雙戊烯製備對傘花烴的連續生產方法及其裝置的製作方法

2023-05-30 03:40:21 1

專利名稱：雙戊烯製備對傘花烴的連續生產方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及ー種雙戊烯製備對傘花烴連續生產方法及其可有效利用該種方法進行對傘花烴連續生產的相關裝置。
背景技術：
雙戊烯是從林化產品松節油合成樟腦和松油醇時的ー類單環萜烯副產物(包括對孟烯、松油烯、對傘花烴等等，統稱雙戊烯)， 目前雙戊烯大部分用作油漆溶剤，價值不高。因此，如何開發利用雙戊烯，製成更有價值的產品是一大課題。將雙戊烯催化加氫製成對傘花烴，然後作為香料中間體、農藥中間體或加工其它產品，可以提高松節油加工產品附加值。エ業雙戊烯催化脫氫合成對傘花烴通常有氣相法和液相法。氣相法在國外已經實現エ業化，所用脫氫催化劑主要是負載貴金屬Pd、R等催化劑，產率較高，但該エ藝所用催化劑非常昂貴；另外氣相法氣化冷凝増加能耗，這樣使得生產成本高。現有液相法雖然可以使用相對便宜的催化劑，相對能耗降低，但所得產品中雜質多，造成分離難度，導致產品純高不高。同時還存在以下幾個主要問題
(I)採用間歇反應生產エ藝存在的問題間歇反應生產エ藝是將雙戊烯放在間歇脫氫反應釜內進行反應，原料與催化劑按比例投入反應釜後，然後在攪拌器攪拌下升溫進行反應，經過數小時反應，取樣檢測合格後，才能停機出料，過濾除去催化劑得到產品，分離出的催化劑重複使用3 10次後需要更換，使用壽命短，回收再生次數多，催化劑大量消耗，產品質量的穩定性較差，生產規模難以放大。(2)採用連續固定床生產エ藝存在的問題ー是所用催化劑，使用壽命不長，最長的也不過3個月左右，使得生產操作過程變得煩瑣，生產成本較高；ニ是採用單個固定床反應器生產時，往往因為固定床反應器內需要控制較高的反應溫度，長時間高溫會使裝填在反應器內的催化劑壽命縮短。(3)需要解決生產過程全程採用計算機自動化控制問題，否則難以保證其成品質量。

發明內容
本發明的目的是針對目前以雙戊烯為原料製備對傘花烴生產中存在的問題，提供ー種產品純度高、質量好、生產安全穩定、操作方便的雙戊烯製備對傘花烴的連續生產方法及其裝置。本發明所解決的技術問題採用以下技術方案來實現
本發明之雙戊烯製備對傘花烴的連續生產方法包括以下步驟
(I)脫氫反應將催化劑分別裝入三個固定床反應器，通入氮氣，開啟加料泵，原料雙戊烯經預熱後，送入固定床反應器I進ロ，依次流經三個固定床反應器，進行脫氫反應，從固定床反應器III出口出來的物料即為完成脫氫反應後的物料。所述催化劑為高強度顆粒鎳銅，使用壽命為3 12個月，一次性分別加入到三個固定床反應器中，每個固定床反應器的加入量均為600kg 2000kg。在上述脫氫反應過程中，雙戊烯預熱溫度為170°C 180°C。脫氫反應的操作條件為進入固定床反應器的雙戊烯流量為O. I m3/h 5 m3/h，固定床反應器反應壓カ為O. 01Mpa^5Mpa,固定床反應器I反應溫度為170°C 190°C，固定床反應器II反應溫度為190°C 220°C，固定床反應器III反應溫度為220°C 260°C。(2)冷卻完成脫氫反應的物料由固定床反應器III下部出來進入冷卻器冷卻至室溫，即為以對傘花烴為主體的液體混合物，再通過精餾分離，即可得到高純度對傘花烴產品O 從固定床反應器III底部出來的物料中，產品中所含對傘花烴質量分數為62°/Γ82%，並且脫氫產物中對傘花烴和對孟烷純度高，其他副產物很少，方便精餾分離，可得到高純度的對傘花烴產品和副產品對孟烷。應當注意，脫氫反應穩定前，宜根據冷卻器下部出料ロ抽樣檢測的樣品中雙戊烯的轉化率和對傘花烴的純度，控制進入固定床反應器的物料進料流量，調節固定床反應器內反應的溫度和壓カ。控制固定床反應器III底部的出料產物中對傘花烴質量分數62°/Γ82%。生產過程連續進行從固定床反應器頂部I進料ロ不斷加入雙戊烯到固定床反應器I中，從固定床反應器底部III出料ロ不斷放出對傘花烴產品，形成連續生產，全部生產過程通過各控制點的壓力、溫度、流量傳感器傳送到計算機中心，實施連續生產全自動控制。所述預熱或加熱熱源可以為電加熱裝置、過熱水蒸汽或導熱油。本發明之雙戊烯製備對傘花烴的連續生產方法的相關裝置，主要由原料貯罐、カロ料泵、流量計、預熱器、固定床反應器I、固定床反應器II、固定床反應器III、冷卻器、產品貯罐組成，其中，原料貯罐出口與加料泵進ロ相連，加料泵出口與流量計進ロ相連，流量計的出口與預熱器進ロ相連，預熱器出口與固定床反應器I上部進ロ相連，固定床反應器I下部出口與固定床反應器II上部進ロ相連，固定床反應器II的下部出ロ與固定床反應器III的上部進ロ相連，固定床反應器III的下部出口與冷卻器進ロ相連，冷卻器出口與產品貯罐相連。固定床反應器內分別設置有溫度傳感器或壓カ傳感器或流量傳感器，溫度傳感器、壓カ傳感器和流量傳感器均與計算機控制中心連接。全部生產過程エ藝參數信息通過各控制點的壓カ或溫度或流量傳感器傳送到計算機中心，實施連續生產全自動控制。在本發明所述的裝置中，所述固定床反應器為圓筒形，其內部設有用於固定催化劑的篩網，固定床反應器內設有溫度傳感器和壓カ傳感器；固定床反應器外周設有加熱冷卻夾套，加熱冷卻夾套進ロ通過ー裝有閥門的支管與加熱介質管、冷卻介質管相連。所述的加料泵為往復柱塞計量泵。所述的預熱器為套管式換熱器、列管式換熱器、板式換熱器中的ー種。所述冷卻器為管式換熱器或板式換熱器。與現有技術相比，本發明具有如下優點
(1)採用的固定床連續脫氫生產エ藝，利於改善生產中不穩定狀態，提高生產效率，方便在生產過程中採用自動控制系統，有利於減少人為操作偏差，使生產過程達到產品質量穩定、安全高效低耗的要求，易於生產規模放大；
(2)採用三個串聯的固定床反應器後，方便控制不同脫氫階段的不同溫度，第一個固定床的反應溫度較低，第三個固定床反應溫度較前ニ個的高，這樣ー來，可以方便控制固定床反應器內的催化劑的溫度。避免了催化劑在高溫下長期運行而引起失活，從而延長了催化劑的使用壽命；
(3)通過選用高強度顆粒鎳銅催化劑，對雙戊烯脫氫催化活性高，穩定性好，方便再生，使用壽命長達6 12個月，解決了過去因催化劑壽命短，生產中反覆更換催化劑引起的成本増加，設備利用率低等問題。


圖I為本發明雙戊烯製備對傘花烴連續化生產裝置示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖和實施例對本發明作進ー步詳細說明。實施例I為本發明對傘花烴連續化生產裝置實施例
參見圖I的本發明中基於雙戊烯製備對傘花烴的連續生產方法的相關裝置的實施例的示意圖，在本實施例中，由原料貯罐I、加料泵2、流量計2、預熱器4、固定床反應器I 5、固定床反應器II 6、固定床反應器III 7、冷卻器8、產品貯罐9組成，原料貯罐I出口與加料泵2進ロ相連，加料泵2出ロ與流量計3進ロ相連，流量計3的出ロ與預熱器4進ロ相連，預熱器4出口與固定床反應器I 5上部進ロ相連，固定床反應器I 5下部出口與固定床反應器II 6上部進ロ相連，固定床反應器II 6的下部出口與固定床反應器III7的上部進ロ相連，固定床反應器III 7的下部出口與冷卻器8進ロ相連，冷卻器8出口與產品貯罐9相連。固定床反應器I 5、固定床反應器II 6、固定床反應器III 7分別設置有溫度傳感器、壓カ傳感器以及流量傳感器，溫度傳感器、壓カ傳感器和流量傳感器均與計算機控制中心連接。全部生產過程エ藝參數信息通過各控制點的壓力、溫度、流量傳感器傳送到計算機中心，實施連續生產全自動控制。在本實施例中，固定床反應器I 5、固定床反應器II 6、固定床反應器III7均為圓筒形，其內部設有篩網，用於固定催化劑；固定床反應器內設有溫度傳感器和壓カ傳感器；固定床反應器外周設有加熱冷卻夾套，加熱冷卻夾套進ロ通過ー裝有閥門的支管與加熱介質管、冷卻介質管相連，加熱熱源為電加熱器。實施例2由雙戊烯製備對傘花烴的連續生產方法操作步驟實施例
將催化劑分別裝入固定床反應器I 5、固定床反應器II 6和固定床反應器III 7，通入氮氣，打開三個固定床反應器的加熱夾套，將固定床反應器I 5預熱到180°C，固定床反應器II 6預熱到190°C，固定床反應器III 7預熱到220°C ;將貯存於原料貯罐I中的原料雙戊烯以O. 5m3/h的流量，送至預熱器4中，將雙戊烯預熱到170°C，送入固定床反應器I 5進ロ，並依次流經固定床反應器II 6和固定床反應器III 7，進行脫氫反應，從固定床反應器III 7出口出來的物料即為完成脫氫反應後的物料。脫氫反應的操作條件為進入固定床反應器的雙戊烯流量為O. 3 m3/h，固定床反應器反應壓カ為3Mpa，固定床反應器I 5反應溫度為180°C，固定床反應器II 6反應溫度為200°C，固定床反應器III 7反應溫度為250°C。催化劑可以為高強度顆粒鎳銅，催化劑加入量可以為800kg，雙戊烯預熱溫度為1800C ;加熱熱源為電加熱器。
在脫氫反應穩定前，根據固定床反應器III 7底部出料ロ抽樣檢測的樣品中雙戊烯的轉化率和對傘花烴產品的純度，控制進入固定床反應器的雙戊烯進料流量，調節固定床反應器內反應的溫度和壓力。固定床反應器III 7底部出料的產物，產品對傘花烴相對質量分數應當達到62 82%。從固定床反應器I 5頂部進料ロ不斷加入雙戊烯到固定床反應器I 5中，從固定床反應器III 7底部出料ロ不斷放出對孟烷產品，形成連續生產。以下實施例均為操作エ藝條件實施例，催化劑均為高強度顆粒鎳銅，操作步驟均與實施例2相同。 實施例3飛
脫氫反應條件控制分別設定三個固定床反應器催化劑加入量均500kg、1000kg、1500kg、2000 kg、2500kg，雙戊烯預熱溫度為170°C 180°C ;進入固定床反應器的雙戊烯流量為 O. I m3/h、0.2 m3/h、0. 3 m3/h、0. 4 m3/h、0. 5 m3/h，固定床器反應壓カ為 0. OlMpa、IMpa、3 Mpa、4Mpa、5Mpa，固定床反應器 I 反應溫度為 170°C、175°C、180°C、185°C、190°C，固定床反應器II反應溫度為190で、195で、200で、210で、220で，固定床反應器III反應溫度為220 °C、230 °C、240 °C、250 °C、260 V。待反應條件穩定，取樣分析脫氫產品中對傘花烴相對質量分數分別為69.3%、77. 2%、81· 1%、75· 3%、71· 8%, 62. 5%。以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
1.雙戊烯製備對傘花烴的連續生產方法，其特徵在於，包括以下步驟 (1)脫氫反應將催化劑分別裝入三個固定床反應器，通入氮氣，開啟加料泵，原料雙戊烯經預熱後，送入固定床反應器I進ロ，依次流經三個串聯的固定床反應器，進行脫氫反應，進入固定床反應器的雙戊烯流量為O. I m3/h5 m3/h，固定床反應器反應壓カ為0.01Mpa 5Mpa，固定床反應器I反應溫度為170°C 190°C，固定床反應器II反應溫度為190 0C 220°C，固定床反應器III反應溫度為220°C 260°C，從固定床反應器III出口出來的物料即為完成脫龜!反應後的物料； (2)冷卻完成脫氫反應的物料由固定床反應器III下部出來進入冷卻器冷卻至室溫，即對傘花烴為主體液體混合物，經精餾分離，得到高純度對傘花烴產品。
2.根據權利要求I所述的雙戊烯製備對傘花烴的連續生產方法，其特徵在於，所述催化劑為高強度顆粒鎳銅，一次性分別加入到三個固定床反應器中，各固定床反應器中加入的量為600kg 1000kg。
3.根據權利要求I所述的雙戊烯製備對傘花烴的連續生產方法，其特徵在於，所述雙戊烯預熱溫度為170°C 180°C。
4.ー種基於權利要求I所述雙戊烯製備對傘花烴的連續生產方法的相關裝置，其特徵在於，主要由原料貯罐、加料泵、流量計、預熱器、固定床反應器I、固定床反應器II、固定床反應器III、冷卻器、貯罐組成，原料貯罐出口與加料泵進ロ相連，加料泵出口與流量計進ロ相連，流量計的出口與預熱器進ロ相連，預熱器出口與固定床反應器I上部進ロ相連，固定床反應器I下部出口與固定床反應器II上部進ロ相連，固定床反應器II的下部出口與固定床反應器III的上部進ロ相連，固定床反應器III的下部出口與冷卻器進ロ相連，冷卻器出口與貯罐相連；同吋，固定床反應器設備分別設置有溫度傳感器或壓カ傳感器或流量傳感器，溫度傳感器、壓カ傳感器和流量傳感器均與計算機控制中心連接。
5.根據權利要求I所述的基於雙戊烯製備對傘花烴的連續生產方法的相關裝置，其特徵在於，所述固定床反應器為圓筒形，其內部設有用於固定催化劑的篩網，固定床反應器內設有溫度傳感器和壓カ傳感器；固定床反應器外周設有加熱冷卻夾套，加熱冷卻夾套進ロ通過ー裝有閥門的支管與加熱介質管、冷卻介質管相連。
6.根據權利要求I所述的基於雙戊烯製備對傘花烴的連續生產方法的相關裝置，其特徵在於，所述加料泵為往復柱塞計量泵。
7.根據權利要求I所述的基於雙戊烯製備對傘花烴的連續生產方法的相關裝置，其特徵在於，所述液體預熱器為套管式換熱器、列管式換熱器、板式換熱器中的ー種。
8.根據權利要求I所述的基於雙戊烯製備對傘花烴的連續生產方法的相關裝置，其特徵在於，所述冷卻器為管式換熱器或板式換熱器。
全文摘要
雙戊烯製備對傘花烴的連續生產方法及其裝置，該方法首先將催化劑裝入固定床反應器，通入氮氣，將雙戊烯經預熱器預熱後送入固定床反應器，進行脫氫反應；然後將完成脫氫反應的物料冷卻、蒸餾得到高純度成品。本發明還包括實施所述雙戊烯製備對傘花烴的連續生產方法的裝置，該裝置將傳統的一個固定床反應器生產工藝改進為三個串聯的固定床反應器的生產工藝，有利於改善脫氫反應生產中不穩定狀態，提高生產效率，延長催化劑使用壽命，方便在生產過程中採用自動控制，產品質量穩定，安全高效低耗，易於生產規模放大。
文檔編號C07C15/02GK102690163SQ20121017243
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月30日 優先權日2012年5月30日
發明者黎繼烈 申請人:中南林業科技大學