CN112209795A - 一种用于离子交换树脂的二乙烯苯的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于离子交换树脂的二乙烯苯的生产方法。包括：a)二乙苯混合物原料与水蒸气混合加热后进入脱氢反应器得到含二乙烯苯的反应气；b)反应气进入分离单元，经冷却脱出水后得到脱氢液；c)脱氢液进入粗二乙烯苯分离塔，塔釜液进入精二乙烯苯分离塔；d)精二乙烯苯分离塔塔顶得二乙烯苯产品。本发明的方法得到的二乙烯苯浓度高、杂质少、间对比合理的特点，可作为生产高性能离子交换树脂的优质原料。

Description

一种用于离子交换树脂的二乙烯苯的生产方法
技术领域
本发明涉及离子交换树脂技术领域，进一步地说，是涉及一种用于离子交换树脂的二乙烯苯的生产方法。
背景技术
二乙烯苯是一种无色液体，有邻、间、对位三种异构体，不溶于水，溶于乙醇、甲醇、苯、乙醚等有机溶剂。二乙烯苯具有两个乙烯基，富有反应性，能生成三维结构的不溶聚合物，二乙烯苯(DVB)是一种极其通用的交联剂，可以改善聚合物的性能是重要的交联剂，广泛用于制造离子交换树脂、不饱和聚酯树脂、ABS树脂、聚苯乙烯树脂及改性丁苯橡胶，也用作苯乙烯、丁二烯、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯等共聚及丙烯酸酯乳液聚合的交联剂。
传统的二乙苯脱氢制二乙烯苯的反应过程和乙苯脱氢制苯乙烯类似，脱氢产物经冷凝后进入油水分离，油相产物经精馏分离后得到二乙烯苯。由于二乙烯苯的苯环上存在两个不饱和乙烯基，当温度超过120℃时，将产生强烈自聚，导致分离塔的堵塞，工业上为控制二乙烯苯分离塔塔釜温度，导致产品二乙烯苯的浓度较低，一般为55％以下，而二乙烯苯的浓度低会降低离子交换树脂(IER)的交换容量，影响离子交换树脂性能。
二乙烯苯浓度低意味着其他杂质含量高，如二乙苯，二乙苯不参与聚合反应，二乙苯含量多会改变制造离子交换树脂用白球结构，使聚合链长度缩短，树脂强度下降。
二乙烯苯中的另一主要杂质是萘，通常是由二乙苯原料中的邻二乙苯脱氢生成，萘影响聚合反应，因此要严格控制二乙烯苯中萘的含量，考虑到萘和二乙烯苯分离难度较大，因此原料中的邻二乙苯含量要加以控制
二乙烯苯的间位和对位两种异构体的比例对离子交换树脂的质量有很大影响，间位和对位二乙烯苯在聚合反应中的竞聚率不同，合理的比例可提高苯乙烯基共聚体的均匀性。
中国专利CN1208049A确定了离子交换树脂用二乙烯苯合理的组分，其中二乙苯为2～10％，二乙烯苯纯度为48～62％，二乙烯苯对位和间位质量比为1:1.8～2.0。该专利中二乙烯苯纯度低，杂质含量高，会影响生产的离子交换树脂质量
中国专利CN104844409A提出了甲乙苯和二乙苯混合生产二乙烯苯和甲基苯乙烯的方法，用一套装置生产两种产品，但并没有对二乙烯苯的纯度、杂质含量、间位和对位异构体比例等作出限定。
发明内容
为解决现有技术中二乙烯苯浓度低、杂质多、间对比不合理造成离子交换树脂性能低的问题，本发明提供一种用于离子交换树脂的二乙烯苯的生产方法，本发明的方法得到的二乙烯苯浓度高、杂质少、间对比合理的特点，可作为生产高性能离子交换树脂的优质原料。
本发明的目的是提供一种用于离子交换树脂的二乙烯苯的生产方法。
包括：
