双环戊二烯的生产工艺的研究.docx
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1、双环戊二烯的生产工艺的研究摘要本文介绍了以C9为原料经裂解精馏合成三个步骤制得双环戊二烯(DCPD)的生产工艺流程,论述了环戊二烯、双环戊二烯在石油树脂和卫生材料等方面的应用,并考察了双环戊二烯的国内外市场现状和发展前景。关键词双环戊二烯 裂解 环戊二烯 目录第1章 绪论11.1环戊二烯的性能11.2双环戊二烯的性能11.3双环戊二烯的分离提纯方法2第2章 双环戊二烯的生产工艺4 2.1生产原理42.2双环戊二烯的生产工艺流程4 2.2.1分离阶段5 2.2.2精馏阶段5 2.2.3聚合阶段6 2.2.4闪蒸阶段62.3生产设备7第3章 双环戊二烯的应用83.1 双环戊二烯的应用8 3.1.1
2、主要应用8 3.1.2其他应用8第4章 双环戊二烯的发展前景10参考文献11致谢12第1章 绪论1.1环戊二烯的性能环戊二烯是一种化学活性很高的脂环烃,分子式C5H6。存在于煤焦油中。石油馏分如石脑油或瓦斯油裂解时,也生成环戊二烯。无色液体。熔点97.542,沸点40,相对密度0.8021(204)。环戊二烯在室温下聚合,生成二聚环戊二烯,工业品也是二聚体;在100以上聚合,生成三聚体、四聚体。二聚环戊二烯熔点33.6,沸点170(分解)。二聚环戊二烯加热时部分分解成环戊二烯,在常压下进行蒸馏时,使分馏柱顶上的温度保持在4142,即可安全转变为环戊二烯。另外环戊二烯还是化学活性很高的共轭二烯,
3、容易与不饱和化合物发生反应,生成数目众多的环状化合物。环戊二烯含有活性亚甲基,能与醛、酮缩合,生成有颜色的富烯衍生物。环戊二烯与过渡金属的盐作用,可生成茂金属化合物,例如二茂铁。环戊二烯是重要的化工原料,用于制造金属有机化合物、二茂铁、杀虫剂、味精和石油树脂。1.2双环戊二烯的性能双环戊二烯(C10H12)是环戊二烯的二聚体,沸点170 ,熔点31.5 ,密度0.979。在空间结构上有桥环式和挂环式两种异构体,在室温下环戊二烯二聚生成桥环式,加热到150 高温下二聚生成挂环式,工业上使用的主要是桥环式双环戊二烯。高纯度双环戊二烯室温下为无色结晶体,含有杂质时为浅黄色油状液体,有刺激性的樟脑味,
4、不溶于水,可溶于醇、醚等有机溶剂。危险标记 7(易燃液体)。双环戊二烯含有活泼的亚甲基和两个共轭双键,反应活性很高,且与多种烯烃共聚或参与多种有机化学反应,使得其在合成橡胶、树脂、医药、涂料、燃料、增塑剂、有机合成等方面具有广泛的用途。双环戊二烯对健康的危害很大,若接触接触高浓度双环戊二烯蒸气会引起眼、鼻、喉和肺刺激,头痛、头晕及其它中枢神经系统症状。有可能引起肝、肾损害,长期反复皮肤接触可致皮肤损害。1.3双环戊二烯的分离提纯方法双环戊二烯一般由炼焦副产的煤焦油中苯头馏分或乙烯裂解副产的C5馏分分离,一般以石脑油或轻柴油为裂解原料的C5馏分产率较高。石脑油作裂解料时C5产率约为乙烯产量的12
5、%-15%,(双)环戊二烯在C5馏分中的含量一般为15%-22%。由于裂解C5馏分组分多,各组分之间沸点相近,相对挥发度小,相互还能产生共沸,采用普通的分离方法难以获得高纯度的产品。它的分离提纯方法有两种:热二聚-解聚-蒸馏法和溶剂萃取法。1.3.1热二聚-解聚-蒸馏法采用普通的分离方法难以获得高纯度的环戊二烯产品,通常C5馏分中的双环戊二烯以环戊二烯形式分出。采用二聚法萃取精馏C5馏分,可同时分离C5馏分中最有价的环戊二烯、异戊二烯、间戊二烯等三种二烯烃。由 C5馏分直接制取高纯度环戊二烯采用热二聚-解聚-蒸馏法。该法是将原料加热到110-120,使其中环戊二烯二聚为双环戊二烯,再利用双环戊
