CN104744201B - 通过多侧线变压型管式反应器合成乙叉降冰片烯的方法 - Google Patents
通过多侧线变压型管式反应器合成乙叉降冰片烯的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104744201B CN104744201B CN201510079287.6A CN201510079287A CN104744201B CN 104744201 B CN104744201 B CN 104744201B CN 201510079287 A CN201510079287 A CN 201510079287A CN 104744201 B CN104744201 B CN 104744201B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reaction
- cyclopentadiene
- pressure
- section
- butadiene
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- OJOWICOBYCXEKR-KRXBUXKQSA-N (5e)-5-ethylidenebicyclo[2.2.1]hept-2-ene Chemical compound C1C2C(=C/C)/CC1C=C2 OJOWICOBYCXEKR-KRXBUXKQSA-N 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 title claims abstract description 5
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 161
- ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N cyclopentadiene Chemical compound C1C=CC=C1 ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 148
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 135
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 23
- INYHZQLKOKTDAI-UHFFFAOYSA-N 5-ethenylbicyclo[2.2.1]hept-2-ene Chemical compound C1C2C(C=C)CC1C=C2 INYHZQLKOKTDAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005698 Diels-Alder reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- SDBVUYASTUMTFN-UHFFFAOYSA-N CC1=CC=CC=C1.C1=CC=CC1 Chemical compound CC1=CC=CC=C1.C1=CC=CC1 SDBVUYASTUMTFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- HECLRDQVFMWTQS-RGOKHQFPSA-N 1755-01-7 Chemical compound C1[C@H]2[C@@H]3CC=C[C@@H]3[C@@H]1C=C2 HECLRDQVFMWTQS-RGOKHQFPSA-N 0.000 claims description 38
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 12
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 10
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910003158 γ-Al2O3 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 5
- -1 cyclic aliphatic hydrocarbon Chemical class 0.000 claims description 5
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 4
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 125000004836 hexamethylene group Chemical group [H]C([H])([*:2])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:1] 0.000 claims description 2
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 12
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 12
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 4
- 239000002585 base Substances 0.000 description 4
