RU2659227C1 - Способ получения циклопентана - Google Patents
Способ получения циклопентана Download PDFInfo
- Publication number
- RU2659227C1 RU2659227C1 RU2017134673A RU2017134673A RU2659227C1 RU 2659227 C1 RU2659227 C1 RU 2659227C1 RU 2017134673 A RU2017134673 A RU 2017134673A RU 2017134673 A RU2017134673 A RU 2017134673A RU 2659227 C1 RU2659227 C1 RU 2659227C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrogenation
- cyclopentane
- cyclopentadiene
- exhaustive
- partial
- Prior art date
Links
- RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N Cyclopentane Chemical compound C1CCCC1 RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 56
- DMEGYFMYUHOHGS-UHFFFAOYSA-N heptamethylene Natural products C1CCCCCC1 DMEGYFMYUHOHGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 claims abstract description 48
- ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N cyclopentadiene Chemical compound C1C=CC=C1 ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 16
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 abstract 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract 1
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- LPIQUOYDBNQMRZ-UHFFFAOYSA-N cyclopentene Chemical compound C1CC=CC1 LPIQUOYDBNQMRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000047 product Substances 0.000 description 12
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 7
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 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 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000006471 dimerization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 Acyclic C 5 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 description 1
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YZCKVEUIGOORGS-NJFSPNSNSA-N Tritium Chemical compound [3H] YZCKVEUIGOORGS-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 238000009903 catalytic hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- PWGQHOJABIQOOS-UHFFFAOYSA-N copper;dioxido(dioxo)chromium Chemical compound [Cu+2].[O-][Cr]([O-])(=O)=O PWGQHOJABIQOOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000009904 heterogeneous catalytic hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000066 reactive distillation Methods 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C13/00—Cyclic hydrocarbons containing rings other than, or in addition to, six-membered aromatic rings
- C07C13/02—Monocyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof
- C07C13/08—Monocyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof with a five-membered ring
- C07C13/10—Monocyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof with a five-membered ring with a cyclopentane ring
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения циклопентана, включающему последовательно осуществляемые частичное и исчерпывающее гидрирование циклопентадиена в растворителе в присутствии катализатора. Способ характеризуется тем, что частичное гидрирование ведут при температуре 10…40°С, давлении водорода 2…3 МПа и постоянном перемешивании раствора циклопентадиена в течение 3…6 ч, а исчерпывающее гидрирование ведут в потоке при температуре 90…180°С и давлении водорода 3…4 МПа в течение 4…10 с, при этом перед исчерпывающим гидрированием гидрогенизат частичного гидрирования подвергают ректификационной очистке. В результате повышается выход товарного продукта. 4 пр., 1 табл., 1 ил.
Description
Изобретение относится к нефтехимии, конкретно к способу получения циклопентана из циклопентадиена.
Циклопентан применяется в качестве безопасного для озонового слоя вспенивателя полиуретана, применяемого при производстве пенополиуретановой теплоизоляции для бытового и промышленного холодильного оборудования, предызолированных труб, автофургонов, сэндвич-панелей и других изделий.
В промышленном масштабе широко распространены способы получения циклопентана из циклопентадиена, как содержащегося в С5 фракции пиролиза, так и полученного мономеризацией дициклопентадиена.
Известен способ получения циклопентана и/или циклопентена из С5 фракции пиролиза с помощью нескольких ступеней ректификации с большим количеством теоретических тарелок и высоким флегмовым числом, процессом гидрирования и водной отмывки. На стадии каталитического гидрирования используется катализатор, содержащий металл (платина, палладий, никель), нанесенный на твердый носитель. Температура процесса гидрирования рекомендована в диапазоне от 20 до 180°C, а давление - от 0,5 до 3,0 МПа (US 6264799).
Существенным недостатком данной технологии являются высокие капитальные и эксплуатационные затраты, связанные с используемыми ректификационными колоннами и большими флегмовыми числами, а также наличием водной отмывки продукта, что влечет за собой образование сточных вод и увлажнение продуктового циклопентана.