a)二乙苯混合物原料与水蒸气混合加热后进入脱氢反应器得到含二乙烯苯的反应气；
b)反应气进入分离单元，经冷却脱出水后得到脱氢液；
c)脱氢液进入粗二乙烯苯分离塔，塔釜液进入精二乙烯苯分离塔；
d)精二乙烯苯分离塔塔顶得二乙烯苯产品。
其中，优选：
步骤a)中，二乙苯混合物原料中间二乙苯和对二乙苯质量比为1.6～2.5，优选为1.8～2.4。
二乙苯混合物原料中邻二乙苯的质量含量≤1％；间二乙苯和对二乙苯的质量含量≥95％
二乙苯混合物原料与水蒸气混合后加热至580～650℃进入脱氢反应器，二乙苯混合物原料与水蒸气的质量比为1:2～4，脱氢反应压力为10～100kpaA。
步骤c)粗二乙烯苯分离塔塔顶压力0.1～4kpaA，塔釜温度≤98℃。
步骤d)精二乙苯分离塔塔顶压力0.1～5kpaA，塔釜温度≤120℃。
二乙烯苯产品间、对二乙烯苯二者的含量为65～90％；优选为70％～85％；
二乙苯含量≤3％；萘含量≤0.5％；
二乙烯苯产品中间位和对位异构体的质量比为1.7～2.4，优选为1.8～2.2。
本发明具体可采用以下技术方案：
一种用于离子交换树脂的二乙烯苯的生产方法，包括以下步骤：a)含间二乙苯和对二乙苯质量比为1.6～2.5的二乙苯混合物原料经脱氢反应单元产生含二乙烯苯的反应气；b)反应气经冷却分水后得到脱氢液，脱氢液进入分离单元；c)脱氢液先进入粗二乙烯苯分离塔，塔顶压力0.1～4kpaA，塔釜温度≤98℃，塔釜液进入精二乙烯苯分离塔，精二乙烯苯分离塔塔顶压力0.1～5kpaA，塔釜温度≤120℃，塔顶得到纯度为65～90％的二乙烯苯产品，二乙烯苯间位和对位异构体质量比为1.7～2.4。
上述技术方案中，原料二乙苯中邻二乙苯的质量含量≤1％；二乙苯原料中间位和对位二乙苯质量比为1.8～2.4；原料二乙苯与水蒸气混合后加热至580～650℃进入脱氢反应器，二乙苯与水蒸气的质量比为1:2～4，脱氢反应压力为10～100kpaA；粗二乙烯苯分离塔塔顶压力0.5～3kpaA，塔釜温度为80～98℃；精二乙烯苯分离塔塔顶压力0.5～4kpaA，塔釜温度为90～115℃；产品二乙烯苯中二乙烯苯含量为70％～85％，二乙苯含量≤3％，二乙烯苯间位和对位质量比为1.8～2.2，萘含量≤0.5％。
本发明中，限定原料二乙苯中邻二乙苯的质量含量≤1％，可保证二乙苯脱氢后产物中的主要杂质萘≤0.5％；二乙苯原料中对位和间位二乙苯质量比为1.6～2.5，可使产品二乙烯苯间对位的比例在1.7～2.4；确定的粗二乙烯苯分离流程以及各精馏塔的操作条件，其中粗分离塔和精分离塔需要控制塔顶和塔釜压力，在塔顶需要设塔顶冷冻冷凝器，同时设两级真空泵保证塔在高真空度下操作，可使含有高浓度二乙烯苯的塔釜温度不超过120℃，防止二乙烯苯的自聚，同时分离得到纯度为65％～90％的高纯度二乙烯苯。以上发明可生产高质量的二乙烯苯，产品纯度高、杂质少、间对比合理，可作为生产高性能离子交换树脂的优质原料，取得了较好的技术效果。
附图说明
图1为本发明的用于离子交换树脂的二乙烯苯的生产流程示意图；
图1中，二乙苯和水蒸气混合物1经脱氢反应单元Ⅰ反应后，得到的反应气2经脱氢液分离单元Ⅱ分离出尾气3和工艺水4后，得到的脱氢液5进入粗二乙烯苯分离塔Ⅲ，塔顶分离出轻组分6，塔釜为二乙烯苯及重组分混合物7，经精二乙烯苯分离塔Ⅳ分离后，塔釜为重组分8，塔顶得到产品二乙烯苯9。
