专利名称：一种环戊二烯二聚反应装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属化工学科的化学反应器制备技术领域，涉及一种内带多层隔板、外 设冷却夹套的立式结构的环戊二烯二聚反应器，用于乙烯裂解副产碳五中环戊二烯的二聚 反应，以实现碳五中环戊二烯与其他双烯烃的有效分离。
技术背景随着乙烯工业的快速发展和对合成橡胶及合成树脂的需求增大，裂解碳五馏分作 为一种重要的化工原料，其分离技术日益受到世界各国的普遍重视。裂解C5馏分是石脑油 及其重质裂解原料蒸汽裂解制乙烯过程中产生的副产物，含有二、三十种组分，主要为各类 双烯烃、单烯烃、炔烃及饱和烃，其中含量较多的组分为异戊二烯(IP)、环戊二烯(CPD)和 间戊二烯，三者约占裂解C5馏分的40% 60%。而这些双烯烃具有特殊的分子结构，化学 性质活泼，可以合成许多具有高附加值的产品，C5馏分中双烯烃都能不同程度地进行热二 聚反应，其中以CPD热二聚的反应最快，利用这一特性把它与C5馏分中其他组分分开。加 热首先使环戊二烯二聚成双环戊二烯的方法是最广泛采用的裂解C5馏份工业分离方法，该 方法利用环戊二烯加热比其它裂解C5馏份易二聚的特点，将环戊二烯加热二聚为双环戊二 烯，再利用双环戊二烯的沸点(166. 6°C)明显高于其它C5馏份沸点(30 45°C)，通过蒸 馏即可从裂解C5馏份中单独将环戊二烯分出或与其它双烯烃同时分出；研究与实际生产都 表明，较低的反应温度和较少的返混对提高环戊二烯的转化率和降低异戊二烯、间戊二烯 的损失率有利。从减少返混的角度考虑，连续管式反应器最适合于碳五中环戊二烯热二聚 反应，但为了保证足够的停留时间，管式反应器的长度需要几十米，甚至上百米，不但占地 大，而且安装布置及操作不便。因此，迄今为止，工业上大部分采用釜式二聚反应器。为了 使环戊二烯的转化率更高、双环戊二烯的选择性高，从而降低异戊二烯、间戊二烯的损失 量，不断改进釜式反应器部件和类型。传统的卧式二聚反应釜沿物料流动方向设多块折流 挡板，以防止物料走短路及防止返混。但存在反应热造成釜内反应温度和浓度不均勻，局部 温度过高会增加异戊二烯与间戊二烯的损失等缺点。目前，中国专利CN200988827Y在传统 的立式反应器内设置一层或多曾流体分布器，减少了返混，提高了环戊二烯的转化率，但仍 然存在釜内反应温度与浓度不均勻，局部温度过高会增加异戊二烯与间戊二烯的损失等突 出缺点。
发明内容本实用新型的发明目的在于克服现有技术存在的缺点，特别是克服现有釜式环戊 二烯二聚反应器内部物料温度分布不均，造成局部温度过高而增加异戊二烯与间戊二烯损 失的弊端，寻求设计制备一种立式结构的环戊二烯进行二聚反应的设备装置，以减少返混 现象，提高环戊二烯的转化率，增加收益率。为了实现上述目的，本实用新型涉及的连续二聚反应装置相当于将多个小型全混 釜串联使用，在降低返混的同时，使各小型反应釜内温度与浓度分布均勻；环戊二烯二聚反应装置的主体结构由立式釜体、釜外冷却夹套、多层釜内隔板、底部进料口、顶部出料口 和腔室组成，内空式结构的立式釜体的上、下端侧体制成圆弧形，立式釜体的圆弧端侧之间 的釜体外侧包覆式制有釜外冷却夹套，立式釜体顶部侧面体上制有顶部出料口，立式釜体 底部侧面体上制有底部进料口，立式釜体内部空间上下平行式结构制有10 40个圆盘式 结构的带边缝的多层釜内隔板，相邻的多层釜内隔板之间构成上下相连通的腔室；相邻多 层釜内隔板的边缝错开；带边缝的多层釜内隔板将立式釜体内部空间分隔成多个相连的 腔室，预热后的碳五原料由立式釜体的底部制有的进料口进入，依次通过多层釜内隔板间 的腔室，靠流体通过隔板边缝时形成的湍动实现混合，并强化传热，反应产物从主体釜体上 端的顶部出料口排出；相邻的多层釜内隔板的间距是立式釜体内径的1/10 1/3，并且多 层釜内隔板的边缝宽度及长度根据反应器的进料流量而定，以保证物料通过边缝的速度在 0. 1 0. 5m/s之间；保证反应物在各腔室内混合均勻，不存在混合死角，不会使通过各隔板 的阻力过大。本实用新型通过设计合适的多层釜内隔板间距及边缝尺寸，使反应物在各腔室内 形成湍流，相当于多个小型全混釜串联，其结构紧凑，制备简单，使用操作灵便，反应速度 快，质量好，效率高；适合于将乙烯裂解副产碳五中环戊二烯与其他双烯烃的连续分离过 程，在保证环戊二烯转化率提高的同时，不会造成碳五中异戊二烯的大量损失。