Известен способ получения циклопентана или циклопентена из дициклопентадиена в совмещенном реакционно-ректификационном аппарате. Реакционно-ректификационный аппарат имеет три зоны - нижнюю реакционную, ректификационную и верхнюю реакционную. В нижней реакционной зоне аппарата проводится процесс разложения дициклопентадиена в присутствии до 90 мас.% растворителя в циклопентадиен при давлении 0,15 МПа и температуре 240°С. Образовавшийся в нижней реакционной зоне циклопентадиен поднимается через ректификационную зону, где очищается от тяжелых примесей, затем смешивается с водородом, поступающим под верхнюю каталитическую зону, и поступает в верхнюю каталитическую зону, где происходит реакция гидрирования циклопентадиена до циклопентана или циклопентена. Продуктовый циклопентан выводится с верха реакционно-ректификационного аппарата. В качестве катализатора верхней реакционной зоны используется соединение металла или металл (никель, молибденат никеля, молибденат кобальта, платина, палладий, хромат меди и др.), нанесенный на твердый носитель (US 6100435).
Существенным недостатком данной технологии является сложность регулирования и поддержания стационарного состояния системы, а также отсутствие возможности организации эффективного отвода тепла реакции гидрирования из верхней реакционной зоны, за счет чего наблюдается локальный перегрев и снижение активности катализатора.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения циклопентана, включающий последовательно осуществляемые частичное и исчерпывающее гидрирование циклопентадиена в растворителе в присутствии катализатора. Катализатором на стадии частичного гидрирования является палладий, нанесенный на оксид алюминия, а на стадии исчерпывающего гидрирования используют никельсодержащий катализатор. Конечный продукт гидрирования проходит через сепаратор для отделения непрореагировавшего водорода и частично направляется для разбавления циклопентадиена перед первым реактором гидрирования, а оставшаяся часть поступает в ректификационную колонну для очистки продуктового циклопентана от тяжелых примесей (US 5998683).
Недостатками данного способа являются большие рецикловые потоки, которые приводят к высоким энергозатратам, а также недостаточная степень гидрирования циклопентадиена и высокое образование побочных продуктов.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении выхода циклопентана за счет исключения протекания побочной реакции димеризации циклопентадиена в первом реакторе гидрирования при низкой температуре и в растворе циклопентана и циклопентена, а также в повышении концентрации циклопентана в продуктовом потоке за счет промежуточной очистки гидрогенизата от тяжелых примесей и исключения термической деструкции тяжелых углеводородов во втором реакторе гидрирования.
Технический результат достигается тем, что частичное гидрирование ведут при температуре 10…40°C, давлении водорода 2…3 МПа и постоянном перемешивании раствора циклопентадиена в течение 3…6 ч, а исчерпывающее гидрирование ведут в потоке при температуре 90…180°C и давлении водорода 3…4 МПа в течение 4…10 с, при этом перед исчерпывающим гидрированием гидрогенизат частичного гидрирования подвергают ректификационной очистке.
Указанные отличительные признаки существенны. Низкие температура и давление процесса частичного гидрирования снижают димеризацию циклопентадиена и образование других побочных нежелательных продуктов с участием примесей исходного сырья и растворителя, а ректификационная очистка гидрогенизата частичного гидрирования позволяет избежать процессов термической деструкции тяжелых углеводородов во втором реакторе гидрирования при высоких температуре и давлении, повышая тем самым полноту исчерпывающего гидрирования и концентрацию циклопентана в товарном продукте. Проведение частичного гидрирования, где достигается 80% концентрация конечного продукта, при низкой температуре и кратковременное исчерпывающее гидрирование при высокой обеспечивает снижение энергозатрат при одновременном увеличении удельного выхода конечного продукта.
Способ иллюстрируется представленным чертежом, на котором показана схема устройства для реализации способа.
Устройство включает реактор частичного гидрирования 1 с мешалкой 2 и контуром охлаждения 3. Вход реактора 1 сообщен с источником сырья 4 и водорода 5, а выход с ректификационной колонной 6, которая, в свою очередь, сообщена с реактором исчерпывающего гидрирования 7. Выход реактора 7 сообщен с сепаратором 8 для отделения оставшегося водорода.
