專利名稱：熱二聚環(huán)戊二烯的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種處理裂解碳五餾分的方法，更具體地說，本發(fā)明涉及一種采用管 式反應器使環(huán)戊二烯二聚的方法。
背景技術：
在石油裂解制乙烯的過程中副產(chǎn)相當數(shù)量的碳五餾分，碳五餾分中富含異戊二 烯、環(huán)戊二烯和間戊二烯等雙烯烴。這些雙烯烴化學性質(zhì)活潑，是重要的化工原料。由于石 油烴類裂解原料、裂解深度和分離程度的不同，裂解碳五餾分中雙烯烴含量有所不同，總含 量在40% 60%之間。因此，分離和利用碳五餾分對提高乙烯裝置的經(jīng)濟效益，綜合利用 石油資源具有深遠意義。裂解碳五餾分含有20多種沸點相近、彼此易形成共沸物的組分，從其中分離出綜 合利用價值較高的碳五雙烯烴，工藝較為復雜。碳五餾分含有例如丁炔_2和異戊烯炔等炔 烴，這些炔烴含量一般在0. 1 2%范圍內(nèi)，由于它們的化學性質(zhì)活潑，是碳五雙烯烴產(chǎn)品 反應和聚合過程的主要有害雜質(zhì)，因此有效地脫除其中的炔烴是裂解碳五餾分分離工藝的 重要步驟。目前工業(yè)上從裂解碳五餾分中分離環(huán)戊二烯制取雙環(huán)戊二烯產(chǎn)品均采用熱二聚 方法，使裂解碳五餾分在80 130°C溫度范圍的溫度下進行熱二聚反應，然后經(jīng)過分離得 到一定純度的雙環(huán)戊二烯產(chǎn)品。在該熱二聚過程中，不可避免地發(fā)生異戊二烯與環(huán)戊二烯、 間戊二烯與環(huán)戊二烯、異戊二烯自身、間戊二烯自身等的二聚反應，從而生成不需要的X3 和X2等二聚體，影響異戊二烯收率和雙環(huán)戊二烯產(chǎn)品純度。X3是指異戊二烯與環(huán)戊二烯、 間戊二烯與環(huán)戊二烯的二聚體，X2是指異戊二烯自身的二聚體和間戊二烯自身的二聚體。九十年代，使環(huán)戊二烯二聚為雙環(huán)戊二烯的過程使用釜式反應器，反應器中設置 幾塊擋板。釜式反應器存在著顯著的物料返混現(xiàn)象，偏離平推流反應器的理想模型較遠，從 而使得二聚時間延長，致使裂解碳五餾分顯著發(fā)生副二聚反應，副二聚生成的X2和X3量 較高，影響雙環(huán)戊二烯的品質(zhì)和含量，影響異戊二烯和間戊二烯的收率。為了改善返混現(xiàn) 象，將釜式二聚反應器改變?yōu)楣苁椒磻?，從而大大減輕了副二聚反應程度。為了保持管式 反應器的反應溫度，在管式反應器外圍包裹保溫材料或用低壓蒸汽進行伴熱。從管式反應 器中物料的流動分析，管式反應器截面中心的流動速率與靠近管壁的物料流動速率存在差 別，沿截面半徑形成流動梯度。環(huán)戊二烯二聚反應是放熱反應，反應溫度越高，反應速率越 大，從而放出的熱量越高，使得該處的物料溫度升高。管式反應器很難做到絕對保溫而形成 絕熱反應器，一般地管式反應器中心因反應放熱而使溫度高于離管壁較近的溫度，也就是 沿管式反應器的截面半徑或多或少地存在溫度差異，從而導致環(huán)戊二烯的二聚速率存在差 異，進而使環(huán)戊二烯濃度在半徑方向上存在差別。流動速率的差別和環(huán)戊二烯濃度的差別 這兩種因素均會導致管式反應器仍然不能達到物料的組成和溫度等物性沿半徑方向均勻 化的平推流反應器。也就是說，現(xiàn)有的管式反應器仍存在著不均勻性的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有管式反應器仍存在著不均勻性的問題，提出了在管式反應器中設 置扭曲片以使物料的物性均勻化的概念，并應用在裂解碳五餾分中環(huán)戊二烯二聚的過程 中。