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 4
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 3
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- RRKODOZNUZCUBN-CCAGOZQPSA-N (1z,3z)-cycloocta-1,3-diene Chemical compound C1CC\C=C/C=C\C1 RRKODOZNUZCUBN-CCAGOZQPSA-N 0.000 description 2
- KJCVRFUGPWSIIH-UHFFFAOYSA-N 1-naphthol Chemical compound C1=CC=C2C(O)=CC=CC2=C1 KJCVRFUGPWSIIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFERIGCCDYCZLN-UHFFFAOYSA-N 3a,4,7,7a-tetrahydro-1h-indene Chemical compound C1C=CCC2CC=CC21 UFERIGCCDYCZLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HECLRDQVFMWTQS-UHFFFAOYSA-N Dicyclopentadiene Chemical compound C1C2C3CC=CC3C1C=C2 HECLRDQVFMWTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000006471 dimerization reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 125000000219 ethylidene group Chemical group [H]C(=[*])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000004032 superbase Substances 0.000 description 2
- 150000007525 superbases Chemical class 0.000 description 2
- 239000013638 trimer Substances 0.000 description 2
- QYYZXEPEVBXNNA-QGZVFWFLSA-N (1R)-2-acetyl-N-[4-(1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-hydroxypropan-2-yl)phenyl]-5-methylsulfonyl-1,3-dihydroisoindole-1-carboxamide Chemical compound C(C)(=O)N1[C@H](C2=CC=C(C=C2C1)S(=O)(=O)C)C(=O)NC1=CC=C(C=C1)C(C(F)(F)F)(C(F)(F)F)O QYYZXEPEVBXNNA-QGZVFWFLSA-N 0.000 description 1
- PMJHHCWVYXUKFD-SNAWJCMRSA-N (E)-1,3-pentadiene Chemical compound C\C=C\C=C PMJHHCWVYXUKFD-SNAWJCMRSA-N 0.000 description 1
- CQSIXFHVGKMLGQ-BWZBUEFSSA-N 1-[5-[(1r,2s,3r)-1,2,3,4-tetrahydroxybutyl]-1h-imidazol-2-yl]ethanone Chemical compound CC(=O)C1=NC=C([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO)N1 CQSIXFHVGKMLGQ-BWZBUEFSSA-N 0.000 description 1
- KUKRLSJNTMLPPK-UHFFFAOYSA-N 4,7,7-trimethylbicyclo[2.2.1]hept-2-ene Chemical group C1CC2(C)C=CC1C2(C)C KUKRLSJNTMLPPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000219495 Betulaceae Species 0.000 description 1
- GLVKGYRREXOCIB-UHFFFAOYSA-N Bornylene Natural products CC1CCC(C(C)(C)C)C=C1 GLVKGYRREXOCIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QPGJSDVSTAMPQZ-UHFFFAOYSA-N C1(=CC=CC=C1)C.C=CC=CC Chemical compound C1(=CC=CC=C1)C.C=CC=CC QPGJSDVSTAMPQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 125000002619 bicyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 208000012839 conversion disease Diseases 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000013536 elastomeric material Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000003348 petrochemical agent Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000010189 synthetic method Methods 0.000 description 1