6、二烯同其他组分的沸点差异蒸馏制得双环戊二烯。由于蒸馏过程产生沸点与双环戊二烯接近的不纯物环戊二烯与异戊二烯等的共聚体,因此,一般蒸馏不可能得到纯度更高的双环戊二烯,需将此馏分加热到170以上,利用双环戊二烯解聚速度比不纯物共聚体快的特征,使双环戊二烯优先分解为环戊二烯,经精馏使环戊二烯同沸点高的不纯物分离,将由此制得的环戊二烯再次二聚、蒸馏,最终获得纯度更高的双环戊二烯。1.3.2溶剂萃取法采取溶剂萃取法是以二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,利用双环戊二烯热二聚-解聚-蒸馏法、异戊二烯和间戊二烯产品。该法采用了一次热二聚、两次萃取蒸馏和两次精馏,可同时分离出三种二烯烃。二聚反应在70或更低时进行得
7、更安全,但反应过程很慢。采用加热全回流聚合16-18h,再升温抽取前馏分(80以下),釜温达到110时止。釜底残留物为双环戊二烯,含量为60%左右,再经过减压蒸馏,得到含量大于99%的双环戊二烯。在较高的温度下聚合,可以所短聚合时间。如:裂解C5馏分在100-140和0.5-1.5Mp条件下进行热二聚,只需2-3小时。直接从C5馏分中分离出双环戊二烯的纯度可达85%-89%,再经蒸发、脱除轻组分后,纯度可达98%,进一步脱重组分后纯度可达99%。第2章 双环戊二烯的生产工艺2.1生产原理对于高纯度双环戊二烯的生产工艺,中石化上海公司和浙江工业大学进行了相应的研究,并发明了专利,其尽以石油裂解的
8、C5馏分为原料,首先将C5馏分二聚,脱除轻组分得到粗双环戊二烯;再以无机载体负载的酸性物质为催化剂,粗双环戊二烯在100-200进行催化解聚得高纯度环戊二烯;最后由环戊二烯二聚后脱除轻组分得高纯度双环戊二烯。2.2双环戊二烯的生产工艺流程原料汽油高温热分离塔预分离轻组份溶剂二聚精制DMCPD重组份溶剂油催化剂二聚精制DCPDC5C6产品蒸馏产品闪蒸产品气提产品气提轻组份溶剂油古马隆催化剂2-1双环戊二烯工艺流程图双环戊二烯生产工艺流程见下图2-1:从图可以看出,双环戊二烯生产工艺可分为分离阶段、精馏阶段、聚合阶段和闪蒸阶段,这几个阶段详细介绍见如下几节。2.2.1分离阶段将V-000A原料引至
9、进料泵P-010A/B前,在进塔前放空处接临时管,开启P-010A/B泵,尽快赶尽进料管线的气体,然后,打开进料阀进行塔内进料。同时V-101开始升温,观察气象返回线以及塔上的各点温度,同时注意塔底液面,调节进料量及导热油量,控制塔顶温度。T-101塔顶馏出产物,通过换热器冷凝后进入V-102回流罐,通过调节换热器循环水用量,控制V-102罐物料温度。当V-102液位达25%时,开启P-101A/B,建立T-101塔顶回流,同时调节T-101进料量,V-101加热量,逐步将T-101塔各点温度调整至设计值。T-101塔回流操作稳定后,通过T-101塔侧线临时取样点取样分析合格后,开启P-103
10、A/B泵,将侧线采出送T-201塔。当V-102液位达50%时,且取样分析组成合格后,将物料送至T-401。随着T-101塔进料量增加,T-101塔底液位,V-101罐液位逐步增加,当V-101侧液位上升至50%时,开启P-102A/B,将V-101物料送T-501塔。2.2.2精馏阶段开工投料之前将助剂注入T-201塔至50%液位时,开启强制循环泵,进行塔底强制循环,T-201塔接收来自T-101塔侧线物料之前,通过导热油将T-201塔底温度升温。T-101塔侧线组成分析合格之后,开启P103A/B泵,缓慢打开调节阀, T-201塔接收进料,相应增加V-201釜加热量,维持釜温度。T-201
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