CN103304362A

CN103304362A - 一种高纯度环戊烯的制备方法

Info

Publication number: CN103304362A
Application number: CN2012100669878A
Authority: CN
Inventors: 倪俊
Original assignee: SHANGHAI BORUN PETROCHEMICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI BORUN PETROCHEMICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2012-03-13
Publication date: 2013-09-18

Abstract

本发明涉及化工产品制备技术领域，特别涉及一种高纯度环戊烯的制备方法，包括将部分加氢碳五馏分送入精馏塔A，从塔顶分出粗异戊烯馏分，从塔釜得到含有环戊烯、环戊烷馏分的塔釜液，塔釜液进行水合反应后送入精馏塔B进行精馏，从塔顶采出环戊烯。本发明高纯度环戊烯的制备方法的优点在于：将部分加氢碳五馏分进行分离生产环戊烯时，通过使其中与环戊烯沸点非常接近的2-甲基-2-丁烯在催化剂床层通过水合反应转化成沸点较高的重组分，使环戊烯与2-甲基-2-丁烯易于分离，不但可以显著降低能耗，而且可以生产纯度达到99％以上的环戊烯。

Description

一种高纯度环戊烯的制备方法

技术领域

本发明涉及化工产品制备技术领域，特别涉及一种高纯度环戊烯的制备方法。

背景技术

环戊烯是是一种精细化工产品的中间体，它可用作生产环戊醇、溴代环戊烷、氯代环戊烷、环戊酸等高附加值医药中间体，高纯度环戊烯还是聚环烯烃高分子聚合物的主要原料之一。其中以环戊烯为原料生产环戊酮是环戊烯最重要的应用领域。环戊酮是香料及医药工业的中间体，可用于生产新型的香料二氢茉莉酮酸甲酯和白兰酮及抗焦虑药丁螺环酮等精细化工产品，也可用于杀虫剂和除草剂等农药的合成，此外，由于环戊酮具有很好的溶解性能，在电子行业作为溶剂得到广泛应用。

工业上蒸汽裂解制乙烯的过程中副产相当数量的碳五馏分。这种碳五馏分根据加工工艺和组成可以分为两类。一类是通过将裂解碳五馏分直接分离的方法得到的碳五馏分，这类碳五馏分中含有约40～60％的异戊二烯、环戊二烯以及间戊二烯等双烯烃，这些双烯烃化学性质活泼，是很多精细化工产品的重要原料，可以采用传统的精馏分离和萃取精馏分离等工艺相结合的手段来进行碳五馏分的分离提纯；第二类是将蒸汽裂解制乙烯过程中得到的C5～C9馏分，先在Pd/Al₂O₃上进行选择性加氢使其中的双烯烃和炔烃转化为单烯烃，再经过精馏分离得到的碳五馏分，这部分物料可称为部分加氢碳五馏分。部分加氢碳五馏分经过精馏分离可得到环戊烯。

美国专利USP6153804介绍了一种以部分加氢裂解汽油为原料，通过精馏分离来生产环戊烷或(和)环戊烯的方法。先从第一个精馏塔的塔顶采出低沸点的碳五馏分，塔釜采出含六个碳及以上的重组分，从侧线采出含有环戊烷和环戊烯至少为40％的馏分，该馏分送入加氢反应器，使烯烃转化为烷烃，加氢产物再送入第二精馏塔，从塔顶分出正戊烷和异戊烷混合物，塔釜液送入第三精馏塔得到环戊烷。或者将含环戊烷和环戊烯至少为40％的馏分直接进行精馏分离得到环戊烯和环戊烷。

美国专利USP6264799提出了一种生产环戊烷或(和)环戊烯的方法。将部分加氢碳五馏分在第一精馏塔进行精馏，低沸点的碳五馏分从塔顶分离，将塔釜馏分送入第二精馏塔进行再次精馏，从塔顶分出环戊烯。

