ICSO „Blachownia” opracowała nową technologię produkcji bisfenolu A

• Strona główna
• Artykuły
• ICSO „Blachownia” opracowała nową technologię produkcji bisfenolu A

Data publikacji: 2016-06-03

Przemysłowa produkcja bisfenolu A ma miejsce od lat 60. ubiegłego wieku. Istota procesu otrzymywania bisfenolu A (BPA) nie zmieniła się od momentu uruchomienia produkcji przemysłowej. Wyróżnia się trzy podstawowe etapy procesu:

• kondensację fenolu z acetonem katalizowaną kwasami,

• wydzielenie izomeru p,p’-BPA w postaci adduktu z fenolem metodą krystalizacji rozpuszczalnikowej,

• rozkład adduktu BPA-fenol.

Postęp techniczny jaki dokonał się w latach 90. dotyczył generalnie selektywności reakcji fenolu z acetonem oraz wydajności jednostkowej katalizatora syntezy. Skutkiem poprawy selektywności reakcji kondensacji była wyższa czystość produktu. Motorem postępu w zakresie syntezy BPA, zwłaszcza w obszarze czystości produktu, było stale rosnące zapotrzebowanie na żywice epoksydowe i poliwęglany. Rozwój rynkowej produkcji polimerów przyczynił się również do wzrostu zdolności produkcyjnej instalacji bisfenolu A. Do 2000 r. w skali przemysłowej dominowały instalacje BPA o zdolności produkcyjnej do 50 tys. ton rocznie.

Po 2000 r. nastąpił gwałtowny wzrost zainteresowania jednostkami produkcyjnymi o zdolności do 100 tys. ton rocznie, a obecnie w fazie prac projektowych są instalacje BPA o wydajności 200 tys. ton rocznie. Średnio cztero-pięciokrotny wzrost skali produkcji bisfenolu A w ostatnich latach musiał doprowadzić do wznowienia prac badawczych w zakresie nowych rozwiązań technicznych mających na celu poprawienie wskaźników techniczno-ekonomicznych technologii BPA. Podstawowym problemem do rozwiązania w jednostkach produkcyjnych o wydajności powyżej 100 tys. ton rocznie stało się sterowanie stężeniem produktów ubocznych syntezy BPA w strumieniach obiegowych w taki sposób, aby utrzymać stały poziom niepożądanych związków mających wpływ na końcową czystość produktu finalnego.

Specyfika syntezy bisfenolu A w skali przemysłowej polega właśnie na cyrkulacji w układzie reakcyjnym i w układzie wydzielania produktu strumieni zawierających potencjalne zanieczyszczenia.

ICSO „Blachownia” zajmuje się od ponad 40 lat badaniami w zakresie syntezy i wydzielania oraz projektowaniem i wdrażaniem produktu technologii otrzymywania BPA. Przemiany rynkowe również w przypadku Instytutu były motorem do intensyfikacji prac badawczych nad nowymi rozwiązaniami w obszarze regulacji i sterowania stężeniami produktów ubocznych syntezy BPA dla potrzeb instalacji o zdolności produkcyjnej co najmniej 100 tys. ton rocznie. Część prac badawczych została zrealizowana w ramach projektu POIG.01.03.01- 00-050/08 „Nowa technologia Bisfenolu A o wysokiej stabilności termicznej”. W ramach projektu zaproponowano nowe rozwiązania technologiczne, np. węzeł syntezy, w którym prowadzona jest reakcja kondensacji acetonu z fenolem wobec modyfikowanego katalizatora kationitowego (sulfonowana żelowa żywica jonowymienna modyfikowana związkami aminotioorganicznymi), węzeł wydzielania bisfenolu A i węzeł transformacji produktów ubocznych, w którym zwiększa się wydajność bisfenolu A.

Stosowany w opracowanej technologii BPA wariant transformacji produktów ubocznych wpływa na wskaźniki surowcowe procesu produkcji bisfenolu A i nie powoduje wprowadzenia do strumieni obiegowych nowych rodzajów produktów ubocznych, co pozwoliło w znaczącym stopniu poprawić wskaźniki surowcowe technologii produkcji bisfenolu A.

W toku prac badawczych w ramach projektu wykonano szereg charakterystyk katalizatorów oraz badań kinetycznych reakcji kondensacji acetonu z fenolem. Analizowane były również potencjalne alternatywne układy katalityczne oraz dodatki poprawiające stabilność stosowanego katalizatora. Dzięki zdobytej wiedzy udało się poprawić wskaźniki surowcowe technologii.

Opracowano również rozwiązania pozwalające na minimalizację negatywnego wpływu instalacji opartej na opracowanych rozwiązaniach na środowisko naturalne. Przeprowadzono także szereg badań ułatwiających uzyskanie pozwoleń środowiskowych.

Badania te dotyczyły zarówno ścieków, jak i odpadu stałego. Część przeprowadzonych badań związana była z poprawą wiedzy o możliwościach kontroli analitycznej procesu oraz otrzymaniem odpowiedniego zestawu wzorców tworzących się w nim produktów ubocznych. W wyniku prac badawczych powstała technologia otrzymywania BPA – ISOBIS, która pozwala na otrzymanie najwyższej jakości bisfenolu A.

Bisfenol A z technologii ISOBIS charakteryzuje się wysoką stabilnością termiczną, stąd możliwe jest jego zastosowanie w syntezie bezbarwnych poliwęglanów metodą stopową, do której należy przyszłość w zakresie syntezy najważniejszych tworzyw konstrukcyjnych.

Przeprowadzone prace badawcze pozwoliły na zaprojektowanie i wybudowanie instalacji modelowej. Powstała ona w ramach dofinansowania otrzymanego na podstawie decyzji MNiSW nr 6297/IA/407/2013. Instalacja umożliwia przeprowadzenie badań i pozwala na ciągłe doskonalenie procesu w celu utrzymania jego konkurencyjności, a także jego weryfikację w celu zmniejszenia ryzyka związanego z budową przemysłowej instalacji, prezentację procesu potencjalnym licencjobiorcom i przeprowadzenie badań aplikacyjnych produktu.

Możliwość weryfikacji i demonstracji procesu na modelowej instalacji oraz możliwość szkolenia personelu mającego później obsługiwać finalną wersję instalacji przemysłowej stanowi jeden z najbardziej istotnych elementów w technologii ISOBIS.

przemysł chemicznybisfenol Abadania i rozwójInstytut Ciężkiej Syntezy Organicznej Blachownia