专利名称：热二聚环戊二烯的方法
技术领域：
本发明涉及一种处理裂解碳五馏分的方法，更具体地说，本发明涉及一种采用管 式反应器使环戊二烯二聚的方法。
背景技术：
在石油裂解制乙烯的过程中副产相当数量的碳五馏分，碳五馏分中富含异戊二 烯、环戊二烯和间戊二烯等双烯烃。这些双烯烃化学性质活泼，是重要的化工原料。由于石 油烃类裂解原料、裂解深度和分离程度的不同，裂解碳五馏分中双烯烃含量有所不同，总含 量在40% 60%之间。因此，分离和利用碳五馏分对提高乙烯装置的经济效益，综合利用 石油资源具有深远意义。裂解碳五馏分含有20多种沸点相近、彼此易形成共沸物的组分，从其中分离出综 合利用价值较高的碳五双烯烃，工艺较为复杂。碳五馏分含有例如丁炔_2和异戊烯炔等炔 烃，这些炔烃含量一般在0. 1 2%范围内，由于它们的化学性质活泼，是碳五双烯烃产品 反应和聚合过程的主要有害杂质，因此有效地脱除其中的炔烃是裂解碳五馏分分离工艺的 重要步骤。目前工业上从裂解碳五馏分中分离环戊二烯制取双环戊二烯产品均采用热二聚 方法，使裂解碳五馏分在80 130°C温度范围的温度下进行热二聚反应，然后经过分离得 到一定纯度的双环戊二烯产品。在该热二聚过程中，不可避免地发生异戊二烯与环戊二烯、 间戊二烯与环戊二烯、异戊二烯自身、间戊二烯自身等的二聚反应，从而生成不需要的X3 和X2等二聚体，影响异戊二烯收率和双环戊二烯产品纯度。X3是指异戊二烯与环戊二烯、 间戊二烯与环戊二烯的二聚体，X2是指异戊二烯自身的二聚体和间戊二烯自身的二聚体。九十年代，使环戊二烯二聚为双环戊二烯的过程使用釜式反应器，反应器中设置 几块挡板。釜式反应器存在着显著的物料返混现象，偏离平推流反应器的理想模型较远，从 而使得二聚时间延长，致使裂解碳五馏分显著发生副二聚反应，副二聚生成的X2和X3量 较高，影响双环戊二烯的品质和含量，影响异戊二烯和间戊二烯的收率。为了改善返混现 象，将釜式二聚反应器改变为管式反应器，从而大大减轻了副二聚反应程度。为了保持管式 反应器的反应温度，在管式反应器外围包裹保温材料或用低压蒸汽进行伴热。从管式反应 器中物料的流动分析，管式反应器截面中心的流动速率与靠近管壁的物料流动速率存在差 别，沿截面半径形成流动梯度。环戊二烯二聚反应是放热反应，反应温度越高，反应速率越 大，从而放出的热量越高，使得该处的物料温度升高。管式反应器很难做到绝对保温而形成 绝热反应器，一般地管式反应器中心因反应放热而使温度高于离管壁较近的温度，也就是 沿管式反应器的截面半径或多或少地存在温度差异，从而导致环戊二烯的二聚速率存在差 异，进而使环戊二烯浓度在半径方向上存在差别。流动速率的差别和环戊二烯浓度的差别 这两种因素均会导致管式反应器仍然不能达到物料的组成和温度等物性沿半径方向均勻 化的平推流反应器。也就是说，现有的管式反应器仍存在着不均勻性的问题。
发明内容
本发明针对现有管式反应器仍存在着不均勻性的问题，提出了在管式反应器中设 置扭曲片以使物料的物性均勻化的概念，并应用在裂解碳五馏分中环戊二烯二聚的过程 中。具体技术方案如下本发明提供的裂解碳五馏分中环戊二烯热二聚的方法采用管式反应器使裂解碳 五馏分中的环戊二烯至少部分热二聚成双环戊二烯，在所述管式反应器中设置旋转片，所 述裂解碳五馏分在管式反应器中为液相，流动的线速度为0. 3 lm/min，反应温度为60 120°C。为了更好地体现本发明的效果，优选地，所述旋转片的旋转角度为30 360°，优 选90 360°，旋转片沿管式反应器的轴向长度与管式反应器直径的比值为0. 5 4，优选 1 2。更优选地，所述旋转片的旋转角度为180 360°。从便于加工和实际操作出发，优选相邻两个旋转片之间的轴向距离为旋转片轴向 长度的1 10倍，优选3 10倍。更优选地，相邻两个旋转片之间的轴向距离为旋转片轴 向长度的3 5倍。本发明的管式反应器中设置旋转片，可以使物料的线性流动改变为旋转流动，在 径向方向上产生流动，从而使物料在径向上造成混合，物料的组成和温度等物性均勻化，接 近活塞流的理想模式，消除物料因径向上反应速率和流动速率不同而引起的“返混”现象， 从而缩短二聚反应时间，提高环戊二烯二聚的选择性，降低异戊二烯和间戊二烯的损失率。
图1是本发明的热二聚方法使用的管式反应器中旋转片的示意图。