Способ реализуют в устройстве следующим образом.
Исходное сырье - циклопентадиен поступает в реактор 1, где поддерживается низкая температура гидрирования 10…40°C. В реактор 1 подают водород и создают давление 2…3 МПа. В процессе гидрирования реакционную смесь постоянно перемешивают мешалкой 2. Использование такой конструкции реактора позволяет проводить реакцию гидрирования циклопентадиена в растворе циклопентана и циклопентена без организации рецикловых потоков. Время пребывания реакционной массы в реакторе составляет от 3 до 6 ч. В качестве катализатора используется промышленный гетерогенный катализатор гидрирования, состоящий из металла (платина, палладий, никель), нанесенного на твердый носитель (оксид алюминия, силикагель, уголь), преимущественно палладий, нанесенный на оксид алюминия. Поток гидрогенизата из реактора 1 со степенью гидрирования двойных связей более 80% направляется в ректификационную колонну 6 для очистки от тяжелых примесей. Кубом колонны 6 отводятся тяжелые углеводороды, а верхом колонны 6 выводят смесь, состоящую из циклопентадиена, циклопентена и циклопентана. Ректификационная очистка гидрогенизата позволяет избежать процессов термической деструкции тяжелых углеводородов во втором реакторе гидрирования. Очищенный поток гидрогенизата смешивается с потоком свежего водорода и потоком водорода из сепаратора 8 и направляется в реактор исчерпывающего гидрирования 7 колонного типа. Катализатор в реакторе 7 идентичен катализатору реактора гидрирования 1. Давление в реакторе 7 поддерживается в диапазоне от 3 до 4 МПа, температура процесса исчерпывающего гидрирования находится в пределах от 90 до 180°C. Такие параметры работы второго реактора гидрирования позволяют провести исчерпывающее гидрирование остаточных двойных связей при времени контакта с катализатором от 4 до 10 с. Продуктовый поток, выходящий из реактора 7, представляет собой циклопентан-сырец, который направляется в сепаратор 8 для отделения от непрореагировавшего водорода, возвращаемого в реактор гидрирования 7. Поток конечного продукта из сепаратора 8 содержит циклопентан с концентрацией основного вещества более 99 мас.%.
Данное изобретение иллюстрируют следующие примеры.
Пример 1
Циклопентадиен с концентрацией основного вещества 95 мас.% и с содержанием примесей: 4,5 мас.% С10 углеводородов и 0,5 мас.% ациклических С5 углеводородов подвергают частичному гидрированию при давлении водорода 3 МПа. Среднее время пребывания реакционного раствора в реакторе равняется 4 часа, температура процесса гидрирования составляет 20°C. В качестве катализатора используется палладий, нанесенный на оксид алюминия. Полученный гидрогенизат со степенью гидрирования двойных связей 86% очищают от С10 углеводородов методом ректификации. Очищенный полуфабрикат подвергают исчерпывающему гидрированию при давлении водорода 4 МПа и температуре 110°C в присутствии такого же катализатора. Время контакта с катализатором - 6 сд. Окончательный гидрогенизат очищают от остатков непрореагировавшего водорода и получают товарный продукт с содержанием циклопентана 99,5 мас.%. Выход циклопентана составляет 99,9%.
В таблице ниже приводятся примеры 2-4, в которых процесс реализации способа аналогичен примеру 1.
Из примеров 1-4 видно, что проведение процесса получения циклопентана при заявленных параметрах процесса и по предлагаемой схеме позволяют получить циклопентан с концентрацией более 99 мас.% и выходом целевого продукта более 99,7%.
