[发明专利]一种连续式制备桥式四氢双环戊二烯的方法及装置

说明书

本发明涉及一种由双环戊二烯连续式加氢制备桥式四氢双环戊二烯的方法和装置，该方法包括：将双环戊二烯和供氢试剂加入到固定床反应器中，在加氢催化剂的存在下，使双环戊二烯连续转化为桥式四氢双环戊二烯，其中，反应温度为100℃‑240℃，反应压力为0.1MPa‑2.0MPa，体积空速为0.2‑10hsupgt;‑1/supgt;。本方法可连续制备桥式四氢双环戊二烯，对装置设备要求低，工艺简单，同时反应条件温和，反应产物收率高且催化剂稳定性好，具有工业应用前景。

技术领域

本发明涉及一种连续式制备桥式四氢双环戊二烯的方法及装置，具体地，涉及一种加氢转化双环戊二烯以连续制备桥式四氢双环戊二烯的方法及装置。

背景技术

双环戊二烯(DCPD)主要来源于石油裂解制乙烯过程副产的C5馏分和煤炭焦化副产的轻苯馏分，为环戊二烯的二聚体，是一种重要的化学中间体，广泛用于不饱和聚酯类聚合物的合成，高密度航空燃料的制备，医用材料的制备等。其完全加氢产物桥式四氢双环戊二烯(Endo-THDCPD)是一种性能优良的固体高密度燃料，也可进一步异构为挂式四氢双环戊二烯(Exo-THDCPD)和金刚烷。Exo-THDCPD又名JP-10，可单独或者复配使用，用于航空燃料领域，而金刚烷除了可用于做高密度喷气燃料外，还是一种重要的精细化工原料，广泛用于医药、材料等领域。国内外对于DCPD的加氢转化研究已经比较成熟，但全部的研究转化都以H₂作为氢源，反应压力较高，且对于连续式转化的研究，往往需要较高的氢油体积比，氢气也并未循环使用，加氢过程比较激烈，易飞温，催化剂的寿命较短也不易达到工业化连续生产要求。而现在氢气的来源主要为传统化石能源的转化，价格较为昂贵，如此氢气的浪费不仅增加了原料成本，同时造成了较低的原子利用率。另外，由于高压的使用，对设备、操作、投资、安全性等也都带来了较高的要求。

CN 1911878 A公开了一种由双环戊二烯连续加氢制四氢双环戊二烯的方法，过程中需利用文丘里喷射器将反应原料与氢气混合，双环戊二烯与氢气的摩尔比为1：(2-5)，反应压力为0.9MPa-1.5MPa，同时需要将反应热移走，四氢双环戊二烯的收率为90％，过程中氢气利用率低，对设备装置要求高，对操作安全性要求高。CN 107417485 A公开的在双环戊二烯加氢步骤中，同样需要较高氢气压力1MPa-4MPa，氢油体积比为200-400,对安全、设备、操作、都有较高的要求，同时氢气利用率低。

发明内容

本发明针对连续式加氢转化双环戊二烯过程中氢气利用率低，操作压力高，反应放热强等问题，提供一种连续加氢转化双环戊二烯制备桥式四氢双环戊二烯的方法。

本发明还提供一种连续加氢转化双环戊二烯制备桥式四氢双环戊二烯的装置。

本发明提供的连续式制备桥式四氢双环戊二烯的方法，包括：将双环戊二烯和供氢试剂加入到固定床反应器中，在加氢催化剂的存在下，使双环戊二烯连续转化为桥式四氢双环戊二烯，其中，所述反应温度为100℃-240℃，反应压力为0.1MPa-2MPa，体积空速为0.5-10h^-1。

所述供氢试剂选自C1-C3脂肪醇、脂肪酸中的一种或几种。

本发明提供的连续式制备桥式四氢双环戊二烯的装置，包括：原料预混罐，固定床反应器和冷凝分离罐，用于将供氢试剂输送至原料预混罐的管线，用于将双环戊二烯输送至原料预混罐的管线，用于将反应溶剂输送至原料预混罐的管线，用于将预混后的原料从原料预混罐输送至固定床反应器的管线，用于将反应后的物料从固定床反应器输送至冷凝分离罐的管线，用于将冷凝分离罐中的产物输出的管线，用于将冷凝分离罐中的上层液输送至原料预混罐的管线。

本发明方法利用供氢试剂替代传统H₂的方法，通过固定床反应器使DCPD连续加氢以制备Endo-THDCPD,简化了设备流程，大大降低了设备要求，无需在带压氢气状态下操作，同时反应更加温和，不出现传统H₂加氢易出现的飞温导致的催化剂失活问题，催化剂具有更好的活性和稳定性。