CN114773140A - 一种裂解碳九制备双环戊二烯的制备的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种裂解碳九制备双环戊二烯的制备的方法,涉及化工制备技术领域,包括以下步骤:S1:原料准备,S2:解聚反应,将S1中原料送入高温解聚釜反应,负压操作,其中回流加热器为360℃,‑10kpa,使进入的双环发生解聚反应,罐顶产生气相环戊二烯;S3:分离,将S2中罐顶产生的气相环戊二烯降温至100℃后通入分离塔,负压操作,塔釜采出重新液化的重组分及聚合的双环戊二烯等,侧线采出沸点较低的碳九组分,塔顶采出环戊二烯;S4:聚合反应,将S3制得的环戊二烯经过冷却液化,利用本工艺经过聚合后制得双环戊二烯,经过解聚再聚合的提纯工艺后,得到高纯的产品,生产的树脂从强度、耐老化性能,都有较好的品质。
Description
技术领域
本发明属于化工制备技术领域,更具体地说,特别涉及一种裂解碳九制备双环戊二烯的制备的方法。
背景技术
裂解碳九由于生产工艺特性,组分复杂。双环戊二烯附近有大量沸点接近的组分,在制取高纯度双环戊二烯的过程中,对产品纯度影响较大,无法得到纯度满足要求的双环戊二烯产品。
现从裂解碳九中提取双环戊二烯过程,反应温度较低(一般为180~200℃),双环戊二烯单程转化率较低,产品纯度不足,为提高装置的收率,常采用反应原料循环加热的方式以提高反应时间,但由此带来了其它碳九活性组分(如甲基苯乙烯等)在高温区停留时间过长而发生聚合的问题,造成大量的碳九活性组分聚合成重组分,所以本方法通过优化双环戊二烯热分解反应的工艺条件,如热分解温度、停留时间等,在保证双环戊二烯收率的同时,避免碳九活性组分发生大量聚合。
发明内容
本申请实施例通过提供一种裂解碳九制备双环戊二烯的制备的方法,解决了现有制备工艺中单程转化率较低、产品纯度不足的缺陷,在保证双环戊二烯收率的同时,避免碳九活性组分发生大量聚合。
为了实现以上目的,本发明采用了以下技术方案:
一种裂解碳九制备双环戊二烯的制备的方法,包括以下步骤:
S1:原料准备,将环戊二烯、苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、苯乙烯、邻二甲苯、丙烯基苯、均三甲苯、偏三甲苯、甲基乙苯、甲基苯乙烯、乙基乙烯基苯、双环戊二烯、茚、甲基茚、萘、甲基萘按照组份配比进行混合进料
S2:解聚反应,将S1中原料送入高温解聚釜反应,负压操作,其中回流加热器为360℃,-10kpa,使进入的双环发生解聚反应,塔釜采出不能解聚、沸点较高的重油,经过降温至60℃以下采出至罐区,罐顶产生气相环戊二烯;
S3:分离,将S2中罐顶产生的气相环戊二烯降温至100℃后通入分离塔,负压操作,塔釜采出重新液化的重组分及聚合的双环戊二烯等,侧线采出沸点较低的碳九组分,塔顶采出环戊二烯;
S4:聚合反应,将S3制得的环戊二烯经过冷却液化,控制温度为60至90℃,直接进入聚合釜,其中聚合釜采用80至90℃的热水进行温度维持及撤除反应热,经过聚合后制得双环戊二烯。
作为优选的方案,所述步骤S1中各种原料以重量百分比计算见下表:
成分 | 含量/% |
环戊二烯 | 0.12 |
苯 | 1.52 |
甲苯 | 0.58 |
乙苯 | 2.72 |
对二甲苯 | 1.54 |
苯乙烯 | 4.08 |
邻二甲苯 | 4.25 |
丙烯基苯 | 0.62 |
均三甲苯 | 4.12 |
偏三甲苯 | 3.15 |
甲基乙苯 | 8.18 |
甲基苯乙烯 | 9.59 |
乙基乙烯基苯 | 3.49 |
双环戊二烯 | 29.61 |
茚 | 10.52 |
甲基茚 | 2.55 |
萘 | 12.15 |
甲基萘 | 1.21 |
。
作为优选的方案,所述步骤S1中各种原料以重量百分比计算见下表:
成分 | 含量/% |
环戊二烯 | 0.2 |
苯 | 1.8 |
甲苯 | 0.3 |
乙苯 | 2.3 |
对二甲苯 | 1.20 |
苯乙烯 | 3.05 |
邻二甲苯 | 4.01 |
丙烯基苯 | 0.52 |
均三甲苯 | 4.02 |
偏三甲苯 | 3.5 |
甲基乙苯 | 8.02 |
甲基苯乙烯 | 8.58 |
乙基乙烯基苯 | 3.52 |
双环戊二烯 | 30.65 |
茚 | 11.52 |
甲基茚 | 2.66 |
萘 | 13.52 |
甲基萘 | 1.52 |
。
作为优选的方案,所述步骤S1中各种原料以重量百分比计算见下表:
作为优选的方案,所述环戊二烯中硫含量浓度为200ppm,所述苯中氯含量浓度为0.1ppm;所述甲苯中氮含量浓度为150ppm。
作为优选的方案,所述步骤S2中进料条件为:进料量为2t/h、常温进料、***抽压。
作为优选的方案,所述步骤S2中解聚反应釜液位达到50%后,进行循环升温,解聚反应釜最终控制温度在350至360℃之间。
作为优选的方案,所述步骤S3中分离塔塔顶气相液化后进入回流罐,建立分离塔回流;
其中反应过程为:
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
本工艺通过气相混合态热解聚,使双环戊二烯和甲基双环戊二烯解聚生成环戊二烯和甲基环戊二烯,解聚汽化的气相产物在分离塔内通过冷却、回流、提纯、分离,再经过控温聚合反应等工艺得到双环戊二烯等产品,在保证双环戊二烯收率的同时,避免碳九活性组分发生大量聚合。
2、现有纯度较低的粗环戊二烯,只能作为碳五或碳九聚合树脂的有效组分,生产品质一般的树脂产品。经过解聚再聚合的提纯工艺后,得到高纯的产品,生产的树脂从强度、耐老化性能,都有较好的品质,将来必会成为一项打破瓶颈的新技术。
附图说明
图1为反应流程示意图;
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
双环戊二烯(PDCPD)是一种“环境友好”且非常新型的工程塑料,由双环戊二烯(DCPD)经有机金属催化聚合而成。双环戊二烯来源于石油裂解制乙烯和煤炭炼焦中的碳5副产物。PDCPD同时具有高模量、高抗冲性和高抗蠕变性,与其他工程塑料相比,显示出优良的综合机械性能,其耐热性优于PU、PVC、PE及PP等材料,尺寸稳定性优于PU,抗蠕变性优于尼龙制品,并且具有很好的环境适应性,其应用领域包括化工防腐管件板件、体育设备部件、大型电气设备壳体等。特别是在汽车工业领域,PDCPD可代替金属或玻璃钢而应用于车辆壳体、保险杠及其他部件,从而降低车辆燃油消耗及提高车辆载荷量。此外,车辆壳体可实现更加多样化、个性化外观设计,而且壳体喷漆前几乎不经过任何处理就可达到A级表面粗糙度。
主反应条件:主反应条件:
项目 | 单位 | 参数 |
进料温度 | ℃ | 15-25 |
进料量 | kg/h | 3000 |
解聚釜温度 | ℃ | 180 |
解聚釜压力 | KPa(A) | 20-25 |
分离塔压力 | KPa(A) | 30-40 |
分离塔塔釜温度 | ℃ | 210-215 |
分离塔塔顶温度 | ℃ | 70-75 |
分离塔侧线采出温度 | ℃ | 150-155 |
聚合釜压力 | MPa | 0.7-0.8 |
聚合釜温度 | ℃ | 80-90 |
各实施例的制备方法如下
如图1所示,
一种裂解碳九制备双环戊二烯的制备的方法,包括以下步骤:
S1:原料准备,将环戊二烯、苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、苯乙烯、邻二甲苯、丙烯基苯、均三甲苯、偏三甲苯、甲基乙苯、甲基苯乙烯、乙基乙烯基苯、双环戊二烯、茚、甲基茚、萘、甲基萘按照组份配比进行混合进料;其中:
S2:解聚反应,将S1中原料送入高温解聚釜反应,负压操作,其中回流加热器为360℃,-10kpa,使进入的双环发生解聚反应,塔釜采出不能解聚、沸点较高的重油,经过降温至60℃以下采出至罐区,罐顶产生气相环戊二烯;
S3:分离,将S2中罐顶产生的气相环戊二烯降温至100℃后通入分离塔,负压操作,塔釜采出重新液化的重组分及聚合的双环戊二烯等,侧线采出沸点较低的碳九组分,塔顶采出环戊二烯;
S4:聚合反应,将S3制得的环戊二烯经过冷却液化,控制温度为60至90℃,直接进入聚合釜,其中聚合釜采用80至90℃的热水进行温度维持及撤除反应热,经过聚合后制得双环戊二烯。
作为优选的方案,步骤S2中进料条件为:进料量为2t/h、常温进料、***抽压。
作为优选的方案,步骤S2中解聚反应釜液位达到50%后,进行循环升温,解聚反应釜最终控制温度在350至360℃之间。
作为优选的方案,步骤S3中分离塔塔顶气相液化后进入回流罐,建立分离塔回流;
其中反应过程为:
本工艺的具体操作步骤包括以下内容:
常温原料进入20-25KPa负压解聚釜,解聚釜内通少量导热油加热不停搅拌维持釜内温度170-175℃;罐底采出的不能解聚、沸点较高的重油,一部分经过预热器升温(200℃)回到解聚釜内当热循环料,另一部分直接采出至重油产品罐。这样操作,可以大大减小解聚釜热源能耗,同时大幅减少解聚釜直接升温导致的堵塞现象。罐顶生成解聚后的气相环戊二烯及部分重组分物料,进入冷却器及气液分离罐,冷却分离后的气液相物料都进入分离塔。