Claims (1)
- Способ получения циклопентана, включающий последовательно осуществляемые частичное и исчерпывающее гидрирование циклопентадиена в растворителе в присутствии катализатора, отличающийся тем, что частичное гидрирование ведут при температуре 10…40°С, давлении водорода 2…3 МПа и постоянном перемешивании раствора циклопентадиена в течение 3…6 ч, а исчерпывающее гидрирование ведут в потоке при температуре 90…180°С и давлении водорода 3…4 МПа в течение 4…10 с, при этом перед исчерпывающим гидрированием гидрогенизат частичного гидрирования подвергают ректификационной очистке.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017134673A RU2659227C1 (ru) | 2017-10-04 | 2017-10-04 | Способ получения циклопентана |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017134673A RU2659227C1 (ru) | 2017-10-04 | 2017-10-04 | Способ получения циклопентана |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2659227C1 true RU2659227C1 (ru) | 2018-06-29 |
Family
ID=62815284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017134673A RU2659227C1 (ru) | 2017-10-04 | 2017-10-04 | Способ получения циклопентана |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2659227C1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004323485A (ja) * | 2003-04-28 | 2004-11-18 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | 高純度シクロペンタンの製造方法 |
| CA2261632C (en) * | 1996-08-06 | 2006-10-31 | Exxon Chemical Patents, Inc. | Process for forming cyclopentane from dicyclopentadiene |
| RU2631658C1 (ru) * | 2016-12-19 | 2017-09-26 | Общество с ограниченной ответственностью "ЦиклоХимТех" (ООО "ЦиклоХимТех") | Способ получения циклопентана из дициклопентадиена |
-
2017
- 2017-10-04 RU RU2017134673A patent/RU2659227C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2261632C (en) * | 1996-08-06 | 2006-10-31 | Exxon Chemical Patents, Inc. | Process for forming cyclopentane from dicyclopentadiene |
| JP2004323485A (ja) * | 2003-04-28 | 2004-11-18 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | 高純度シクロペンタンの製造方法 |
| RU2631658C1 (ru) * | 2016-12-19 | 2017-09-26 | Общество с ограниченной ответственностью "ЦиклоХимТех" (ООО "ЦиклоХимТех") | Способ получения циклопентана из дициклопентадиена |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI394740B (zh) | 方法 | |
| CN106518608B (zh) | 环己烷二甲醇的连续制备方法及装置 | |
| EP4192925B1 (en) | Method for producing renewable fuel | |
| JPS60166631A (ja) | Ｃ↓５−炭化水素混合物からイソプレンを取得する方法 | |
| JPS62120347A (ja) | 制御ニトロ化によるベンゼンあるいはベンゼン誘導体から直接に芳香族モノアミン及び芳香族ジアミンを共生産する方法と装置 | |
| CN110325496A (zh) | 烃的制造方法及制造装置 | |
| JP7189320B2 (ja) | Ｃ４流からイソブテンを精製する方法及び精製するための処理設備 | |
| MXPA00006916A (es) | Procedimiento para hidrogenar acetona. | |
| RU2659227C1 (ru) | Способ получения циклопентана | |
| CN115043692A (zh) | 一种低成本乙烯选择性齐聚生产1-己烯和1-辛烯的组合装置及工艺 | |
| RU2631658C1 (ru) | Способ получения циклопентана из дициклопентадиена | |
| US8394999B2 (en) | Process for converting glycerin into propylene glycol | |
| CN107082732A (zh) | 由二甲醚生产烯烃的方法和装置 | |
| RU2618233C1 (ru) | Способ получения циклопентана | |
| CN101851531A (zh) | 一种重烷基苯精馏釜底产物的脱色方法 | |
| CN102924216A (zh) | 一种挂式四氢双环戊二烯的合成方法 | |
| RU2568809C1 (ru) | Способ каталитической переработки легкого углеводородного сырья | |
| CN103193583B (zh) | 一种挂式四氢双环戊二烯的合成方法 | |
| CN1253427C (zh) | 制备有高比例的1,5－二硝基萘的二硝基萘异构体混合物的方法 | |
| RU2701735C1 (ru) | Способ получения циклогексана | |
| WO2012018310A1 (en) | Process for the production of highly pure dicyclohexylamine from by-products resulting from the producton of cyclohexylamine | |
| RU2540329C1 (ru) | Способ получения циклопентадиена | |
| RU2358960C2 (ru) | Способ получения этилена из природного газа | |
| EP3512827A1 (en) | Process for the production of methyl isobutyl ketone from acetone | |
| CN1970517A (zh) | 分子筛催化合成挂式双环戊二烯的方法 |