RU2007378C1 - Method of cyclopentadiene synthesis - Google Patents

Method of cyclopentadiene synthesis Download PDF

Info

Publication number
RU2007378C1
RU2007378C1 SU4926092A RU2007378C1 RU 2007378 C1 RU2007378 C1 RU 2007378C1 SU 4926092 A SU4926092 A SU 4926092A RU 2007378 C1 RU2007378 C1 RU 2007378C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
cyclopentadiene
hydrogen
dicyclopentadiene
volume ratio
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
С.В. Тепляков
Р.Р. Гиззатуллин
А.Ш. Зиятдинов
Г.Ф. Генералова
Original Assignee
Нижнекамское производственное объединение "Нижнекамскнефтехим"
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Нижнекамское производственное объединение "Нижнекамскнефтехим" filed Critical Нижнекамское производственное объединение "Нижнекамскнефтехим"
Priority to SU4926092 priority Critical patent/RU2007378C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2007378C1 publication Critical patent/RU2007378C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: organic chemistry. SUBSTANCE: cyclopentadiene is synthesized by depolymerization of dicyclopentadiene at 150-250 C in the presence of nickel-chrome catalyst activated with hydrogen at 150-200 C and at volume ratio catalyst: hydrogen = 1: (2000-3000) following by treatment with air at volume ratio catalyst: air = 1: (0,11-0,21). Synthesized compound is used for ethylene-propylene rubbers production. EFFECT: improved method of synthesis.

Description

Изобретение относится к области нефтехимии, а именно к способу получения циклопентадиена (ЦПД), являющегося сомономером при производстве ракетных и реактивных топлив, для получения отвердителей и т. д. The invention relates to the field of petrochemistry, and in particular to a method for producing cyclopentadiene (CPP), which is a comonomer in the production of rocket and jet fuels, for the production of hardeners, etc.

Известен способ получения циклопентадиена газофазным термическим расщеплением дициклопентадиена (ДЦПД). Дициклопентадиен предварительно испаряют при 170-175оС в кубе реактора термического расщепления, и затем в трубчатой части реактора осуществляется разложение дициклопентадиена при 280-380оС с последующим резким охлаждением полученного циклопентадиена. Недостатком данного способа является высокая температура в трубчатой части реактора (280-380оС), кроме того, время пребывания дициклопентадиена в кубе реактора может достигать 2 ч, что при температуре куба приводит к образованию побочных продуктов.A known method of producing cyclopentadiene by gas-phase thermal decomposition of dicyclopentadiene (DCPD). Dicyclopentadiene previously vaporized at 170-175 ° C in the thermal splitting cube reactor, and then in the tubular part of the reactor is carried decomposition of dicyclopentadiene at 280-380 ° C followed by quenching the resulting cyclopentadiene. The disadvantage of this method is the high temperature in the tubular part of the reactor (280-380 about C), in addition, the residence time of dicyclopentadiene in the cube of the reactor can reach 2 hours, which at the temperature of the cube leads to the formation of by-products.

Известен также способ получения циклопентадиенов, в котором выделенная С5-фракция жидких продуктов пиролиза подвергается каталитической мономеризации при 300-400оС, объемной скорости 1-5 ч-1, атмосферном давлении на катализаторе, содержащем диоксид кремния, окись алюминия, окись кальция, окись калия, окись магния. Недостатком данного способа является использование высокой температуры.Another known method for producing cyclopentadienes, wherein Dedicated C5-fraction of liquid pyrolysis product is subjected to catalytic monomerization at 300-400 C, space velocity 1.5 h -1, the atmospheric pressure on a catalyst containing silicon dioxide, aluminum oxide, calcium oxide, potassium oxide, magnesium oxide. The disadvantage of this method is the use of high temperature.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ получения циклопентадиена мономеризацией дициклопентадиена над активной γ-окисью алюминия. Димер циклопентадиена пропускают через стационарный слой катализатора при температуре 200-450оС и объемной скорости сырья 1,0-7,5 ч-1 при атмосферном давлении. Данный способ имеет два существенных недостатка:
Максимальный выход ЦПД (91,5% ) и наибольшая конверсия (97,7% ) получены при температуре процесса 300-400оС и дополнительной атмосферной перегонке полученного катализата;
образование побочных продуктов реакции в катализате, что требует выделения чистого ЦПД атмосферной перегонкой.
Closest to the claimed technical solution is a method for producing cyclopentadiene by monomerization of dicyclopentadiene over active γ-alumina. Cyclopentadiene dimer is passed through a fixed catalyst bed at a temperature of about 200-450 C. and the volumetric feed rate 1,0-7,5 h-1 at atmospheric pressure. This method has two significant disadvantages:
Maximum yield CPD (91.5%) and the highest conversion (97.7%) were obtained at the process temperature of 300-400 C and more atmospheric distillation catalyzate obtained;
the formation of reaction by-products in the catalysis, which requires the separation of pure CPD by atmospheric distillation.