- 125000003944 tolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种通过多侧线变压型管式反应器合成乙叉降冰片烯的方法,管式反应器的反应通道沿物料的流动方向设有一个起始进料口和至少两个的侧线进料口,压力逐级下降,包括以下步骤:1)、将环戊二烯溶液从起始进料口投入到管式反应器的反应通道内,将1,3‑丁二烯从起始进料口以及任意一个或任意多个的侧线进料口投入到管式反应器的反应通道内,所述环戊二烯溶液与1,3‑丁二烯在管式反应器的反应通道内进行Diels‑Alder加成反应,得到乙烯基降冰片烯;2)、所得的乙烯基降冰片烯在后续填充有超强碱催化剂的管式反应器内发生异构化反应制得乙叉降冰片烯;反应温度‑10℃‑50℃,停留时间10‑69分钟。
Description
技术领域
本发明属于有机化合物合成技术领域,涉及一种通过多侧线进料变管径变压型管式反应器合成乙叉降冰片烯的方法;在高温高压条件下,利用管式反应器实现由1,3-丁二烯与环戊二烯进行Diels-Alder加成反应制备乙烯基降冰片烯,合成的乙烯基降冰片烯再在固体超强碱的催化作用下发生异构化反应制备乙叉降冰片烯。
背景技术
目前,乙叉降冰片烯(ENB)主要应用于三元乙丙橡胶(EPDM),是EPDM的首选第三单体。近年来,ENB的应用进一步向下游弹性体材料及相近的具有广阔市场前景的、多品种降冰片烯类化合物领域拓展,因此ENB是具有广泛用途的石化产品。
乙叉降冰片烯(ENB)合成先由1,3-丁二烯(BD)作为亲二烯体与环戊二烯(CPD)经Diels-Alder反应生成乙烯基降冰片烯(VNB),再由VNB催化异构得到ENB。反应方程式如下:
其中,乙烯基降冰片烯(VNB)是由1,3-丁二烯(BD)与环戊二烯(CPD)通过Diels-Alder反应合成。该反应是强放热反应,ΔH°298=-22kcal/mol。反应在高温高压下反应,故在传统合成工艺下存在安全隐患。
此外,由于环戊二烯和1,3-丁二烯都是共轭双烯烃,且交叉地互为双烯体和亲双烯体。因此,会有其他二聚体、三聚体、多聚体副产物产生。
二聚体副产物是合成过程中产生最多的。其中,乙烯基环己烯(VCH)和环辛二烯(COD)由1,3-丁二烯二聚生成。四氢茚(THI)则由环戊二烯(CPD)和丁二烯(BD)直接生成或乙烯基降冰片烯(VNB)受热异构生成。双环戊二烯(DCPD)则是由环戊二烯(CPD)二聚生成。
体系中各类二聚体(VCH、VNB、THI、DCPD)仍具有活泼双键,可作为亲双烯体在较高温度下与双烯体(BD、CPD)再次经Diels-Alder反应形成三聚体副产物。此外,1,3-丁二烯在高温下还极易自聚。
中国专利CN1580015(2005年)以50-3000ppm的α-萘酚为阻聚剂,甲苯或正己烷为溶剂,反应物料环戊二烯溶液质量分数70-80%(环戊二烯中的双环戊二烯含量小于5-8wt%),投料摩尔比1,3-丁二烯:环戊二烯=1/1-2/1、温度130-160℃、压力1-8MPa,在釜式间歇反应器中一次投料进行,反应时间为0.25-4h;并认为在尽可能满液状态下操作将对该反应有利,故此还提出采用单进单出管式连续反应器,停留时间为0.25-1h。乙烯基降冰片烯的选择性仅为25.91-36.28%,副反应偏多,特别是尚未提及多聚物类副产物。
日本住友化学公司(Sumitomo Chemical,1990(2):4-11)的生产工艺首先是以惰性芳烃为溶剂,加入阻聚剂进行双环戊二烯的液相分解,并精馏得到高纯度的环戊二烯。1,3-丁二烯与高纯环戊二烯以1.2:1的摩尔比打入200mL耐压反应器中进行Diels-Alder加成反应,温度140℃,压力4MPa,停留时间为35min。此反应器不存在气相部分,为了抑制多聚物生成,美国专利US4777309(1988年)在反应体系内还加入了少量(2500ppm)的N,N-二乙基羟胺或4-氧-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基作为阻聚剂。反应器保持满液状态下连续反应1000小时后,反应器中内壁干净看不出析出的多聚物,反应液中多聚物浓度只有0.04wt%,色谱分析结果丁二烯转化率为21-22%,产物乙烯基降冰片烯的选择性为67.8%。
日本住友化学公司采用的超强碱固体催化剂Na–NaOH/γ-Al2O3,可在温和条件下进行反应,减少了VNB异构化为THI的发生,不使用溶剂、无需精制就可定量得到目标产物ENB。固相催化剂和液相反应流体分离方便,简单过滤得到的催化剂可再生或以Al2O3的形式回收。由VNB到ENB的异构化反应热为4.6kcal/mol,经计算绝热体系升温值达到89℃,在实际上接近绝热体系的条件下,液相反应温度可达100℃。因此,在常温、适宜的撤热条件下,住友化学公司研发的催化剂能使反应转化率达到99.7%,选择性为99.9%。最终,产品ENB质量分数为99.52~99.61%。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种通过多侧线变压型管式反应器合成乙叉降冰片烯的方法。