上述方法主要是通过精馏分离工艺来获得环戊烯，但由于涉及到沸点与环戊烯非常接近的单烯烃2-甲基-2-丁烯的分离，能耗较高，而且得到的环戊烯含量只有约90％，影响了其下游的化工利用。

发明内容

本发明提供了一种高纯度环戊烯的制备方法，所要解决的技术问题是现有技术中生产的环戊烯纯度不高，生产过程能耗较高等不足之处。

以下是本发明具体的技术方案：

一种高纯度环戊烯的制备方法，该方法包括以下步骤：

1)将部分加氢碳五馏分送入精馏塔A，从塔顶分出粗异戊烯馏分，从塔釜得到含有环戊烯、环戊烷馏分的塔釜液；

2)将精馏塔A含有环戊烯、环戊烷馏分的塔釜液进行催化水合反应，制取水合反应液；

3)将水合反应液送入精馏塔B进行精馏，从塔顶分出环戊烯。

进一步地，所述的精馏塔A为填料塔，其理论塔板数为70～110，塔釜温度为70～100℃，塔顶温度为40～68℃，操作压力为0.1～0.3MPa，回流比为6～15。

进一步地，所述水合反应的催化剂为磺酸基阳离子交换树脂，反应床为固定床。

进一步地，所述磺酸基阳离子交换树脂的粒径为0.1～3mm，质量交换容量为3～5.5mmol/g。

进一步地，所述磺酸基阳离子交换树脂的粒径为0.40～1.25mm，形状为球形，质量交换容量为4～5.5mmol/g。

进一步地，所述精馏塔B为填料塔，其理论塔板数为70～120，塔釜温度为60～100℃，塔顶温度为40～70℃，操作压力为0.1～0.3MPa，回流比为6～10。

进一步地，所述部分加氢碳五馏分中各组分的质量百分数为：碳四2～5％，戊烷30～50％，2-甲基-1-丁烯3～5％，2-甲基-2-丁烯10～20％，环戊烯10～18％，环戊烷8～15％，其它碳五单烯烃8～15％，碳六及以上组分2～5％，硫含量≤1ppm。

与现有技术相比，本发明的优点在于将部分加氢碳五馏分进行分离生产环戊烯时，通过使其中与环戊烯沸点非常接近的2-甲基-2-丁烯在催化剂床层通过水合反应转化成沸点较高的叔戊醇，从而达到使环戊烯与2-甲基-2-丁烯分离的目的，不但可以显著降低能耗，而且可以生产纯度达到99％以上的环戊烯。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的工艺流程图。

图中：A、B为精馏塔A、B。

具体实施方式

以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。

实施例，见图1所示：

将组成如表1的部分加氢碳五馏分在所述精馏塔A进行精馏。所述精馏塔A为填料塔，其理论塔板数为90～110。部分加氢碳五馏分在预热到45～55℃时，从精馏塔A的第五十块板处进料，塔操作压力为0.18～0.20MPa，塔釜温度为70～80℃，塔顶温度为45～55℃，回流比为8～15，塔顶采出质量百分数为71％的低沸点馏分，塔釜排出含质量百分数为21％的环状烃馏分。该步骤将沸点低于38.57℃(2-甲基-2-丁烯沸点)的轻组分从所述精馏塔A的塔顶分出，而沸点高于44.24℃(环戊烯沸点)的馏分从塔釜出料。由于在精馏时，精馏塔的理论板数不可能过高，回流比不能过大，否则能耗过大。因此，虽然采用本发明所述的精馏塔A进行精馏分离后，在塔釜馏分中2-甲基-2-丁烯的含量仍然达到2～3％。因此只采用精馏分离的方法很难得到高纯度的环戊烯，而且其中所含的2-甲基-2-丁烯将会严重影响到环戊烯的下游应用。当然，所述精馏塔A也可以使用泡罩塔、斜喷塔、筛板塔等其它类型的塔。

将所述精馏塔A塔釜料的2-甲基-2-丁烯与水进行催化水合反应。水合催化剂为粒径在0.40～1.25mm的球形磺酸基阳离子交换树脂，树脂的质量交换容量为3～5.5mmol/g，质量空速为1～35hr^-1，水/2-甲基-2-丁烯摩尔比为1.0～2∶1，反应温度为18～45℃，反应压力为0.1～0.5MPa。2-甲基-2-丁烯的水合转化率≥99％。当然，可也使用其它形状的磺酸基阳离子交换树脂或具有相同催化效果的其它催化剂。从理论上讲，酸性树脂对于烯烃均具有催化水合作用，但由于2-甲基-2-丁烯和环戊烯在结构上存在的差异，2-甲基-2-丁烯易于在催化剂表面发生水合反应生成叔戊醇，而环戊烯基本不参与反应，叔戊醇沸点显著升高，使得将环戊烯与叔戊醇的分离变得非常简单，从而达到使环戊烯与2-甲基-2-丁烯进行分离的目的。水合反应液进行进一步的精制后，残余的未进行水合反应的2-甲基-2-丁烯基本上可完全被除去。

将上述水合反应液在所述精馏塔B中进行精馏。所述精馏塔B为填料塔，其理论塔板数为100～120，进料口位于第五十块板。操作压力为0.10～0.15MPa，塔釜温度为60～70℃，塔顶温度为46～55℃，回流比为8～10。从塔顶得到含量为99.38％的环戊烯。当然，所述精馏塔B也可以使用泡罩塔、斜喷塔、筛板塔等其它类型的塔。从塔釜排出的塔釜液，可以通过加氢和再次精馏生产高纯度环戊烷，在精馏过程和水合过程产生的重组分都可以作为燃料使用，属于环境友好工艺。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的工艺原理所做的等效变化或修改，均包括于本发明专利申请范围内。

表1.部分加氢碳五馏分原料组成

成分	质量分数/％
		碳四(以正丁烷计)	3.66
异戊烷	13.16
		1-戊烯	1.17
2-甲基-1-丁烯	4.04

正戊烷	20.76
		反式2-戊烯	9.11
顺式2-戊烯	3.34
		2-甲基-2-丁烯	15.19
环戊烯	13.76
		环戊烷	10.45
其他碳五	0.45
		碳六及以上	4.63
硫含量	≤1ppm

Claims

1.一种高纯度环戊烯的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2)将精馏塔A含有环戊烯、环戊烷馏分的塔釜液进行水合反应，制取水合反应液；

3)将水合反应液送入精馏塔B进行精馏，从塔顶分出环戊烯。

2.根据权利要求1所述的高纯度环戊烯的制备方法，其特征在于：所述的精馏塔A为填料塔，其理论塔板数为70～110，塔釜温度为70～100℃，塔顶温度为40～68℃，操作压力为0.1～0.3MPa，回流比为6～15。

3.根据权利要求1所述的高纯度环戊烯的制备方法，其特征在于：所述水合反应的催化剂为磺酸基阳离子交换树脂，反应床采用固定床。

4.根据权利要求3所述的高纯度环戊烯的制备方法，其特征在于：所述磺酸基阳离子交换树脂的粒径为0.1～3mm，质量交换容量为3～5.5mmol/g。

5.根据权利要求3所述的高纯度环戊烯的制备方法，其特征在于：所述磺酸基阳离子交换树脂的粒径为0.40～1.25mm，形状为球形，质量交换容量为4～5.5mmol/g。

6.根据权利要求1所述的高纯度环戊烯的制备方法，其特征在于：所述精馏塔B为填料塔，其理论塔板数为70～120，塔釜温度为60～100℃，塔顶温度为40～70℃，操作压力为0.1～0.3MPa，回流比为6～10。

7.根据权利要求1所述的高纯度环戊烯的制备方法，其特征在于：所述部分加氢碳五馏分中各组分的质量百分数为：碳四2～5％，戊烷30～50％，2-甲基-1-丁烯3～5％，2-甲基-2-丁烯10～20％，环戊烯10～18％，环戊烷8～15％，其它碳五单烯烃8～15％，碳六及以上组分2～5％，硫含量≤1ppm。