具體技術方案如下本發(fā)明提供的裂解碳五餾分中環(huán)戊二烯熱二聚的方法采用管式反應器使裂解碳 五餾分中的環(huán)戊二烯至少部分熱二聚成雙環(huán)戊二烯，在所述管式反應器中設置旋轉(zhuǎn)片，所 述裂解碳五餾分在管式反應器中為液相，流動的線速度為0. 3 lm/min，反應溫度為60 120°C。為了更好地體現(xiàn)本發(fā)明的效果，優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)片的旋轉(zhuǎn)角度為30 360°，優(yōu) 選90 360°，旋轉(zhuǎn)片沿管式反應器的軸向長度與管式反應器直徑的比值為0. 5 4，優(yōu)選 1 2。更優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)片的旋轉(zhuǎn)角度為180 360°。從便于加工和實際操作出發(fā)，優(yōu)選相鄰兩個旋轉(zhuǎn)片之間的軸向距離為旋轉(zhuǎn)片軸向 長度的1 10倍，優(yōu)選3 10倍。更優(yōu)選地，相鄰兩個旋轉(zhuǎn)片之間的軸向距離為旋轉(zhuǎn)片軸 向長度的3 5倍。本發(fā)明的管式反應器中設置旋轉(zhuǎn)片，可以使物料的線性流動改變?yōu)樾D(zhuǎn)流動，在 徑向方向上產(chǎn)生流動，從而使物料在徑向上造成混合，物料的組成和溫度等物性均勻化，接 近活塞流的理想模式，消除物料因徑向上反應速率和流動速率不同而引起的“返混”現(xiàn)象， 從而縮短二聚反應時間，提高環(huán)戊二烯二聚的選擇性，降低異戊二烯和間戊二烯的損失率。


圖1是本發(fā)明的熱二聚方法使用的管式反應器中旋轉(zhuǎn)片的示意圖。
具體實施例方式圖1給出了本發(fā)明所使用的旋轉(zhuǎn)片的示意圖。在管式反應器中等間距地或不等間 距地設置數(shù)個旋轉(zhuǎn)片，可以間斷地均勻化物料的組成和溫度，使管式反應器在徑向上均勻 化。下面通過實施例的方式進一步解釋本發(fā)明的效果。在本發(fā)明中，如果不特別指出， 百分比含量均為質(zhì)量百分比含量。比較例1以某工廠的裂解碳五餾分為原料，原料組成列于下表1。利用不設置旋轉(zhuǎn)片的管式 反應器進行環(huán)戊二烯熱二聚。設計管式反應器的直徑為400mm，管式反應器的長度為100m。 裂解碳五餾分在管式反應器中流動的線速度為0. 66m/min,反應溫度控制在90°C，反應壓 力為1. OMPa以保持物料為液相狀態(tài)。分析出口的環(huán)戊二烯CPD為3. 1%，X3/DCPD的比值 為 0. 0241，X2/DCPD 的比值為 0. 0014。表1裂解碳五餾分組成(質(zhì)量％ ) 實施例1以某工廠的裂解碳五餾分為原料，原料組成列于下表1，利用本發(fā)明的方法進行環(huán) 戊二烯熱二聚。設計管式反應器的直徑為400mm，管式反應器的長度為80m，等距離地設置 30個旋轉(zhuǎn)片，旋轉(zhuǎn)片的旋轉(zhuǎn)角度為360°，軸向長度為600mm。裂解碳五餾分在管式反應器 中流動的線速度為0. 66m/min,反應溫度控制在90°C，反應壓力為1. OMPa以保持物料為液 相狀態(tài)。分析出口的環(huán)戊二烯CPD為3. 0%,X3/DCPD的比值為0. 0210，X2/DCPD的比值為 0. 0011。實施例2以某工廠的裂解碳五餾分為原料，原料組成列于下表1，利用本發(fā)明的方法進行環(huán) 戊二烯熱二聚。設計管式反應器的直徑為400mm，管式反應器的長度為80m，等距離地設置 40個旋轉(zhuǎn)片，旋轉(zhuǎn)片的旋轉(zhuǎn)角度為270°，軸向長度為600mm。裂解碳五餾分在管式反應器 中流動的線速度為0. 