为了解决上述技术问题,本发明提供一种通过多侧线变压型管式反应器合成乙叉降冰片烯的方法,管式反应器的反应通道沿物料的流动方向设有一个起始进料口和至少两个的侧线进料口,压力逐级下降,包括以下步骤:
1)、将环戊二烯溶液从从起始进料口投入到管式反应器的反应通道内,将1,3-丁二烯从从起始进料口以及任意一个或任意多个的侧线进料口投入到管式反应器的反应通道内,所述环戊二烯溶液与1,3-丁二烯在管式反应器的反应通道内进行Diels-Alder加成反应,得到乙烯基降冰片烯;反应通道内的反应温度为120℃-220℃(较佳为140℃-180℃)、压力为20-2MPa,停留时间为24-120分钟,1,3-丁二烯与所述环戊二烯溶液的摩尔比(按环戊二烯为基准来计算,一分子双环戊二烯相当于两分子的环戊二烯进行换算)为0.1-2:1;较佳摩尔比为0.2-1:1;
2)、所得的乙烯基降冰片烯在后续填充有超强碱催化剂(即,碱强度高于35的碱)的管式反应器(管式反应器的尾部,即,管式反应器的最后一段)内发生异构化反应制得乙叉降冰片烯;反应温度-10℃-50℃,停留时间10-69分钟。
作为本发明的通过多侧线变压型管式反应器合成乙叉降冰片烯的方法的改进:所述环戊二烯溶液由环戊二烯和双环戊二烯以及可能存在的惰性有机溶剂组成;所述惰性有机溶剂为直链脂肪烃、环状脂肪烃、芳烃中的至少一种(即,为任一种或任几种的混合物);
所述环戊二烯溶液中,环戊二烯和双环戊二烯的总浓度(即,质量浓度之和)为10-100wt%,其中环戊二烯与双环戊二烯质量之比为0.43-19:1。
作为本发明的通过多侧线变压型管式反应器合成乙叉降冰片烯的方法的进一步改进:所述直链脂肪烃为辛烷,所述环状脂肪烃为环己烷,所述芳烃为甲苯。
作为本发明的通过多侧线变压型管式反应器合成乙叉降冰片烯的方法的进一步改进:所述超强碱催化剂为Na/NaOH/γ-Al2O3或Na/Na2CO3/γ-Al2O3中的至少一种(即,为其中的一种或两种)。
作为本发明的通过多侧线变压型管式反应器合成乙叉降冰片烯的方法的进一步改进:所述管式反应器的起始进料口以及每个侧线进料口处均设有静态混合器。
作为本发明的通过多侧线变压型管式反应器合成乙叉降冰片烯的方法的进一步改进:所述管式反应器沿管长等距离设有背压阀,所述背压阀设置在每段反应管的末尾处。
作为本发明的通过多侧线变压型管式反应器合成乙叉降冰片烯的方法的进一步改进:侧线进料口的数量为1-5个。
作为本发明的通过多侧线变压型管式反应器合成乙叉降冰片烯的方法的进一步改进:所述进行Diels-Alder加成反应在管式反应器的前5段中进行,反应温度为140℃-180℃,反应各段压力逐级降低,第一段反应压力为10-20MPa、第二段反应压力为8-15MPa,第三段反应压力为6-10MPa,第四段反应压力为4-6Pa,第五段反应压力为2-4Mpa;
在第6段中填充有超强碱催化剂。
备注说明:每2个相邻的进料口形成一段反应管,即,起始进料口和首个侧线进料口形成一段管,每2个相邻的侧线进料口形成一段反应管;在每段反应管的末尾处均设置背压阀;沿物料的流动方向每段反应管的压力逐级下降。
在本发明中,当环戊二烯溶液中存在甲苯(为一种惰性有机溶剂)时,就命名为环戊二烯甲苯溶液。其余以此类推。
本发明(特别是如下实施例)中采用的多侧线进料管式反应器结构例如为图1所示,总共为6段,第一段直径为Dn20,第二段直径为Dn25,第三段直径为Dn30,第四段直径为Dn35,第五段直径为Dn40,第六段直径为Dn40,且第六段内填充固体超强碱催化剂(即,固体超强碱催化剂充满整个第六段反应管的内腔)。各段间以180°弯头连接,以减少占地面积。反应器入口有5个进料口,第一个用于泵送环戊二烯溶液和1,3-丁二烯液体,另外4个为1,3-丁二烯液体侧线进料口。
备注说明:超强碱催化剂的制备法属于常规技术,例如Na-Na2CO3/γ-Al2O3型的合成方法可按照丁元生等发表在《精细石油化工》上的文章《Na-Na2CO3/γ-Al2O3型固体超强碱催化剂的制备及表征》来合成。Na-NaOH/γ-Al2O3型超强碱催化剂的合成方法是按照崔昌亿等发表在《吉林科技》上的一篇文章《乙烯基降冰片烯异构化研究(Ⅰ)》来合成。填充方法为常规的利用重力的作用垂直填充。
在本发明中,常温是指10~25℃。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
(1)由于此管式反应器可多侧线进料,是体系中1,3-丁二烯的浓度始终保持在一个较低的水平,并且采用变管径的方式实现逐级降压,以便于双环戊二烯解聚为环戊二烯的体积增大反应,有利于随反应进行在反应通道内始终保持较高浓度的环戊二烯,使乙烯基降冰片烯的生产过程的安全性和合成效率大大提高;
(2)本发明可不使用阻聚剂,减轻了后续产物分离的难度;
(4)本发明采用高浓度环戊二烯进料,可进一步提高反应速率及其选择性;
(3)本发明的管式反应器在进料处设有静态混合器,能实现快速混合均匀,传质效率高,可减少因传质不良导致的副反应,提高反应的选择性,与常规釜式反应器相比,无需搅拌器等动设备,不仅有利于减少能耗、降低生产成本,而且有利于反应器的密封,提高生产的安全性;
(4)本发明的管式反应器传热效率高,可以将热量快速移入或移出体系,使反应在接近于等温的条件下进行,避免反应热点的产生,从而有效抑制副反应;