分离塔在30-40KPa的负压下操作,塔釜由导热油加热至210-215℃,产出重新液化的重组分及部分聚合的双环戊二烯,这一部分物料不外采,而是回到解聚釜入口作为循环料,这样操作可以大大提高转化率,避免有效组分损失。塔的侧线在150℃采出沸点较低的碳九组分,直接进入相应产品罐。塔顶装有内置冷却器进行降温至70-75℃,气相环戊二烯从塔顶出来进入冷凝器变为液相;设置塔顶内置冷却器可以更加充分利用塔内热源,冷却后的物料在塔内作为自回流物料在塔内进行传质传热,减少了传统工艺中的回流罐及回流泵,节省了成本。
塔顶出来的气相环戊二烯通过换热器控制温度为60至70℃,热物料再进入聚合釜采用80至90℃的热水进行温度维持及撤除反应热,最终经过聚合后的双环戊二烯作为产品进入产品罐。
相较于传统工艺而言,此工艺首先在解聚釜内就采走了大部分重组分,减少了后续中重组分脱除压力;解聚釜加热方式上也改变传统直接加热的方法,采用负压操作及罐底物料加热后循环进入釜内,这样能大大减小解聚釜因直接升温造成堵塞的几率,使生产能更加高效、长时间运行。
在分离工艺上,改变了以前塔顶采出至回流罐再回流到塔内的工艺,采用塔顶内置冷却器,一方面能减少设备用量,更重要的是减少了气相环戊二烯停留时间,避免与其他组分发生反应,增加其纯度,大大提高了转化率。
在最后聚合工艺上,维持纯度较高的气相环戊二烯60-70℃进入聚合釜,在80-90℃条件下进行聚合,避免高温产生二聚、三聚反应。为提高整体双环戊二烯转化率,本专利设计了解聚釜重油循环及分离塔塔釜物料循环的工艺,最大程度回收了后续工艺中可能损失的有效组分,最终达到整体转化率在90%以上。
新旧工艺实验对比
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种裂解碳九制备双环戊二烯的制备的方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1:原料准备,将环戊二烯、苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、苯乙烯、邻二甲苯、丙烯基苯、均三甲苯、偏三甲苯、甲基乙苯、甲基苯乙烯、乙基乙烯基苯、双环戊二烯、茚、甲基茚、萘、甲基萘按照组份配比进行混合进料
S2:解聚反应,将S1中原料送入高温解聚釜反应,负压操作,其中回流加热器为360℃,-10kpa,使进入的双环发生解聚反应,塔釜采出不能解聚、沸点较高的重油,经过降温至60℃以下采出至罐区,罐顶产生气相环戊二烯;
S3:分离,将S2中罐顶产生的气相环戊二烯降温至100℃后通入分离塔,负压操作,塔釜采出重新液化的重组分及聚合的双环戊二烯等,侧线采出沸点较低的碳九组分,塔顶采出环戊二烯;
S4:聚合反应,将S3制得的环戊二烯经过冷却液化,控制温度为60至90℃,直接进入聚合釜,其中聚合釜采用80至90℃的热水进行温度维持及撤除反应热,经过聚合后制得双环戊二烯。
3.根据权利要求2所述的一种裂解碳九制备双环戊二烯的制备的方法,其特征在于:所述环戊二烯中硫含量浓度为200ppm,所述苯中氯含量浓度为0.1ppm;所述甲苯中氮含量浓度为150ppm。
4.根据权利要求2所述的一种裂解碳九制备双环戊二烯的制备的方法,其特征在于:所述步骤S2中进料条件为:进料量为2t/h、常温进料、***抽压。
5.根据权利要求2所述的一种裂解碳九制备双环戊二烯的制备的方法,其特征在于:所述步骤S2中解聚反应釜液位达到50%后,进行循环升温,解聚反应釜最终控制温度在350至360℃之间。
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CN101597205A (zh) * | 2008-06-06 | 2009-12-09 | 上海宝钢化工有限公司 | 一种从炼焦副产物生产双环戊二烯的方法 |
CN102010285A (zh) * | 2010-11-02 | 2011-04-13 | 宁波职业技术学院 | 一种从乙烯裂解碳九重馏分提取甲基环戊二烯方法 |
CN106699497A (zh) * | 2016-11-21 | 2017-05-24 | 烟台大学 | 一种双环戊二烯气相解聚制备环戊二烯的方法 |
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