Целью заявляемого технологического решения является повышение выхода и чистота циклопентадиена. The purpose of the proposed technological solution is to increase the yield and purity of cyclopentadiene.

Поставленная цель достигается применением в процессе мономеризации дициклопентадиена предварительно активированного промышленного никельхромового катализатора. Активацию катализатора проводят путем пропускания водорода через его слой при объемном соотношении катализатор: водород = 1: 2000-3000, при температуре 150-250оС. Затем катализатор обрабатывают воздухом в объемном соотношении катализатор : воздух = = 1: 0,11-0,21.This goal is achieved by the use of a pre-activated industrial nickel-chromium catalyst in the process of dicyclopentadiene monomerization. Catalyst activation is carried out by passing hydrogen through its layer at a volume ratio of catalyst: hydrogen = 1: 2000-3000, at a temperature of 150-250 C. The catalyst was then treated with air in a volume ratio of catalyst: air = 1: 0,11-0, 21.

Применение данного катализатора позволяет снизить температуру процесса мономеризации дициклопентадиена до 150-250оС и значительно снизить энергозатраты при одновременном увеличении выхода циклопентадиена по сравнению с прототипом.The use of this catalyst allows to reduce the temperature monomerization dicyclopentadiene process to 150-250 ° C and significantly reduce power consumption while increasing output of cyclopentadiene in comparison with the prototype.

Никельхромовый катализатор является промышленным катализатором гидрирования и имеет следующий состав, мас. % :
Ni (в пересчете на сухое вещество) 48-51
Содержание окиси Cr
в пересчете на сухое вещество 26-29 Содержание железа <0,5
Содержание сульфидной серы <0,5 (I сорт), 0,1 (II сорт) Содержание влаги <3 (I сорт),
5 (II сорт) Содержание графита 5
Содержание окиси алюминия Остальное
Испытания катализатора проводят на установке, состоящей из последовательно соединенных микрореактора и газового хроматографа. Катализатор помещают в микрореактор с рабочим объемом 0,07 мл, где проводят его активацию по описанной выше методике. После чего через микрореактор пропускают дициклопентадиен в токе газа-носителя (гелия). Анализ продуктов реакции проводят после стабилизации катализатора путем длительной подачи ДЦПД до достижения постоянной степени его разложения.
Nickel-chromium catalyst is an industrial hydrogenation catalyst and has the following composition, wt. %:
Ni (in terms of dry matter) 48-51
Cr oxide content
in terms of dry matter 26-29 Iron content <0.5
Sulfide sulfur content <0.5 (I grade), 0.1 (II grade) Moisture content <3 (I grade),
5 (II grade) Graphite content 5
Alumina Content Else
Testing of the catalyst is carried out on the installation, consisting of a series-connected microreactor and a gas chromatograph. The catalyst is placed in a microreactor with a working volume of 0.07 ml, where it is activated according to the method described above. Then dicyclopentadiene is passed through a microreactor in a carrier gas (helium) stream. The analysis of the reaction products is carried out after stabilization of the catalyst by prolonged supply of DCPD until a constant degree of decomposition is achieved.

Анализ продуктов реакции проводят на серийном хроматографе типа ЛХМ-8 МД с пламенно-ионизационным детектором. Разделительную колонку длиной 2,0 м заполняют сорбентом из 10% карбовакса ПЭГ-20М на цветохроме 1К фракции 0,16-0,25 мм. Температуру термостата колонок выдерживают при 120оС с последующим повышением до 160оС с целью проверки образования высококипящих продуктов. В качестве газа-носителя используют гелий.Analysis of the reaction products is carried out on a serial chromatograph type LHM-8 MD with a flame ionization detector. A separation column 2.0 m long is filled with a sorbent from 10% PEG-20M carbovax on a 1K color chromate of 0.16-0.25 mm fraction. The temperature of the thermostat columns kept at 120 ° C followed by increasing to 160 ° C in order to verify the formation of high boilers. Helium is used as the carrier gas.