(5)本发明的管式反应器耐热耐压等级高,特别适合乙烯基降冰片烯合成这种操作条件苛刻、易燃易爆的反应;
(6)在相同条件下,本发明所得到的乙叉降冰片烯收率和合成效率均大大高于常规反应器,1,3丁二烯的选择性(即生成乙叉降冰片烯所消耗的1,3丁二烯的量与消耗的1,3丁二烯总量的比,下同)可高达89.6%,1,3-丁二烯的转化率(即反应消耗的1,3丁二烯量与加入的1,3丁二烯总量的比,下同)可高达33.9%,适用于丁乙叉降冰片烯的生产过程。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
图1为本发明多侧线进料变管径变压型管式反应器示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的描述,但本发明的实施方式不限于此。
实施例1:
配制质量分数为60wt%的环戊二烯甲苯溶液,其中环戊二烯与双环戊二烯质量之比为19:1。即,环戊二烯甲苯溶液由质量总浓度为60%的环戊二烯和双环戊二烯、以及作为余量(即,质量浓度为40%)的甲苯组成,其中环戊二烯与双环戊二烯质量之比为19:1。
在常温条件下,环戊二烯甲苯溶液从起始进料口输送至管式反应装置中,1,3-丁二烯从起始进料口、侧线1进料口和侧线2进料口分三股等量输送至管式反应装置中,总的1,3-丁二烯质量流量82.0g/min,环戊二烯甲苯溶液质量流量为840.0g/min,1,3-丁二烯与环戊二烯甲苯溶液的摩尔比为0.2。1,3-丁二烯与环戊二烯甲苯溶液两股物料经静态混合器混合后进入反应段,在管式反应器内发生反应。反应温度(前五段的反应温度)为140℃,前五段管式反应器从前往后各段反应压力依次为15MPa、12MPa、9MPa、6MPa、4MPa,前五段总的停留时间为24分钟。第六段反应温度50℃,停留时间10分钟。管式反应器的每段长度可以根据管径和停留时间来推算,下同。经气相色谱分析,相应的出口物料中,1,3-丁二烯的选择性为89.6wt%,相应的1,3-丁二烯的转化率为33.9wt%。
备注说明:从第6段中流出的反应后物料经常规的后处理,得乙叉降冰片烯。
实施例2:
配制质量分数为100wt%的环戊二烯溶液,其中环戊二烯与双环戊二烯质量之比为4:1。即,环戊二烯溶液全部由环戊二烯和双环戊二组成,其中环戊二烯与双环戊二烯的质量之比为4:1。
在常温条件下,环戊二烯溶液从起始进料口输送至管式反应装置中,1,3-丁二烯从起始进料口、侧线1进料口和侧线2进料口分三股等量输送至管式反应装置中,总的1,3-丁二烯质量流量为23.4g/min,环戊二烯溶液质量流量为286.0g/min,1,3-丁二烯与环戊二烯溶液的摩尔比为0.1。1,3-丁二烯与环戊二烯溶液两股物料经静态混合器混合后进入反应段,在管式反应器内发生反应。反应温度(前五段的反应温度)为120℃,前五段从前往后各段反应压力依次为20MPa、15MPa、10MPa、6MPa、2MPa,前五段总的停留时间为72分钟。第六段反应温度30℃,停留时间30分钟。经气相色谱分析,相应的出口物料中,1,3-丁二烯的选择性为81.2wt%,相应的1,3-丁二烯的转化率为39.6wt%。
实施例3:
配制质量分数为30wt%的环戊二烯甲苯溶液,其中环戊二烯与双环戊二烯质量之比为1.5:1。即,环戊二烯甲苯溶液由质量总浓度为30%的环戊二烯和双环戊二烯、以及作为余量(即,质量浓度为70%)的甲苯组成,其中环戊二烯与双环戊二烯质量之比为1.5:1。
在常温条件下,环戊二烯甲苯溶液从起始进料口输送至管式反应装置中,1,3-丁二烯从起始进料口、侧线1进料口和侧线2进料口分三股等量输送至管式反应装置中,总的1,3-丁二烯质量流量为13.0g/min,环戊二烯甲苯溶液质量流量为120.0g/min,1,3-丁二烯与环戊二烯甲苯溶液的摩尔比为0.4。1,3-丁二烯与环戊二烯甲苯溶液两股物料经静态混合器混合后进入反应段,在管式反应器内发生反应。反应温度(前五段的反应温度)为140℃,前五段从前往后各段反应压力依次为15MPa、12MPa、9MPa、6MPa、4MPa,前五段总的停留时间120分钟,第六段反应温度0℃,停留时间69分钟。经气相色谱分析,相应的出口物料中,1,3-丁二烯的选择性为61.6wt%,相应的1,3-丁二烯的转化率为72.1wt%。
实施例4:
配制质量分数为30wt%的环戊二烯甲苯溶液,其中环戊二烯与双环戊二烯质量之比为1:1。即,环戊二烯甲苯溶液由质量总浓度为30%的环戊二烯和双环戊二烯、以及作为余量(即,质量浓度为70%)的甲苯组成,其中环戊二烯与双环戊二烯质量之比为1:1。
在常温条件下,环戊二烯甲苯溶液从起始进料口输送至管式反应装置中,1,3-丁二烯从起始进料口、侧线1进料口和侧线2进料口分三股等量输送至管式反应装置中,总的1,3-丁二烯质量流量为47.2g/min,环戊二烯甲苯溶液质量流量为240.0g/min,1,3-丁二烯与环戊二烯甲苯溶液的摩尔比为0.8。1,3-丁二烯与环戊二烯甲苯溶液两股物料经静态混合器混合后进入反应段,在管式反应器内发生反应。反应温度(前五段的反应温度)为160℃,前五段从前往后各段反应压力依次为12MPa、10MPa、8MPa、6MPa、4MPa,前五段总的停留时间72分钟,第六段反应温度20℃,停留时间32分钟。经气相色谱分析,相应的出口物料中,1,3-丁二烯的选择性为60.7wt%,相应的1,3-丁二烯的转化率为39.2wt%。
实施例5:
配制质量分数为40wt%的环戊二烯甲苯溶液,其中环戊二烯与双环戊二烯质量之比为0.67:1。即,环戊二烯甲苯溶液由质量总浓度为40%的环戊二烯和双环戊二烯、以及作为余量(即,质量浓度为60%)的甲苯组成,环戊二烯与双环戊二烯质量之比为0.67:1。