附图标记说明：
Ⅰ为脱氢反应单元，Ⅱ为脱氢液分离单元，Ⅲ为粗二乙烯苯分离塔，Ⅳ为精二乙烯苯分离塔。1为原料二乙苯和水蒸气的混合物，2为经脱氢反应后的反应气，3为尾气，4为工艺水，5为脱氢液，6为轻组分，7为二乙烯苯及重组分混合物，8为重组分，9为二乙烯苯。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本发明。
实施例1
某1万吨/年二乙烯苯装置(年操作时数8000小时)，其流程如图1所示，方法包括：
a)二乙苯混合物原料与水蒸气混合加热后进入脱氢反应器得到含二乙烯苯的反应气；
b)反应气进入分离单元，经冷却脱出水后得到脱氢液；
c)脱氢液进入粗二乙烯苯分离塔，塔釜液进入精二乙烯苯分离塔；
d)精二乙烯苯分离塔塔顶得二乙烯苯产品。
原料二乙苯规格见表1，主要操作条件见表2，产品二乙烯苯的规格见表3.
表1原料二乙苯规格
名称 重量百分比wt％
间二乙苯,w％ 60.3
对二乙苯,w％ 37.7
邻二乙苯w％ 1.0
其他,w％ 1.0
表2主要操作条件
脱氢反应温度℃ 580
脱氢反应压力kPaA 100
水蒸气/二乙苯(重量比) 2.0
粗二乙烯苯分离塔塔顶压力kPaA 4.0
粗二乙烯苯分离塔塔釜温度℃ 98
精二乙烯苯分离塔塔顶压力kPaA 5.0
精二乙烯苯分离塔塔釜温度℃ 120
表3产品二乙烯苯规格
Figure BDA0002127557060000051
Figure BDA0002127557060000061
实施例2
某1.5万吨/年二乙烯苯装置(年操作时数8000小时)，其流程采用图1的工艺，方法步骤同实施例1，原料二乙苯规格见表4，主要操作条件见表5，产品二乙烯苯的规格见表6。
表4原料二乙苯规格
名称 重量百分比wt％
间二乙苯,w％ 67.8
对二乙苯,w％ 27.2
邻二乙苯w％ 0.5
其他,w％ 4.5
表5主要操作条件
Figure BDA0002127557060000062
Figure BDA0002127557060000071
表6产品二乙烯苯规格
名称 重量百分比wt％
二乙苯 2.0
乙基乙烯苯 17.3
间二乙烯苯 56.4
对二乙烯苯 23.5
萘 0.3
其他 0.5
实施例3
某5000吨/年二乙烯苯装置(年操作时数8000小时)，其流程采用图1的工艺，方法步骤同实施例1，原料二乙苯规格见表7，主要操作条件见表8，产品二乙烯苯的规格见表9。
表7原料二乙苯规格
名称 重量百分比wt％
间二乙苯,w％ 68.1
对二乙苯,w％ 30.9
邻二乙苯w％ 0.3
其他,w％ 0.7
表8主要操作条件
脱氢反应温度℃ 650
脱氢反应压力kPaA 30
水蒸气/二乙苯(重量比) 4.0
粗二乙烯苯分离塔塔顶压力kPaA 1.5
粗二乙烯苯分离塔塔釜温度℃ 92
精二乙烯苯分离塔塔顶压力kPaA 1.5
精二乙烯苯分离塔塔釜温度℃ 100
表9产品二乙烯苯规格
名称 重量百分比wt％
二乙苯 1.0
乙基乙烯苯 7.9
间二乙烯苯 60.2
对二乙烯苯 30.2
萘 0.2
其他 0.5
比较例1
某1万吨/年二乙烯苯装置(年操作时数8000小时)，其流程采用图1的工艺，原料二乙苯规格见表10，主要操作条件见表11，产品二乙烯苯的规格见表12.
