[发明专利]一种制备高纯度环戊二烯的方法

说明书

本发明涉及将一种在受热情况下组份间易发生副反应的混合物分离的方法，尤指一种可用于制高纯度环戊二烯的装置

环戊二烯(简称CPD)因含有一个双键及一个亚甲基，性质很活泼，在常温下即可聚合成双环戊二烯，受热，则仍变成环戊二烯。环戊二烯易二聚的特点被用来将它从乙烯裂解副产物C₅、煤焦化过程的苯前馏份中分离出来。要获得环戊二烯可将分离出的双环戊二烯(简称DCPD)再进行分解即可。

利用环戊二烯自发二聚的特点，将环戊二烯转化为双环戊二烯后，利用精馏的方法可以提浓双环戊二烯。从工程角度出发，为了加快环戊二烯二聚反应速度，必须加热进行二聚。但加热过程将导致环戊二烯与C₅中其它二烯烃、烯烃之间的共聚反应。而这些反应所生成的物质与双环戊二烯的沸点非常接近，既使使用减压蒸馏的办法也不能获得高纯度的双环戊二烯产品。

因此，必须利用环戊二烯二聚反应为放热可逆反应，而其它副反应大部分为不可逆反应或者逆反应的速度在正常范围内可以忽略的特点，首先在较低温度下(90-120℃)使环戊二烯基本上转化为双环戊二烯，经蒸馏提浓后，然后再在高温下(180-500℃)使二聚反应朝逆方向进行，这样就可以从最终反应物中比较方便地提纯得到环戊二烯单体。

上述过程虽然从理论上指出了提取高纯度环戊二烯的途径，但由于在温度升高的情况下，环戊二烯以及双环戊二烯容易进一步聚合生成多聚物，因此，提高环戊二烯收率，抑制多聚物的形成成为另外一个难点。

为此，人们在为获得高纯度的双环戊二烯或环戊二烯(纯度高的DCPD分解成CPD的纯度亦高，反之亦然)上进行了大量的研究。如文献(邱文高，金山油化纤，7(2)，27(1988))以及已有的专利有，如美国专利US2831954、日本专利昭50-1021、昭61-227537、昭63-173939、平1-96140等都有关于制取高纯度CPD/DCPD的技术，这些技术所采用的方法几乎都是采用一种高温载热物流(如高压蒸汽、石腊烃、芳烃混合油等)与粗DCPD混合，在常压、高温(200-500℃)的条件下进行瞬间(停留时间0.1～2秒)气相或液相的分解反应，使DCPD几乎完全转化为CPD，再经蒸馏提纯CPD组份。

较早的技术采用水蒸汽作为热载体，在约500℃的高温下与DCPD混合后使DCPD混合后使DCPD分解为CPD。这种方法的特点是DCPD收率高，缺点是条件苛刻，设备要求高，且高温使反应器存在不同程度的结焦，影响反应器寿命；同时，水蒸汽的存在使后续提纯工艺趋于复杂化。

改进的技术(如图1)所示，采用石腊烃、芳烃混合油等作为热载体，在220-300℃的温度下与DCPD混合后进入反应器1，使DCPD分解为CPD。这一过程的优点是保持DCPD的分解反应在液相中进行且反应物料中CPD及轻组份与溶剂在一个简单的汽液分离设备2中就能得到分离。另外，热载体同时作为稀释剂使DCPD在反应物中的浓度降低，能有效地抑制多聚物的形成。尽管如此，在连续化操作中，生成的多聚物会渐渐积累而堵塞反应器1，造成停产。另一缺点是DCPD收率不如用水蒸汽作热载体时的收率高。为获得高收率、高纯度的DCPD(CPD)，现有的技术是通过对DCPD进行多次液相分解、提纯、二聚的过程来实现，由此又带来设备多，能耗增高的缺点。

另外还有不采用热载体的技术，即在沸点状态下直接加热DCPD，使其缓慢分解。这种方法简单，但有多达8-12％(重量百分比)的多聚物产生。

为达到提高DCPD(或CPD)收率，简化工艺设备及操作，抑制多聚物形成的目的，本发明系采用一套特制的装置，此装置特点在于将一普通精馏塔的塔釜与塔柱之间增加了一个液体捕集器，使DCPD的分解反应与分解产物的提纯这两个过程能连续地在一个装置中完成。

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

图1为现有的装置示意图；

图2为本发明所使用的装置示意图；

图3为本实用新型的液体捕集器结构示意图；

图2为本发明所使用的制取高纯度环戊二烯的装置示意图。4为分解反应器(即塔釜)，5为液体捕集器，6为精馏塔，7为冷凝器。安装时，先固定塔釜4，塔釜4上有一进料口，一个蒸汽出口，蒸汽出口与液体捕集器5的下接口相接，液体捕集器5上接口与精馏塔6的下端直接相联，冷凝器7用于塔顶产品的冷却。