CN108003057A - 一种2-亚甲基-4-氰基丁醛的连续裂解生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种2‑亚甲基‑4‑氰基丁醛的连续裂解生产方法，包括如下步骤：将原料2‑氰乙基‑5‑降冰片烯‑2‑醛经过预热后，送入薄膜蒸发器气化处理60‑180秒，气相的2‑氰乙基‑5‑降冰片烯‑2‑醛经过气液分离器，除去未气化的2‑氰乙基‑5‑降冰片烯‑2‑醛后进入裂解器，在200‑360℃之间进行裂解30‑60秒；裂解后的气体经过一级冷凝得到2‑亚甲基‑4‑氰基丁醛，冷凝温度25℃‑60℃；环戊二烯进入二级冷凝进行回收，冷凝温度‑‑50‑‑15℃，回收的环戊二烯含量大于98％，可直接用于5‑降冰片烯‑2‑醛的合成；未气化的2‑氰乙基‑5‑降冰片烯‑2‑醛合成的副产聚合物进入回收罐。

Description

一种2-亚甲基-4-氰基丁醛的连续裂解生产方法
技术领域
本发明涉及化学原料生产领域，具体涉及一种2-亚甲基-4-氰基丁醛的连续裂解生产方法。
背景技术
2-氯-5-氯甲基吡啶是生产吡虫啉、吡虫清和噻虫啉等的重要中间体，2-亚甲基-4-氰基丁醛是环戊二烯路线生产2-氯-5-氯甲基吡啶过程中的第四部，其是通过将2-氰乙基-5-降冰片烯-2-醛进行高温裂解反应所得的。
目前在上述2-亚甲基-4-氰基丁醛的生产工艺中都是采用将定量的2-氰乙基-5-降冰片烯-2-醛投入反应釜中，在高真空环境下加热进行裂解的方式进行，由于2-氰乙基-5-降冰片烯-2-醛是一种热敏物质，其在高温下除了裂解还存在聚合的问题，所以裂解收率低，产品纯度低。由于环戊二烯沸点低，高真空环境中，在真空泵前不能冷凝回收，只能在真空泵后进行回收，通过真空泵的压缩发热，形成聚合，所以回收的环戊二烯含量低并含有大量的双环戊二烯，对再次使用造成了极大的障碍。由于反应釜中一次投料，裂解过程难以定量控制，在140-170℃的温度区间，2-氰乙基-5-降冰片烯-2-醛大量裂解，170～210℃的区间仅有少量的物料在裂解，所以对真空***的配置和环戊二烯的冷凝回收设备的匹配均难以达到合理高效，真空度低裂解得到的热敏物质2-亚甲基-4-氰基丁醛不能及时转移出体系，部分物料又形成了聚合，造成了物料的浪费，环戊二烯冷凝回收设备的不匹配，致使环戊二烯挥发到大气中，造成环境污染。其反应如下：
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种2-亚甲基-4-氰基丁醛的连续裂解生产方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种2-亚甲基-4-氰基丁醛的连续裂解生产方法，包括如下步骤：将原料2-氰乙基-5-降冰片烯-2-醛经过预热后，送入薄膜蒸发器气化处理60-180秒，气相的2-氰乙基-5-降冰片烯-2-醛经过气液分离器，除去未气化的2-氰乙基-5-降冰片烯-2-醛后进入裂解器，在200-360℃之间进行裂解30-60秒，受热时间短，物料流动性好，可装桶或用泵送入焦炭生产车间；裂解后的气体经过一级冷凝得到2-亚甲基-4-氰基丁醛，冷凝温度25℃-60℃，得到的2-亚甲基-4-氰基丁醛含量大于95％；环戊二烯进入二级冷凝进行回收，冷凝温度--50--15℃，回收的环戊二烯含量大于98％，可直接用于5-降冰片烯-2-醛的合成；未气化的2-氰乙基-5-降冰片烯-2-醛合成的副产聚合物进入回收罐。
优选地，裂解进料量可在1L-150000L之间进行调整。