具体实施例方式图1给出了本发明所使用的旋转片的示意图。在管式反应器中等间距地或不等间 距地设置数个旋转片，可以间断地均勻化物料的组成和温度，使管式反应器在径向上均勻 化。下面通过实施例的方式进一步解释本发明的效果。在本发明中，如果不特别指出， 百分比含量均为质量百分比含量。比较例1以某工厂的裂解碳五馏分为原料，原料组成列于下表1。利用不设置旋转片的管式 反应器进行环戊二烯热二聚。设计管式反应器的直径为400mm，管式反应器的长度为100m。 裂解碳五馏分在管式反应器中流动的线速度为0. 66m/min,反应温度控制在90°C，反应压 力为1. OMPa以保持物料为液相状态。分析出口的环戊二烯CPD为3. 1%，X3/DCPD的比值 为 0. 0241，X2/DCPD 的比值为 0. 0014。表1裂解碳五馏分组成(质量％ ) 实施例1以某工厂的裂解碳五馏分为原料，原料组成列于下表1，利用本发明的方法进行环 戊二烯热二聚。设计管式反应器的直径为400mm，管式反应器的长度为80m，等距离地设置 30个旋转片，旋转片的旋转角度为360°，轴向长度为600mm。裂解碳五馏分在管式反应器 中流动的线速度为0. 66m/min,反应温度控制在90°C，反应压力为1. OMPa以保持物料为液 相状态。分析出口的环戊二烯CPD为3. 0%,X3/DCPD的比值为0. 0210，X2/DCPD的比值为 0. 0011。实施例2以某工厂的裂解碳五馏分为原料，原料组成列于下表1，利用本发明的方法进行环 戊二烯热二聚。设计管式反应器的直径为400mm，管式反应器的长度为80m，等距离地设置 40个旋转片，旋转片的旋转角度为270°，轴向长度为600mm。裂解碳五馏分在管式反应器 中流动的线速度为0. 66m/min,反应温度控制在90°C，反应压力为1. OMPa以保持物料为液 相状态。分析出口的环戊二烯CPD为3. 05%,X3/DCPD的比值为0. 0221,X2/DCPD的比值为 0.0012。实施例3以某工厂的裂解碳五馏分为原料，原料组成列于下表1，利用本发明的方法进行环 戊二烯热二聚。设计管式反应器的直径为400mm，管式反应器的长度为85m，等距离地设置 40个旋转片，旋转片的旋转角度为180°，轴向长度为450mm。裂解碳五馏分在管式反应器 中流动的线速度为0. 66m/min,反应温度控制在90°C，反应压力为1. OMPa以保持物料为液 相状态。分析出口的环戊二烯CPD为3. 1 %, X3/DCPD的比值为0. 0230，X2/DCPD的比值为 0. 0012。从比较例1和实施例1-3的反应结果可以看出，在管式反应器中设置旋转片，可以 使物料组成在径向上更均勻，管式反应器的长度缩短，同时从X3/DCPD和X2/DCPD的比值可 看到环戊二烯二聚的选择性提高，制得的双环戊二烯的纯度和品质也将提高。
权利要求
一种裂解碳五馏分中环戊二烯热二聚的方法，其特征在于，所述热二聚方法采用管式反应器使裂解碳五馏分中的环戊二烯至少部分热二聚成双环戊二烯，在所述管式反应器中设置旋转片，所述裂解碳五馏分在管式反应器中为液相，流动的线速度为0.3～1m/min，反应温度为60～120℃。
2.如权利要求1所述的环戊二烯热二聚的方法，其特征在于，所述旋转片的旋转角度 为90 360°，旋转片沿管式反应器的轴向长度与管式反应器直径的比值为1 2。
3.如权利要求2所述的环戊二烯热二聚的方法，其特征在于，所述旋转片的旋转角度 为 180 360°。
4.如权利要求1所述的环戊二烯热二聚的方法，其特征在于，相邻两个旋转片之间的 轴向距离为旋转片轴向长度的3 10倍。
5.如权利要求1所述的环戊二烯热二聚的方法，其特征在于，相邻两个旋转片之间的 轴向距离为旋转片轴向长度的3 5倍。
全文摘要
本发明公开一种裂解碳五馏分中环戊二烯二聚的方法，属于处理裂解碳五馏分的技术领域，为了克服现有管式反应器中物料的流动速率和反应温度在径向上存在差别而产生的不均匀性，提出了在管式反应器中设置旋转片，旋转角度为90～360°，旋转片沿管式反应器的轴向长度与管式反应器直径的比值为1～2，相邻两个旋转片之间的轴向距离为旋转片轴向长度的3～10倍，所述裂解碳五馏分在管式反应器中为液相，流动的线速度为0.3～1m/min，反应温度为60～120℃。从反应结果的对比看出，本发明的方法具有更高的环戊二烯二聚选择性，管式反应器的长度缩短等优点。
文档编号C07C13/61GK101928197SQ20091008777
公开日2010年12月29日 申请日期2009年6月26日 优先权日2009年6月26日
发明者唐国旗, 戴伟, 田保亮 申请人:中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司北京化工研究院