Катализатор фракции 0,1-0,2 мм загружают в микрореактор в количестве 0,1 г, ДЦПД пропускают через микрореактор с объемной скоростью 14154-42463 ч-1.The catalyst fraction 0.1-0.2 mm is loaded into the microreactor in an amount of 0.1 g, DCPD is passed through the microreactor with a space velocity of 14154-42463 h -1 .

Заявляемый способ иллюстрируется следующими примерами. The inventive method is illustrated by the following examples.

П р и м е р 1 (по прототипу). Испытания катализатора проводят на установке, описанной выше. В качестве катализатора используют активную γ-окись алюминия марки А-1. При температуре 200оС пропускают ДЦПД через катализатор с объемной скоростью 28308 ч-1. Состав продуктов реакции, мас. % : ЦПД 9,8, ДЦПД 73,9, побочные продукты 16,3.PRI me R 1 (prototype). Testing of the catalyst is carried out on the installation described above. As the catalyst using active γ-alumina brand A-1. At a temperature of 200 ° C DCPD passed through the catalyst at a space velocity 28308 h -1. The composition of the reaction products, wt. %: CPD 9.8, DCPD 73.9, by-products 16.3.

П р и м е р 2 (по прототипу). Испытания катализатора проводят на установке, описанной выше. В качестве катализатора используют активную γ-окись алюминия марки А-1. При температуре 250оС пропускают ДЦПД через катализатор с объемной скоростью 28308 ч-1. Состав продуктов реакции, мас. % : ЦПД 20,6; ДЦПД 56,7, побочные продукты 22,7.PRI me R 2 (prototype). Testing of the catalyst is carried out on the installation described above. As the catalyst using active γ-alumina brand A-1. At a temperature of 250 ° C DCPD passed through the catalyst at a space velocity 28308 h -1. The composition of the reaction products, wt. %: CPD 20.6; DCPD 56.7, by-products 22.7.

П р и м е р 3. Испытания катализатора проводят на установке, описанной выше. При температуре 200оС пропускают ДЦПД через катализатор с объемной скоростью 28308 ч-1. Активацию катализатора проводят при следующих условиях: температура активации 200оС, объемное соотношение катализатор: водород = 1: 3000, объемное соотношение катализатор: воздух, равное 1: 0,14. Состав продуктов реакции, мас. % : ЦПД 99,2, ДЦПД 0,8, побочные продукты отсутствует.PRI me R 3. Testing of the catalyst is carried out on the installation described above. At a temperature of 200 ° C DCPD passed through the catalyst at a space velocity 28308 h -1. Catalyst activation is carried out under the following conditions: activation temperature 200 C, the volume ratio of catalyst: hydrogen = 1: 3000, the volume ratio of catalyst: air of 1: 0.14. The composition of the reaction products, wt. %: CPD 99.2, DCPD 0.8, no by-products.

Примеры 4-20 проводят в условиях, аналогичных примеру 3, но изменяя в каждом случае один из параметров. Условия проведения и результаты приведены в табл. 1 и 2. Examples 4-20 are carried out under conditions similar to example 3, but changing in each case one of the parameters. The conditions and results are shown in table. 1 and 2.

Результаты, приведенные в табл. 1 и 2 показывают, что увеличение соотношения катализатор: водород более 1: 2000 не влияет на активность катализатора. The results are shown in table. 1 and 2 show that an increase in the ratio of catalyst: hydrogen of more than 1: 2000 does not affect the activity of the catalyst.

Как видно из представленных выше примеров, применение указанного катализатора позволяет:
снизить температуру процесса мономеризации до 150-250оС, что приводит к резкому уменьшению энергозатрат на ее проведение;
повысить концентрацию циклопентадиена в продуктах реакции до 99,2% , практически полностью превращая дициклопентадиен в целевой продукт;
уменьшить образование отходов производства за счет исключения побочных реакций синтеза нецелевых продуктов. (56) Авторское свидетельство СССР N 1328343, кл. С 07 С 13/15, 1987.
As can be seen from the above examples, the use of this catalyst allows you to:
monomerization lower process temperature to 150-250 ° C, which leads to a sharp decrease of energy consumption for its implementation;
increase the concentration of cyclopentadiene in the reaction products to 99.2%, almost completely converting dicyclopentadiene into the target product;
reduce production waste by eliminating adverse reactions in the synthesis of inappropriate products. (56) Copyright certificate of the USSR N 1328343, cl. C 07 C 13/15, 1987.