优选地，***真空度在-0.065--0.080MPa之间，优选-0.070--0.072MPa
优选地，2-亚甲基-4-氰基丁醛的冷凝温度在35℃-45℃；环戊二烯冷凝温度在-45℃--25℃。
优选地，所述蒸发器采用刮板薄膜蒸发器，蒸发器面积可根据产能设计要求在0.1m2-100m2之间调节，满足1kg/h-96000kg/h的生产能力。
优选地，2-氰乙基-5-降冰片烯-2-醛的气化温度在170℃-260℃。
优选地，气相裂解器采用列管式，列管中装有气体压缩分布器，以减少管壁的滞留层，其面积可根据产能设计要求在5m2-4000m2之间调节，满足1kg/h-96000kg/h的生产能力。
优选地，气相裂解温度为260℃-300℃。
优选地，所述的气相裂解器中的气体压缩分布器由多级组成，扩张和压缩间隔为10cm-30cm，优选为15cm-20cm，物料压缩扩张器的压缩段直径比列管直径小5mm-30mm，优选为10mm；物料压缩扩张器的扩张段直径比列管直径小15mm-30mm，优选为20mm。
本发明具有以下有益效果：
本发明的2-氰乙基-5-降冰片烯-2-醛裂解率大于99.8％，2-亚甲基-4-氰基丁醛的收率大于98％，2-亚甲基-4-氰基丁醛的含量大于95％，环戊二烯在真空泵前的回收率大于95％，真空泵前回收的环戊二烯含量大于98％。
附图说明
图1为本发明实施例的反应流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
将50kg2-氰乙基-5-降冰片烯-2-醛经过预热器预热至140℃，进入由0.2m2的刮板薄膜蒸发器、气液分离器、40m2气相裂解器、两及冷凝器和真空***组成的连续裂解***，真空度维持620mmHg。控制刮板薄膜蒸发器的气相出口温度为165℃-175℃，下部残夜口出口温度为215℃-220℃。2-氰乙基-5-降冰片烯-2-醛进料速度为0.28L/min，控制气相裂解器出口温度为260℃，气体冷凝取样，LC分析，环戊二烯含量10.2％，2-亚甲基-4-氰基丁醛含量86.3％，2-氰乙基-5-降冰片烯-2-醛含量0.0012％，其他3.499％。一级冷凝器控制出口温度为40℃-45℃，取样，LC分析，环戊二烯含量0.1％，2-亚甲基-4-氰基丁醛含量95.3％，2-氰乙基-5-降冰片烯-2-醛含量0.008％，其他4.592％。二级冷凝器控制出口温度为-35℃，取样，GC分析，环戊二烯含量98.6％。
实施例2
同实施例1，将真空度调整为700mmHg。气相裂解器出口取样结果为：环戊二烯含量6.3％，2-亚甲基-4-氰基丁醛含量90.1％，2-氰乙基-5-降冰片烯-2-醛含量0.0025％，其他3.5975％。一级冷凝器出口取样，LC分析，环戊二烯含量0.006％，2-亚甲基-4-氰基丁醛含量96.6％，2-氰乙基-5-降冰片烯-2-醛含量0.0045％，其他3.389％。二级冷凝器控制出口温度为-35℃，取样，GC分析，环戊二烯含量96.8％。
实施例3
同实施例2，真空度为700mmHg。气相裂解器出口温度调整为280℃。取样结果为：环戊二烯含量6.31％，2-亚甲基-4-氰基丁醛含量91.2％，2-氰乙基-5-降冰片烯-2-醛含量0.0024％，其他2.488％。一级冷凝器出口取样，LC分析，环戊二烯含量0.0076％，2-亚甲基-4-氰基丁醛含量97.2％，2-氰乙基-5-降冰片烯-2-醛含量0.0056％，其他2.7868％。二级冷凝器控制出口温度为-35℃，取样，GC分析，环戊二烯含量97.12％。
实施例4