图1是用于碳五中环戊二烯连续二聚反应的卧式反应器结构示意图。图2是专利CN200988827Y中公开的用于碳五中环戊二烯连续热二聚的立式反应 器结构原理示意图。图3是本实用新型用于碳五中环戊二烯二聚反应装置的结构原理示意图，其中包 括底部进料口 1，釜外冷却夹套2，立式釜体3，顶部出料口 4，多层釜内隔板5和腔室6。图4是本实用新型的带边缝的多层釜内隔板结构原理示意图。图5为图2的A-A剖面结构原理示意图。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本实用新型作进一步说明。本实施例涉及的连续二聚反应装置将多个小型全混釜或腔室串联使用，在降低返 混的同时，实现各小型反应釜内温度与浓度分布均勻；其主体结构包括立式釜体3、釜外冷 却夹套2、多层釜内隔板5、底部进料口 1、顶部出料口 4和腔室6，相邻的隔板的边缝错开， 以免物料走短路；利用带边缝的多层釜内隔板5将立式釜体3的内空间分隔成多个相连的 腔室6，预热后的碳五原料A由立式釜体的底部进料口 1进入，依次通过多层釜内隔板5间 的腔室6，靠流体通过多层釜内隔板5边缝时形成的湍动实现混合，并强化传热，反应产物B 从顶部出料口 4排出；相邻的多层釜内隔板5的间距是立式釜体3内径的1/10 1/3，多 层釜内隔板5的边缝宽度及长度根据立式釜体的进料流量而定，以保证物料通过边缝的速 度在0. 1 0. 5m/s之间，保证反应物在各腔室6内混合均勻并无混合死角，不使通过各隔 板5的阻力过大。实施例1 本实施例涉及的环戊二烯二聚反应装置，其设计内径为1. 8m,圆弧形两端侧之间 的釜体直段高度为9m，两端带标准椭圆封头，立式釜体3的外侧制有釜外冷却夹套2，立式釜体两端侧上分别设有底部进料口 1和顶部出料口 4，利用带边缝的31块多层釜内隔板5 及标准椭圆封头将立式釜体3的内部分隔成32个相连的腔室6，相邻的多层釜内隔板5的 间距为0. 3m，相邻的多层釜内隔板5的边缝错开，以免物料走短路，多层釜内隔板5与釜内 壁之间形成的弧形边缝宽度为10mm，长度为2m ；碳五原料中含环戊二烯为26% (质量百分 数，下同)、异戊二烯为26%、间戊二烯为19%，流量为18750kg/h，预热至80°C后(30m3/h)， 由反应装置的底部进料口 1进入，依次通过多层釜内隔板5间的腔室6，流体通过多层釜内 隔板5边缝时的流速为0. 2m/s 0. 3m/s ；反应装置的釜外冷却夹套2内通冷却水，移除反 应产生的热量，控制出口处的反应产物温度为95°C，反应停留时间为0. 8h ；本实施例的反 应装置串联使用，使三个反应装置的总反应停留时间为2. 4h，反应产物在第二个反应装置 出口的温度为105°C，在第三个反应装置出口的温度为110°C ；结果，环戊二烯的总转化率为 90. 6%，异戊二烯的总损失率为4. 0% ；该结果接近同样停留时间与反应温度下间歇式反应 器或者连续管式反应器的水平，但其结构简单，制作成本降低，使用操作灵敏，生产效率高。
权利要求一种环戊二烯二聚反应装置，其特征在于主体结构由立式釜体、釜外冷却夹套、多层釜内隔板、底部进料口、顶部出料口和腔室组成，内空式结构的立式釜体的上、下端侧体制成圆弧形，立式釜体的圆弧端侧之间的釜体外侧包覆式制有釜外冷却夹套，立式釜体顶部侧面体上制有顶部出料口，立式釜体底部侧面体上制有底部进料口，立式釜体内部空间上下平行式结构制有10～40个圆盘式的带边缝的多层釜内隔板，相邻的多层釜内隔板之间构成上下相连通的腔室；相邻多层釜内隔板的边缝错开；相邻的多层釜内隔板的间距是立式釜体内径的1/10～1/3。
专利摘要本实用新型属化工制备技术领域，涉及一种环戊二烯的二聚反应装置，其主体结构由立式釜体、釜外冷却夹套、多层釜内隔板、底部进料口、顶部出料口和腔室组成，内空式结构的立式釜体的上、下端侧体制成圆弧形，立式釜体的圆弧端侧之间的釜体外侧包覆式制有釜外冷却夹套，立式釜体顶部侧面体上制有顶部出料口，立式釜体底部侧面体上制有底部进料口，立式釜体内部空间上下平行式结构制有多个圆盘式结构的带边缝的多层釜内隔板，相邻的多层釜内隔板之间构成上下相连通的腔室；相邻多层釜内隔板的边缝错开；相邻的多层釜内隔板的间距是立式釜体内径的1/10～1/3；其结构紧凑，制备简单，使用操作灵便，反应速度快，质量好，效率高。
文档编号C07C7/177GK201720057SQ20102017220
公开日2011年1月26日 申请日期2010年4月22日 优先权日2010年4月22日
发明者侯亮, 吴国旭, 张明, 王继叶 申请人:青岛伊科思技术工程有限公司