Авторское свидетельство СССР N 1226798, кл. С 07 С 13/15, 1984. USSR author's certificate N 1226798, cl. C 07 C 13/15, 1984.

Азербайджанское нефтяное хозяйство, 1985, N 4, с. 36-39.  Azerbaijan Oil Industry, 1985, N 4, p. 36-39.

Claims (1)

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИКЛОПЕНТАДИЕНА каталитической деполимеризацией дициклопентадиена при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода и чистоты циклопентадиена, процесс проводят при 150 - 250oС в присутствии никель-хромового катализатора, активированного водородом при температуре 150 - 200oС, объемном соотношении катализатор: водород 1 : 2000 - 3000, с последующей обработкой воздухом при объемном соотношении катализатор: воздух 1 : 0,11 - 0,21. METHOD FOR PRODUCING CYCLOPENTADIENE by catalytic depolymerization of dicyclopentadiene at elevated temperature, characterized in that, in order to increase the yield and purity of cyclopentadiene, the process is carried out at 150 - 250 o C in the presence of a nickel-chromium catalyst activated with hydrogen at a temperature of 150 - 200 o C, volume ratio catalyst: hydrogen 1: 2000 - 3000, followed by air treatment at a volume ratio of catalyst: air 1: 0.11 - 0.21.
SU4926092 1991-04-05 1991-04-05 Method of cyclopentadiene synthesis RU2007378C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4926092 RU2007378C1 (en) 1991-04-05 1991-04-05 Method of cyclopentadiene synthesis

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4926092 RU2007378C1 (en) 1991-04-05 1991-04-05 Method of cyclopentadiene synthesis

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2007378C1 true RU2007378C1 (en) 1994-02-15

Family

ID=21568972

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4926092 RU2007378C1 (en) 1991-04-05 1991-04-05 Method of cyclopentadiene synthesis

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2007378C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111517907A (en) * 2020-05-27 2020-08-11 江西省驰邦药业有限公司 Cyclopentadiene microchannel cracking reactor and method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111517907A (en) * 2020-05-27 2020-08-11 江西省驰邦药业有限公司 Cyclopentadiene microchannel cracking reactor and method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4621164A (en) Hydrocarbon production
US4507517A (en) Conversions of low molecular weight hydrocarbons to higher molecular weight hydrocarbons using a boron compound containing catalyst
US4814538A (en) Enhancing the reaction rate in high temperature, high space velocity catalytic conversion of methane to higher molecular weight hydrocarbons
US4814533A (en) Enhancing the production of aromatics in high temperature, high space velocity catalytic conversion of lower molecular weight hydrocarbons to higher molecular weight hydrocarbons
NO972121L (en) Conversion of methanol to gasoline
WO2008062709A1 (en) Method for producing ethylene
RU2007378C1 (en) Method of cyclopentadiene synthesis
KR101871641B1 (en) Catalyst for isobutylene production and method for producing isobutylene
US3994986A (en) Method of producing cyclopentene
US1926691A (en) Process for the production of dimethyl amine
Cywinski Synthesis of 1, 4-Diolefins1
Overberger et al. Decomposition of 3, 5-Diphenyl-1-pyrazoline. A Correction
US3925249A (en) Catalyst for preparation of 6-methyl-1,5-heptadiene
SU472497A3 (en) The method of obtaining anthracene or its derivatives
Aliev et al. Oxidative dehydrogenation of cyclohexane over modified zeolite catalysts
US2599089A (en) Catalytic hydrogenolysis of cycloaliphatic alcohols, ketones, and aldehydes
Bagrii et al. Acenaphthene and fluorene hydrogenation on industrial aluminum oxide catalysts in a flow system
Andoni et al. Catalytic testing of a solid base nanomaterial catalyst from fly ash
SU895974A1 (en) Method of producing c4-c5 hydrocarbon isomer mixture
US2451712A (en) Acrolein and ethylene by pyrolysis of dihydropyran
US3917712A (en) Process for producing methacrolein
EP0605735A4 (en) Process for producing alkadienol.
US20240351969A1 (en) Method for preparing methyl isobutyl ketone
US5157173A (en) Process for 4-chlorobenzotrichloride
CN102574763A (en) Method for producing 4-pentenoic acid