将5000kg2-氰乙基-5-降冰片烯-2-醛经过预热器预热至140℃，进入由20m2的刮板薄膜蒸发器、气液分离器、800m2气相裂解器、两及冷凝器和真空***组成的连续裂解***，真空度维持700mmHg。控制刮板薄膜蒸发器的气相出口温度为165℃-175℃，下部残夜口出口温度为215℃-220℃。2-氰乙基-5-降冰片烯-2-醛进料速度为28.5L/min，控制气相裂解器出口温度为280℃，气体冷凝取样，LC分析，环戊二烯含量5.3％，2-亚甲基-4-氰基丁醛含量91.4％，2-氰乙基-5-降冰片烯-2-醛含量0.0018％，其他3.298％。一级冷凝器控制出口温度为40℃-45℃，取样，LC分析，环戊二烯含量0.0042％，2-亚甲基-4-氰基丁醛含量96.4％，2-氰乙基-5-降冰片烯-2-醛含量0.0027％，其他3.593％。二级冷凝器控制出口温度为-35℃，取样，GC分析，环戊二烯含量97.7％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种2-亚甲基-4-氰基丁醛的连续裂解生产方法，其特征在于，包括如下步骤：将原料2-氰乙基-5-降冰片烯-2-醛经过预热后，送入薄膜蒸发器气化处理60-180秒，气相的2-氰乙基-5-降冰片烯-2-醛经过气液分离器，除去未气化的2-氰乙基-5-降冰片烯-2-醛后进入裂解器，在200-360℃之间进行裂解30-60秒；裂解后的气体经过一级冷凝得到2-亚甲基-4-氰基丁醛，冷凝温度25℃-60℃；环戊二烯进入二级冷凝进行回收，冷凝温度--50--15℃，回收的环戊二烯含量大于98％，可直接用于5-降冰片烯-2-醛的合成；未气化的2-氰乙基-5-降冰片烯-2-醛合成的副产聚合物进入回收罐。
2.如权利要求1所述的一种2-亚甲基-4-氰基丁醛的连续裂解生产方法，其特征在于，裂解进料量可在1L-150000L之间进行调整。
3.如权利要求1所述的一种2-亚甲基-4-氰基丁醛的连续裂解生产方法，其特征在于，***真空度在-0.065--0.080MPa之间。
4.如权利要求1所述的一种2-亚甲基-4-氰基丁醛的连续裂解生产方法，其特征在于，2-亚甲基-4-氰基丁醛的冷凝温度在35℃-45℃；环戊二烯冷凝温度在-45℃--25℃。
5.如权利要求1所述的一种2-亚甲基-4-氰基丁醛的连续裂解生产方法，其特征在于，所述蒸发器采用刮板薄膜蒸发器，蒸发器面积可根据产能设计要求在0.1m2-100m2之间调节，满足1kg/h-96000kg/h的生产能力。
6.如权利要求1所述的一种2-亚甲基-4-氰基丁醛的连续裂解生产方法，其特征在于，2-氰乙基-5-降冰片烯-2-醛的气化温度在170℃-260℃。
7.如权利要求1所述的一种2-亚甲基-4-氰基丁醛的连续裂解生产方法，其特征在于，气相裂解器采用列管式，其面积可根据产能设计要求在5m2-4000m2之间调节，满足1kg/h-96000kg/h的生产能力。
8.如权利要求1所述的一种2-亚甲基-4-氰基丁醛的连续裂解生产方法，其特征在于，气相裂解温度为260℃-300℃。
9.如权利要求1所述的一种2-亚甲基-4-氰基丁醛的连续裂解生产方法，其特征在于，所述的气相裂解器中的气体压缩分布器由多级组成，扩张和压缩间隔为10cm-30cm；物料压缩扩张器的压缩段直径比列管直径小5mm-30mm；物料压缩扩张器的扩张段直径比列管直径小15mm-30mm。
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