表10原料二乙苯规格
Figure BDA0002127557060000081
Figure BDA0002127557060000091
表11主要操作条件
脱氢反应温度℃ 600
脱氢反应压力kPaA 50
水蒸气/二乙苯(重量比) 5.0
粗二乙烯苯分离塔塔顶压力kPaA 10
粗二乙烯苯分离塔塔釜温度℃ 120
精二乙烯苯分离塔塔顶压力kPaA 10
精二乙烯苯分离塔塔釜温度℃ 130
表12产品二乙烯苯规格
名称 重量百分比wt％
二乙苯 10.5
乙基乙烯苯 32.5
间二乙烯苯 33.8
对二乙烯苯 21.2
萘 1.5
其他 0.5

Claims (10)

1.一种用于离子交换树脂的二乙烯苯的生产方法，其特征在于所述方法包括：
a)二乙苯混合物原料与水蒸气混合加热后进入脱氢反应器得到含二乙烯苯的反应气；
b)反应气进入分离单元，经冷却脱出水后得到脱氢液；
c)脱氢液进入粗二乙烯苯分离塔，塔釜液进入精二乙烯苯分离塔；
d)精二乙烯苯分离塔塔顶得二乙烯苯产品。
2.如权利要求1所述的用于离子交换树脂的二乙烯苯的生产方法，其特征在于：
步骤a)中，二乙苯混合物原料中间二乙苯和对二乙苯质量比为1.6～2.5。
3.如权利要求2所述的用于离子交换树脂的二乙烯苯的生产方法，其特征在于：
步骤a)中，二乙苯混合物原料中间二乙苯和对二乙苯质量比为1.8～2.4。
4.如权利要求2所述的用于离子交换树脂的二乙烯苯的生产方法，其特征在于：
二乙苯混合物原料中邻二乙苯的质量含量≤1％；
间二乙苯和对二乙苯的质量含量≥95％。
5.如权利要求4所述的用于离子交换树脂的二乙烯苯的生产方法，其特征在于：
二乙苯混合物原料与水蒸气混合后加热至580～650℃进入脱氢反应器，二乙苯混合物原料与水蒸气的质量比为1:2～4，脱氢反应压力为10～100kpaA。
6.如权利要求1所述的用于离子交换树脂的二乙烯苯的生产方法，其特征在于：
步骤c)粗二乙烯苯分离塔塔顶压力0.1～4kpaA，塔釜温度≤98℃。
7.如权利要求1所述的用于离子交换树脂的二乙烯苯的生产方法，其特征在于：
步骤d)精二乙苯分离塔塔顶压力0.1～5kpaA，塔釜温度≤120℃。
8.如权利要求1所述的用于离子交换树脂的二乙烯苯的生产方法，其特征在于：
粗二乙烯苯分离塔和精二乙烯苯分离塔塔顶均设置塔顶冷冻冷凝器和两级真空泵。
9.如权利要求1所述的用于离子交换树脂的二乙烯苯的生产方法，其特征在于：
二乙烯苯产品的间、对二乙烯苯二者的含量为65～92％；二乙苯含量≤3％，萘含量≤0.5％；
二乙烯苯产品中间位和对位异构体的质量比为1.7～2.4。
10.如权利要求9所述的用于离子交换树脂的二乙烯苯的生产方法，其特征在于：
二乙烯苯产品中间、对二乙烯苯二者的含量为70％～85％，二乙烯苯间位和对位质量比为1.8～2.2。
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