在常温条件下,环戊二烯甲苯溶液从起始进料口输送至管式反应装置中,1,3-丁二烯从起始进料口、侧线1进料口和侧线2进料口分三股等量输送至管式反应装置中,总的1,3-丁二烯质量流量为38.6g/min,环戊二烯甲苯溶液质量流量为118.0g/min,1,3-丁二烯与环戊二烯甲苯溶液的摩尔比为1.0。1,3-丁二烯与环戊二烯甲苯溶液两股物料经静态混合器混合后进入反应段,在管式反应器内发生反应。反应温度(前五段的反应温度)为180℃,前五段从前往后各段反应压力依次为10MPa、8MPa、6MPa、4MPa、4MPa,前五段总的停留时间120第六段反应温度-10℃,停留时间59分钟。经气相色谱分析,相应的出口物料中,1,3-丁二烯的选择性为46.9wt%,相应的1,3-丁二烯的转化率为83.2wt%。
实施例6:
配制质量分数为40wt%的环戊二烯甲苯溶液,其中环戊二烯与双环戊二烯质量之比为0.5:1。即,环戊二烯甲苯溶液由质量浓度为40%的环戊二烯和双环戊二烯、以及作为余量(即,质量浓度为60%)的甲苯组成,环戊二烯与双环戊二烯质量之比为0.5:1。
在常温条件下,环戊二烯甲苯溶液输从起始进料口送至管式反应装置中,1,3-丁二烯从起始进料口和侧线2进料口分二股等量输送至管式反应装置中,总的1,3-丁二烯质量流量为56.0g/min,环戊二烯甲苯溶液质量流量为214.0g/min,1,3-丁二烯与环戊二烯甲苯溶液的摩尔比为0.8。1,3-丁二烯与环戊二烯甲苯溶液两股物料经静态混合器混合后进入反应段,在管式反应器内发生反应。反应温度(前五段的反应温度)为180℃,前五段从前往后各段反应压力依次为12MPa、10MPa、8MPa、6MPa、4MPa,前五段总的停留时间72分钟,第六段反应温度10℃,停留时间34分钟。经气相色谱分析,相应的出口物料中,1,3-丁二烯的选择性为52.6wt%,相应的1,3-丁二烯的转化率为62.5wt%。
实施例7:
配制质量分数为10wt%的环戊二烯甲苯溶液,其中环戊二烯与双环戊二烯质量之比为0.43:1。即,环戊二烯甲苯溶液由质量总浓度为10%的环戊二烯和双环戊二烯、以及作为余量(即,质量浓度为90%)的甲苯组成,环戊二烯与双环戊二烯质量之比为0.43:1。
在常温条件下,环戊二烯甲苯溶液从起始进料口输送至管式反应装置中,1,3-丁二烯从起始进料口、侧线1进料口、侧线2进料口、侧线3进料口和侧线4进料口分五股等量输送至管式反应装置中,总的1,3-丁二烯质量流量为52.4g/min,环戊二烯甲苯溶液质量流量为320.0g/min,1,3-丁二烯与环戊二烯甲苯溶液的摩尔比为2.0。1,3-丁二烯与环戊二烯甲苯溶液两股物料经静态混合器混合后进入反应段,在管式反应器内发生反应。反应温度(前五段的反应温度)为220℃,前五段从前往后各段反应压力依次为10MPa、8MPa、6MPa、4MPa、4MPa,前五段总的停留时间24分钟,第六段反应温度40℃,停留时间25分钟。经气相色谱分析,相应的出口物料中,1,3-丁二烯的选择性为31.5wt%,相应的1,3-丁二烯的转化率为78.8wt%。
比较例1:
与实施例1相比较,配制质量分数为60wt%的环戊二烯甲苯溶液,其中环戊二烯与双环戊二烯质量之比为19:1。在常温条件下,1,3-丁二烯和环戊二烯甲苯溶液从起始进料口输送至管式反应装置中,1,3-丁二烯质量流量为82.0g/min,环戊二烯甲苯溶液质量流量为840.0g/min,1,3-丁二烯与环戊二烯甲苯溶液的摩尔比为0.2。1,3-丁二烯与环戊二烯甲苯溶液两股物料经静态混合器混合后进入反应段,在管式反应器内发生反应,反应温度为140℃,反应压力为15MPa,停留时间24分钟。异构化反应的温度为50℃,停留时间10分钟。经气相色谱分析,相应的出口物料中,1,3-丁二烯的选择性为80.5wt%,相应的1,3-丁二烯的转化率为28.4wt%。
比较例2:
与实施例1相比较,配制质量分数为60wt%的双环戊二烯甲苯溶液,其中环戊二烯与双环戊二烯质量之比为1:19。在常温条件下,1,3-丁二烯和双环戊二烯甲苯溶液从起始进料口输送至管式反应装置中,1,3-丁二烯质量流量为54.0g/min,双环戊二烯甲苯溶液质量流量为220.0g/min,1,3-丁二烯与双环戊二烯甲苯溶液的摩尔比为2.0。1,3-丁二烯与双环戊二烯甲苯溶液两股物料经静态混合器混合后进入反应段,在管式反应器内发生反应,反应温度为180℃,反应压力为15MPa,停留时间72分钟。异构化反应的温度为50℃,停留时间10分钟。经气相色谱分析,相应的出口物料中,1,3-丁二烯的选择性为72.6wt%,相应的1,3-丁二烯的转化率为22.6wt%。
最后,还需要注意的是,以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然,本发明不限于以上实施例,还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形,均应认为是本发明的保护范围。
Claims (8)
1.通过多侧线变压型管式反应器合成乙叉降冰片烯的方法,其特征是:管式反应器的反应通道沿物料的流动方向设有一个起始进料口和2-5个的侧线进料口,压力逐级下降,包括以下步骤:
1)、将环戊二烯溶液从起始进料口投入到管式反应器的反应通道内,将1,3-丁二烯从起始进料口以及任意一个或任意多个的侧线进料口投入到管式反应器的反应通道内,所述环戊二烯溶液与1,3-丁二烯在管式反应器的反应通道内进行Diels-Alder加成反应,得到乙烯基降冰片烯;反应通道内的反应温度为120℃-220℃、压力为20-2MPa,停留时间为24-120分钟,1,3-丁二烯与所述环戊二烯溶液的摩尔比为0.1-2:1;