66m/min,反應溫度控制在90°C，反應壓力為1. OMPa以保持物料為液 相狀態(tài)。分析出口的環(huán)戊二烯CPD為3. 05%,X3/DCPD的比值為0. 0221,X2/DCPD的比值為 0.0012。實施例3以某工廠的裂解碳五餾分為原料，原料組成列于下表1，利用本發(fā)明的方法進行環(huán) 戊二烯熱二聚。設計管式反應器的直徑為400mm，管式反應器的長度為85m，等距離地設置 40個旋轉(zhuǎn)片，旋轉(zhuǎn)片的旋轉(zhuǎn)角度為180°，軸向長度為450mm。裂解碳五餾分在管式反應器 中流動的線速度為0. 66m/min,反應溫度控制在90°C，反應壓力為1. OMPa以保持物料為液 相狀態(tài)。分析出口的環(huán)戊二烯CPD為3. 1 %, X3/DCPD的比值為0. 0230，X2/DCPD的比值為 0. 0012。從比較例1和實施例1-3的反應結(jié)果可以看出，在管式反應器中設置旋轉(zhuǎn)片，可以 使物料組成在徑向上更均勻，管式反應器的長度縮短，同時從X3/DCPD和X2/DCPD的比值可 看到環(huán)戊二烯二聚的選擇性提高，制得的雙環(huán)戊二烯的純度和品質(zhì)也將提高。
權(quán)利要求
一種裂解碳五餾分中環(huán)戊二烯熱二聚的方法，其特征在于，所述熱二聚方法采用管式反應器使裂解碳五餾分中的環(huán)戊二烯至少部分熱二聚成雙環(huán)戊二烯，在所述管式反應器中設置旋轉(zhuǎn)片，所述裂解碳五餾分在管式反應器中為液相，流動的線速度為0.3～1m/min，反應溫度為60～120℃。
2.如權(quán)利要求1所述的環(huán)戊二烯熱二聚的方法，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)片的旋轉(zhuǎn)角度 為90 360°，旋轉(zhuǎn)片沿管式反應器的軸向長度與管式反應器直徑的比值為1 2。
3.如權(quán)利要求2所述的環(huán)戊二烯熱二聚的方法，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)片的旋轉(zhuǎn)角度 為 180 360°。
4.如權(quán)利要求1所述的環(huán)戊二烯熱二聚的方法，其特征在于，相鄰兩個旋轉(zhuǎn)片之間的 軸向距離為旋轉(zhuǎn)片軸向長度的3 10倍。
5.如權(quán)利要求1所述的環(huán)戊二烯熱二聚的方法，其特征在于，相鄰兩個旋轉(zhuǎn)片之間的 軸向距離為旋轉(zhuǎn)片軸向長度的3 5倍。
全文摘要
本發(fā)明公開一種裂解碳五餾分中環(huán)戊二烯二聚的方法，屬于處理裂解碳五餾分的技術領域，為了克服現(xiàn)有管式反應器中物料的流動速率和反應溫度在徑向上存在差別而產(chǎn)生的不均勻性，提出了在管式反應器中設置旋轉(zhuǎn)片，旋轉(zhuǎn)角度為90～360°，旋轉(zhuǎn)片沿管式反應器的軸向長度與管式反應器直徑的比值為1～2，相鄰兩個旋轉(zhuǎn)片之間的軸向距離為旋轉(zhuǎn)片軸向長度的3～10倍，所述裂解碳五餾分在管式反應器中為液相，流動的線速度為0.3～1m/min，反應溫度為60～120℃。從反應結(jié)果的對比看出，本發(fā)明的方法具有更高的環(huán)戊二烯二聚選擇性，管式反應器的長度縮短等優(yōu)點。
文檔編號C07C13/61GK101928197SQ20091008777
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者唐國旗, 戴偉, 田保亮 申請人:中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院