verteilerrohren beträgt pro m2 Querschnittsfläche vorzugsweise 800 bis1500.

Am Kopf des Desorbers wird vorzugsweise ein Überdruck von 15 bis 25 mbar eingestellt.

Die Verweilzeit der Produktschmelze im Desorber beträgt vorzugsweise weniger als 30 min.

Weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Abtrennung von Bis (4- hydroxyaryl) alkanen und aromatischen Hydroxyverbindungen von Bis (4- hydroxyaryl) alkanen/Arylhydroxy-Addukten gekennzeichnet durch einen Desorber, der Röhrenbündelwärmetauscher enthält und wobei die Zwischenräume zwischen

den Wärmeaustauscherrohren produktseitig mit Keramikkugeln (Steatit) gefüllt sind und der Produktraum zum größten Teil mit Flüssigkeit gefüllt ist und wobei die Wärmetauscher stehend angeordnet sind und in ihrem unteren Teil mit einer Anzahl von Düsen ausgestattet sind, über die ein inertes heißes Gas, insbesondere Stickstoff eintragbar ist, mit einer Ableitung für das abdestillierte Phenol mit dem Gas zu einem Kondensator und einer daran angeschlossenen Phenolsammelvorlage sowie einem an die Phenolsammelvorlage angeschlossenen Waschturm und gegebenenfalls Filter zur Reinigung des aus den Kondensatoren und Abscheidern austretenden Gases und einer Gasrückführung in den Desorber.

In Fig 1 bedeutet : (1) Desorber (2) Kühler (3) Phenolablauf (4) Gas-Waschturm (5) Filter (6) Beheizung (7) Mischkristalleinleiteeinheit (8) Produktentnahmeeinheit (9) Erhitzer (10) Gas-Ausspeisung (11) Waschwassereinleitung (12) Waschwasserablauf Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung. Die Erfindung ist nicht auf die Beispiele limitiert. Wenn nichts anderes angegeben stehen Prozentan- gaben für Gewichtsprozente.

Beispiel Beispiel 1 Die bei der säurekatalysierten Umsetzung von Phenol und Aceton mit anschließender Suspensionskristallisation anfallenden BPA/Phenol-Adduktkristalle werden durch ein Drehfilter von der Flüssigphase abgetrennt und gereinigt und zur Trennung von BPA vom Phenol einer Abtrennungseinheit zugeführt. Hierzu wird eine Misch- kristallschmelze mit einem Phenolanteil von 15 % in einen Desorber (1) gepumpt.

Die Temperatur der Schmelze im Desorber wird durch Schmelzzulauf und Beheizung auf 190°C eingestellt, wobei die Temperatur der Heizoberflächen 200°C beträgt.

Zur Desorption wird Stickstoff (N2) eingesetzt, wobei die Stickstoffmenge 200 m3/m3 BPA/Phenol-mischung beträgt und die die N2-Temperatur vor Eintritt in den Desorber durch Vorheizen auf 195°C eingestellt wird. Der Stickstoff wird nach Desorption durch Kühlung und Abtrennung des Phenols im Kreis gefahren, ge- waschen und von BPA-bzw. BPA-Phenolsublimat durch Filtration gereinigt. Im Verhältnis zum Kreislaufstrom wird eine Menge von 3 % an N2 ausgespeist.

Der Stickstoff wird dabei über Verteilerrohre und nach unten geöffnete Düsen durch einen mit Füllkörpern gefüllten Desorber im Gegenstrom zu der von oben herunter- laufenden Schmelze geführt, wobei die Zahl der Düsen pro m2 Querschnittsfläche etwa 1100 beträgt. Am Kopf des Desorbers wird ein Überdruck von etwa 20 mbar eingestellt, der Stand im Desorber wird bei 15 cm über dem Zulauf und der Packung eingestellt.

Zur Erzielung einer hohen BPA-Qualität ist darauf zu achten, dass der Sauerstoffgehalt im Kreislaufstickstoff unter 1 ppm liegt und der Kreislauftstickstoff von metallischem und keramischem Feststoffabrieb in gesinterten Filterkerzen befreit wird sowie der Schmelzzufluss zum und vom Desorber filtriert wird. Darüber hinaus sollte die Verweilzeit der Produktschmelze in der Desorbereinheit < 30 min betragen.

Hierdurch wird ein BPA mit hoher Reinheit (>99.5%) und geringen Phenolgehalten (<50ppm) erhalten.