2)、所得的乙烯基降冰片烯在后续填充有超强碱催化剂的管式反应器内发生异构化反应制得乙叉降冰片烯;反应温度-10℃-50℃,停留时间10-69分钟。
2.根据权利要求1所述的通过多侧线变压型管式反应器合成乙叉降冰片烯的方法,其特征是:所述环戊二烯溶液由环戊二烯和双环戊二烯以及可能存在的惰性有机溶剂组成;所述惰性有机溶剂为直链脂肪烃、环状脂肪烃、芳烃中的至少一种;
所述环戊二烯溶液中,环戊二烯和双环戊二烯的总浓度为10-100wt%,其中环戊二烯与双环戊二烯质量之比为0.43-19:1。
3.根据权利要求2所述的通过多侧线变压型管式反应器合成乙叉降冰片烯的方法,其特征是:所述直链脂肪烃为辛烷,所述环状脂肪烃为环己烷,所述芳烃为甲苯。
4.根据权利要求1~3任一所述的通过多侧线变压型管式反应器合成乙叉降冰片烯的方法,其特征是:所述超强碱催化剂为Na/NaOH/γ-Al2O3或Na/Na2CO3/γ-Al2O3中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的通过多侧线变压型管式反应器合成乙叉降冰片烯的方法,其特征是:所述管式反应器的起始进料口以及每个侧线进料口处均设有静态混合器。
6.根据权利要求5所述的通过多侧线变压型管式反应器合成乙叉降冰片烯的方法,其特征是:所述管式反应器沿管长等距离设有背压阀,所述背压阀设置在每段反应管的末尾处。
7.根据权利要求6所述的通过多侧线变压型管式反应器合成乙叉降冰片烯的方法,其特征是:所述进行Diels-Alder加成反应在管式反应器的前5段中进行,反应温度为140℃-180℃,反应各段压力逐级降低,第一段反应压力为10-20MPa、第二段反应压力为8-15MPa,第三段反应压力为6-10MPa,第四段反应压力为4-6Pa,第五段反应压力为2-4Mpa;
在第6段中填充有超强碱催化剂。
8.根据权利要求7所述的通过多侧线变压型管式反应器合成乙叉降冰片烯的方法,其特征是:
环戊二烯溶液为质量分数为60wt%的环戊二烯甲苯溶液,环戊二烯与双环戊二烯质量之比为19:1;
环戊二烯甲苯溶液从起始进料口输送至管式反应装置中,1,3-丁二烯从起始进料口、侧线1进料口和侧线2进料口分三股等量输送至管式反应装置中,1,3-丁二烯与环戊二烯甲苯溶液的摩尔比为0.2;
前五段的反应温度为140℃,前五段管式反应器从前往后各段反应压力依次为15MPa、12MPa、9MPa、6MPa、4MPa,前五段总的停留时间为24分钟;第六段反应温度50℃,停留时间10分钟。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510079287.6A CN104744201B (zh) | 2015-02-13 | 2015-02-13 | 通过多侧线变压型管式反应器合成乙叉降冰片烯的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510079287.6A CN104744201B (zh) | 2015-02-13 | 2015-02-13 | 通过多侧线变压型管式反应器合成乙叉降冰片烯的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104744201A CN104744201A (zh) | 2015-07-01 |
CN104744201B true CN104744201B (zh) | 2017-04-05 |
Family
ID=53584563
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510079287.6A Active CN104744201B (zh) | 2015-02-13 | 2015-02-13 | 通过多侧线变压型管式反应器合成乙叉降冰片烯的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104744201B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105541529B (zh) * | 2015-12-07 | 2017-10-31 | 上海派尔科化工材料股份有限公司 | 一种乙烯基降冰片烯的生产方法 |
CN107721800B (zh) * | 2017-09-21 | 2020-09-15 | 浙江大学 | 乙烯基降冰片烯异构化制备乙叉降冰片烯的方法 |
CN108484348B (zh) * | 2018-02-06 | 2020-11-13 | 浙江大学 | 合成乙叉降冰片烯的绝热管式反应法 |
CN114870751B (zh) * | 2022-06-10 | 2023-07-21 | 山东潍坊润丰化工股份有限公司 | 一种邻甲基苯氧乙酸钠连续制备系统及方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4777309A (en) * | 1986-01-18 | 1988-10-11 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Continuous process for producing 5-vinyl-2-norbornene |
