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时间:2019-01-09
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1、双环戊二烯综合利用研究进展 摘要:随着我国乙烯工业生产能力与产量的快速增加,双环戊二烯资源量也随之增加,以及双环戊二烯分离技术的日益成熟,双环戊二烯资源的综合利用日益引起重视,给双环戊二烯的下游应用产业带来新的契机。介绍了双环戊二烯主要的分离技术和应用情况,并简要介绍了国内双环戊二烯的生产情况。 关键词:C5馏分;C9馏分;双环戊二烯;国内生产情况;应用 我国有丰富的环戊二烯/双环戊二烯(CPD/DCPD)资源,主要来自乙烯裂解副产品C5馏分和C9馏分。随着我国乙烯工业生产能力与产量的快速增加,裂解C5馏分和
2、C9馏分的资源量亦不断的增加,C5馏分产能占裂解乙烯总产量的14~20%,C9馏分产能占乙烯总产量的10~20%;其中C5馏分中的环戊二烯/双环戊二烯(CPD/DCPD)含量占15%左右,C9馏分中的环戊二烯/双环戊二烯(CPD/DCPD)含量占20~25%。DCPD的综合利用是合理利用石油资源的一个重要方面,也是降低石化生产成本的有效途径之一,因此,DCPD的开发利用具有非常重要的实际意义,它的研究价值和发展潜力也相当巨大[1]。 1国内双环戊二烯的现状 1.1双环戊二烯的生产现状7 国内生产双环戊二烯的成
3、熟工艺主要有两种,一种是由C5馏分直接制取纯度为80~85%DCPD的分离方法,即热二聚-解聚-精馏法;一种是由C9馏分直接制取纯度为95~99%高纯度的DCPD的分离方法,即裂解-精馏法。 1.1.1热二聚-解聚-精馏法 热二聚-解聚-精馏法:C5馏分中的DCPD主要是以CPD形式存在,将C5馏分加热到110-120℃使原料中的CPD转化为DCPD,然后利用DCPD和其它不同组分的沸点差异,通过蒸馏方式将DCPD从C5馏分中分离出来。但在蒸馏过程同时产生了沸点与DCPD非常接近的环戊二烯-异戊二烯等的共聚体,
4、因此,普通的蒸馏得不到高纯度的DCPD,须通过解聚的方法,利用170℃时DCPD解聚速率比环戊二烯-异戊二烯等的共聚速率快的特性,将其中的DCPD优先分解为CPD,再经过精馏,将CPD从高于本身沸点的不纯物中分离出来,然后把分离所得到的CPD进行二聚反应,获得纯度较高的双环戊二烯[2]。用热二聚-解聚-蒸溜法分离出的DCPD纯度一般在80%~85%左右。 1.1.2裂解-精馏法 裂解-精馏法:DCPD裂解的方法分为气相裂解和液相裂解两种;相比之下,气相裂解具有裂解率高、收率高、生产能力大、能耗低等优点。DCPD
5、在C9馏分中有多种存在形式,相对于C5馏分中的存在形式复杂得多,C9馏分中主要以共聚体形式存在,其中主要有以下几种存在形式:DCPD、CPD-MCPD、DMCPD、Isoprene-CPD、Butadiene-CPD、Piperylene-CPD7、Isoprene-MCPD、Butadiene-MCPD、C13H14、C14H16等多环烯烃,这些共聚体的沸点与C9馏分中的其它组分的沸点都很接近,无法利用精馏的方法从中分离出高纯度的DCPD。需利用这些共聚体的可裂解性和可共二聚的特性,通过裂解的方法,将C9馏分中的
6、CPD共聚物裂解为单体形式,再经过精馏分离,利用沸点差将CPD从混合物中分离出来,然后把分离所得到的CPD进行二聚反应,获得高纯度的双环戊二烯。用裂解-精馏法分离出的DCPD纯度一般都大于95%。 1.2双环戊二烯的生产情况 1.2.1C5分离双环戊二烯的情况 2013年国内C5分离装置产能168万吨,双环戊二烯产量21.55万吨左右,出口量约为6万吨。其中精分离装置产能127万吨,双环戊二烯产量15.65万吨;粗分离装置产能41万吨,双环戊二烯产量5.9万吨。国内C5分离DCPD的厂家主要有淄博鲁华(纯度8
7、5%左右)、山东玉皇(纯度84%左右)、上海金山(纯度85-87%)、宁波金海德旗(纯度85%左右)、茂名鲁华(纯度85%左右)、抚顺伊科斯(纯度85%左右)、南京源港(纯度83-85%)、燕山石化(纯度85%左右) 1.2.2C9分离双环戊二烯的情况 国内高纯DCPD分为粗DCPD精制和C9分离得到的高纯DCPD,粗DCPD精制受制于成本,国内主要产量集中在C9分离,国内高纯DCPD主要来自于北京祥泰隆盛(纯度95%-97%)、天津鲁华化工(纯度96%)、山东齐隆化工(纯度98%左右)、濮阳市盛和石油化工(纯
8、度96%以上)、浙江恒河石油化工(纯度97%)、广东新华粤石化(纯度95-98%)、武汉鲁华粤达(纯度95-98%)。 2双环戊二烯在有机合成中的应用现状7 从空间结构上看,DCPD有桥环式(Endo-form)和挂环式(Exo-form)两种异构体,在室温下环戊二烯二聚生成桥环式,加热到150℃以上的高温时二聚生成挂环式,工业上使用的主要是桥环式DCP
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