CN1377869A (zh) * | 2001-03-28 | 2002-11-06 | 住友化学工业株式会社 | 制造纯净的双环戊二烯和5-亚乙基-2-降冰片烯的方法 |
CN1580015A (zh) * | 2004-05-20 | 2005-02-16 | 吉林市大宇化工有限公司 | 5-乙烯基-2-降冰片烯的合成方法 |
CN102123973A (zh) * | 2008-08-19 | 2011-07-13 | 法思特有限责任公司 | 制备亚乙基降冰片烯的方法 |
CN104058912A (zh) * | 2014-07-01 | 2014-09-24 | 上海华畅环保设备发展有限公司 | 乙叉降冰片烯异构合成工艺中催化剂的利用方法及装置 |
-
2015
- 2015-02-13 CN CN201510079287.6A patent/CN104744201B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4777309A (en) * | 1986-01-18 | 1988-10-11 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Continuous process for producing 5-vinyl-2-norbornene |
CN1377869A (zh) * | 2001-03-28 | 2002-11-06 | 住友化学工业株式会社 | 制造纯净的双环戊二烯和5-亚乙基-2-降冰片烯的方法 |
CN1580015A (zh) * | 2004-05-20 | 2005-02-16 | 吉林市大宇化工有限公司 | 5-乙烯基-2-降冰片烯的合成方法 |
CN102123973A (zh) * | 2008-08-19 | 2011-07-13 | 法思特有限责任公司 | 制备亚乙基降冰片烯的方法 |
CN104058912A (zh) * | 2014-07-01 | 2014-09-24 | 上海华畅环保设备发展有限公司 | 乙叉降冰片烯异构合成工艺中催化剂的利用方法及装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104744201A (zh) | 2015-07-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104744201B (zh) | 通过多侧线变压型管式反应器合成乙叉降冰片烯的方法 | |
US20130090508A1 (en) | Method for Preparing 1-Octene by Oligomerization of Ethylene | |
AU2013277339A1 (en) | Polyisobutylene composition having internal vinylidene and process for preparing the polyisobutylene polymer composition | |
JP2015221838A (ja) | C4ラフィネートストリームからt−ブチルフェノールを生産する方法 | |
CN103785482B (zh) | 一种烯烃异构化催化剂的钝化处理方法 | |
CN102249839A (zh) | 在环管反应器中制备降冰片烯的方法 | |
CN104744202B (zh) | 一进多出变压型管式反应器合成乙烯基降冰片烯的方法 | |
CN104692993B (zh) | 通过微通道反应器合成降冰片烯的方法 | |
CN105585413B (zh) | 一种乙烯基降冰片烯的合成方法 | |
CN107778389B (zh) | 一种苯乙烯改性双环戊二烯加氢树脂的合成方法 | |
CN104692994B (zh) | 通过微通道反应器合成乙叉降冰片烯的方法 | |
CN111527059B (zh) | 环十二烯的制备方法及其合成装置 | |
CN105585397B (zh) | 一种通过多侧线进料管式反应器合成乙烯基降冰片烯的方法 | |
CN113443952B (zh) | 水供氢铱催化炔烃半还原选择性合成顺、反式烯烃的方法 | |
CN108349834B (zh) | 用于制备环戊二烯和/或双环戊二烯的方法和系统 | |
US3344199A (en) | Process for forming cyclododecatriene | |
CN106117001B (zh) | 一种叔丁醇和甲醛制备异戊二烯的方法 | |
CN107879875B (zh) | 一种丙烷生产乙烯和丙烯的方法和装置 | |
CN107880217B (zh) | 一种加工丁烷的方法和装置 | |
CN105541529A (zh) | 一种乙烯基降冰片烯的生产方法 | |
KR20200131065A (ko) | 연속식 반응공정을 사용하는 알킬 3-알콕시프로피오네이트의 제조방법 | |
CN1850748A (zh) | 由碳九碳十馏份制取双环戊二烯及甲基环戊二烯的方法 | |
CN104262074A (zh) | 降冰片烯的生产工艺 | |
CN116640249A (zh) | 一种合成烯烃功能聚合物并联产烷烃的方法 | |
ZA200401196B (en) | Process for the production of acetic acid C4-esters. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |