一种渗透汽化膜法分离甲基环戊二烯和环戊二烯的工艺及装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201610285697.0

申请日:

20160503

公开号:

CN105949029A

公开日:

20160921

当前法律状态:

有效性:

审查中

法律详情:

IPC分类号:

C07C7/144,C07C13/15

主分类号:

C07C7/144,C07C13/15

申请人:

中国石油大学(华东)

发明人:

陈金庆,吕宏凌,汪明旺,陈冰

地址:

266580 山东省青岛市黄岛区长江西路66号

优先权:

CN201610285697A

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明公开了一种由裂解乙烯副产C5~C6或者工业级粗甲基环戊二烯中提纯甲基环戊二烯和环戊二烯的渗透汽化膜技术及装置,本发明涉及一种甲基环戊二烯膜分离提纯工艺,其具体步骤有:1)粗甲基环戊二烯原料液低温循环;2)渗透汽化分离提纯:采用环戊二烯优先透过膜,分离提纯生产96.2wt%以上甲基环戊二烯和10~70wt%的环戊二烯,此环戊二烯再循环;3)负压抽提及冷凝回收辅助装置,可调节工艺参数,提高分离效率。本发明可突破精馏气液平衡关系限制,装置简单,占地面积小,工艺便利,投资少,低温避免多聚,能量利用率高,易于控制且产品纯度高,可连续生产,低成本维护,环境污染小等优点,属清洁化生产高纯度甲基环戊二烯技术。

权利要求书

1.一种渗透汽化膜技术分离裂解乙烯副产C5馏分中的甲基环戊二烯和环戊二烯混合液,或以工业级粗甲基环戊二烯为原料提纯甲基环戊二烯的技术,包括混合液原料常低温密闭循环、渗透汽化分离、渗透室真空抽提和冷凝回收系统,其工艺包括如下步骤:S1:工业级粗甲基环戊二烯在低温-51℃~30℃密闭循环,以降低原料液中甲基环戊二烯和环戊二烯形成在渗透汽化分离过程中自聚或共聚生成二聚体,提高渗透汽化分离效率;S2:通过优选对环戊二烯具有优先选择透过性的高分子膜,将原料中40%~99wt%的环戊二烯分离出,原料侧甲基环戊二烯浓缩,可提纯生产出96.2wt%以上的甲基环戊二烯,同时透过侧获得10~70wt%%的环戊二烯,可循环分离;S3:原料粗甲基环戊二烯中环戊二烯在真空负压作用下,经渗透膜选择性分离后汽化,截留了甲基环戊二烯,透过分离膜层的环戊二烯为气态,经收集器和低温冷凝器(-120℃~0℃)冷凝成液体完成分离,该甲基环戊二烯提纯生产技术可由渗透真空抽提和冷凝回收环戊二烯的工艺操作条件调节实现。 2.根据权利要求1所述的以膜分离技术提纯工业级甲基环戊二烯的工艺方法,其特征在于:所述的原料常低温密闭循环系统,原料由输送泵在原料罐、低温冷凝器(-51℃~30℃)和渗透汽化原料室之间循环,降低因温度升高导致的二聚体生成,影响甲基环戊二烯纯度。 3.根据权利要求1所述的以膜分离技术提纯工业级甲基环戊二烯的工艺方法,其特征在于:所述的渗透汽化分离装置,包括密封原料室(带聚四氟乙烯密封卷),渗透汽化膜,密封渗透室(带聚四氟乙烯密封卷),栅型流场分布器,多孔支撑体。 4.根据权利要求1所述的以膜分离技术提纯工业级甲基环戊二烯的工艺方法,其特征在于:所述的渗透汽化分离装置中环戊二烯优先选择透过性膜为:耐有机溶剂的聚酰亚胺均相膜、非对称聚酰亚胺膜、聚酰亚胺复合膜,聚PVDF及其改性膜,无机陶瓷膜等,其环戊二烯分离因子1.1~20,渗透通量0.001~2.0kg·m·h,膜厚为10μm-1000μm,膜面积为0.001~1000m,渗透汽化膜可耐温度-20℃~550℃。 5.根据权利要求1所述的以膜分离技术提纯工业级甲基环戊二烯的工艺方法,其特征在于:所述的渗透汽化分离装置为平板、卷式或板框式膜组件,原料室可串联连接,渗透室可串联或者并联连接,便利增加渗透汽化膜面积。 6.根据权利要求1所述的以膜分离技术提纯工业级甲基环戊二烯的工艺方法,其特征在于:所述膜分离装置中原料室、渗透室、保温管、分布器、多孔支撑体(网)均为耐有机溶剂的聚四氟乙烯、铸铁、碳钢、不锈钢、合金钢、陶瓷、石墨、等材质,所有保温管均包覆1~3层以上保温材料。 7.根据权利要求1所述的以膜分离技术提纯工业级甲基环戊二烯的工艺方法,其特征在于:所述渗透真空抽提和冷凝回收装置,主要包括渗透物收集器,低温冷凝系统,第一压力控制阀和压力表,压力缓冲罐,第二压力控制阀和压力表和真空泵等。 8.根据权利要求1所述的以膜分离技术提纯工业级甲基环戊二烯的工艺方法,其特征在于:所述渗透汽化膜技术分离工业级甲基环戊二烯和环戊二烯混合液的操作条件为:原料低温-51℃~30℃密闭循环,流量为0.001~100L·min,低温冷凝器内停留时间为0.1~24h;渗透汽化操作温度为-20℃~550℃;渗透室绝对压力为0.010~100kPa,渗透侧冷凝温度为-120℃~0℃。

说明书

技术领域

本发明属于石油化工领域的分离技术,涉及一种从甲基环戊二烯和环戊二烯混合物中利用膜技术分离提纯甲基环戊二烯和环戊二烯的技术,特别涉及由裂解乙烯副产的C5~C6馏分或者工业级粗甲基环戊二烯中分离提纯甲基环戊二烯和环戊二烯的方法。

技术背景

甲基环戊二烯,Methylcyclopentadiene,简写MCPD,分子式C6H8,是一类基本的有机化工和精细化工原料,可用于生产高能火箭燃料、高级香料和染料、高级合成树脂,汽油抗爆剂等;同时也是甲基纳迪克酸酐(MNA)的主要原料,MNA已被广泛应用于电子性息材料、医药、农药、国防工业等领域的重要中间体。环戊二烯(C5H6,CPD)是一类具有活泼性亚甲基的共轭脂环二烯烃,反应活性极高,易与多种烯烃共聚或参与多类有机合成过程,自身常温下极易聚合为稳定的二聚体(DCPD),CPD被广泛应用于合成乙丙橡胶、高能燃料涂料、金属茂合物催化剂、环氧树脂、金刚院、戊二酸、香料、乙叉降冰片烯(ENB)、农药、医药及其他精细化学品。甲基环戊二烯与环戊二烯是同系物,MCPD可以由CPD可与甲醇或碳酸二甲酯催化甲基化方法制备。CPD和MCPD早期由煤焦油轻苯馏分抽提制得,数量较少,因而未受重视,目前已发现石油裂解制乙烯过程的副产物C5馏分中含大量的CPD和MCPD,而CPD和MCPD两者总质量约占C5馏分15%~20wt%,因裂解深度不同有时甚至超过40wt%。乙烯副产C5馏分组分复杂,除CPD和MCPD外,仍含有近百种沸点相差不大且极易聚合的高活性组分及沸点相对较高的惰性溶剂组分,完全分离非常困难,目前尚未具备精细化工需求级别的实用技术实现完全分离乙烯裂解C5馏分,这些裂解副产物多用作燃料或直接用于合成低附加值的石油树脂,其工艺利用价值低且带来较大的环境污染。随着全球乙烯产能的不断扩大,每年仅贮藏在C5馏分中的甲基环戊二烯产量可达150万吨以上,裂解C5资源的充分有效利用是目前石油炼制行业面临的一个重要课题。

甲基环戊二烯和环戊二烯分离是C5馏分高附加值利用的重要工艺之一,也是降低乙烯生产成本,减少环境污染的有效途径。CPD催化甲基化制备MCPD过程中,为提高MCPD的生产率和产量,通常在反应体系中加入过量的CPD,因此,MCPD与CPD的分离也是工业生产中粗甲基环戊二烯纯化必不可少的分离操作单元。CPD和MCPD是同系物,常压下两者沸点相差仅30℃,且由于CPD和MCPD均为环状化合物,含有化学性质非常活泼的共轭双烯键,在30~130℃易于聚合为二聚体(DCPD和DMCPD),或者共聚体(CPD-MCPD)。现有工业化的C5馏分分离技术中,CPD和MCPD均采用聚合常减压精馏、解聚常压精馏、解聚常减压精馏、萃取精馏及反应精馏的工艺技术。如美国专利US4522688,US5401891,US5321177,日本专利62-019537,中国专利CN1785942A(2006.06.14),CN1781887A(2006.06.27),CN1850747A(2006.10.25),CN1850748A(2006.10.25),CN1850749A(2006.10.25),CN1931802A(2007.03.21),CN101066902A(2007.11.07)CN101186553A(2008.05.28),CN 101190868A(2008.06.04),CN102190552A(2010.03.01)等专利均申请公开了不同的技术分离环戊二烯和甲基环戊二烯,或提纯甲基环戊二烯。

在现有的公开技术中,分离甲基环戊二烯与环戊二烯混合物的技术均为精馏工艺,主要可以分为三大类,第一类是将常温下的二聚体高温条件下完全解聚成CPD和MCPD单体,再利用“常压精馏或者常减压联合精馏”的分离技术。如US4522688,US5401891,CN1850747,CN101066902A和CN1931802A等介绍的精馏技术,专利CN101186553A提出一种高温裂解分离CPD和MCPD的方法,在精馏塔1的塔釜配置高温裂解反应器,将CPD和MCPD二聚体解聚成单体,经精馏塔塔顶分离出CPD和MCPD混合馏分,再经过精馏塔2分离提纯CPD和MCPD。此类方法分离温度高(裂解和分离的温度分别达380℃和280℃),裂解后的CPD和MCPD在输送及分离塔内易造成管道阻塞、塔板积碳等影响生产,必须定期停工清理管道和塔盘,原料活性组分损失大且能源浪费严重。

第二类是解聚分离-二聚提纯的精馏技术,此类方法是将CPD和MCPD在中温下解聚(>250℃),将CPD精馏分离后,再将MCPD二聚后常压精馏或者减压精馏分离出DMCPD。专利CN1850748A介绍了一种由碳九碳十馏分分离提纯环戊二烯和甲基环戊二烯的方法,原料于160~230℃,停留时间为1~5hr解聚后,再通过回流比1~5的精馏塔,由塔顶分离出粗CPD,侧线采出粗MCPD,并将此CPD在45~130℃二聚后精馏再提纯,粗MCPD再精馏精制。此工艺高温解聚后再聚合精馏出高沸点的DCPD,能耗高,且精馏过程回流大。专利CN102190552公开了一种环戊二烯与甲基环戊二烯混合物的加热二聚联合常减压精馏的分离方法,利用解聚精馏塔将CPD和MCPD混合物完全解聚后,通过常压精馏由塔顶分离出CPD,塔底物料进入二聚反应器,在130℃聚合为DMCPD,再进行减压精馏由塔顶拔出DMCPD。此方法减压精馏塔的真空度需低至-0.01MPa以下,温度仍需150℃左右,分离后塔底仍存在32wt%DMCPD需循环解聚;MCPD的一次分离率低,且物料多次循环长时间加热,增加了形成多聚物的风险,产品损耗大。

第三类方法是二聚精馏分离,具体是将CPD和MCPD中温(30~130℃)聚合形成二聚体(DCPD和DMCPD),提高其沸点差异,再利用常压或常减压联合技术分离二聚体。专利CN1785942A公开了一种由环戊二烯二聚体合成甲基环戊二烯,并二聚合后分离出甲基环戊二烯二聚体的方法,此技术由于二聚合过程中存在大量的CPD-MCPD的共聚体,精馏难以分离,需要二次循环加热,容易在精馏塔和附属管件中形成多聚体,阻塞管道和塔盘,导致定期的停工清理,而且此工艺需要引入阻聚剂,提高能耗,影响产品的收率和质量。

由于目前国内外均采用精馏工艺分离环戊二烯和甲基环戊二烯,随着乙烯产量及裂解深度的增加,精馏提纯的甲基环戊二稀产量也急剧增加,但受精馏技术成本限制,工业化的MCPD或CPD纯度多在80%左右,同时由于制备金刚院、ENB、MMT、MNA以及部分香料和树脂均需要纯度高于95%的MCPD,满足需求的MCPD产能仍很小,我国仅为几千吨/年,生产方法仍主要以精馏工艺为主。

渗透汽化是一种利用均相混合液中各组分在物理或化学性质上的差异,导致其在某些高分子膜内溶解和扩散性能上的差异而实现组分分离的技术。一般地,在膜两侧组分蒸汽分压差(或化学位差)推动下,料液组分扩散透过膜,并在膜下游侧汽化为蒸汽。由于料液中各组分性质差异,其在膜内的热力学性质(溶解度)和动力学性质(扩散速度)存在差异,从而导致料液中各组分在膜内的溶解量和通过膜的渗透速度不同,最终,易溶解和扩散的组分在渗透蒸汽中的浓度增加,而难溶解和扩散的组分被不断浓缩在原料液中,从而实现均相混合物的分离。该技术常温操作,可以突破精馏技术的汽液组分平衡限制,过程简单、操作方便、效率高、能耗低、无污染和产品质量稳定等优点,特别适合含有恒沸点、近沸点的有机物/有机物溶液以及同系物,同分异构体等物系的分离,目前已广泛应用于石油化工、医药化工、精细化工、新能源等领域。

发明内容

本发明克服甲基环戊二烯和环戊二烯传统精馏分离技术的高能耗、高污染、产品收率和纯度难以满足高端需求的问题,采用渗透汽化膜分离工艺,通过高选择性有机膜的筛选,并构建膜分离装置,提供一种新型的,可常低温操作,低能耗的甲基环戊二烯与环戊二烯渗透汽化膜分离技术。该技术能有效地克服现有精馏技术中存在的缺陷和不足,从乙烯副产的C5馏分,或者粗甲基环戊二烯等原料中分离提纯出高纯度甲基环戊二烯(纯度达96.2wt%,甚至更高),同时获得高纯度的环戊二烯。

为了达到上述目的,本发明具体通过下述的技术方案加以实现,结合附图1,对本发明作进一步的描述如下:

一种渗透汽化膜技术纯化生产高纯度甲基环戊二烯的分离装置,包括原料常低温密闭循环;渗透汽化分离;渗透室真空抽提和冷凝回收系统;所述的高纯度甲基环戊二烯由原料侧经循环渗透汽化分离出环戊二烯后获得。

原料常低温密闭循环装置包含原料罐、泵、低温冷却、保温管和流量控制阀。

所述原料罐为密闭罐,材质耐有机溶剂,存储粗甲基环戊二烯原料,该粗甲基环戊二烯原料由泵输送,在原料罐,低温冷却系统,渗透汽化器原料室之间循环,经多次渗透汽化循环分离出环戊二烯后,于原料罐内精制,可获得高纯度的甲基环戊二烯。

所述低温冷却系统为冰盐水,乙二醇水溶液或者液氮,低温冷却系统可维持温度范围-40℃~30℃,原料停留时间维持1~30min,处理量由流量控制阀控制。低温循环装置用来降低原料液中活泼的甲基环戊二烯和环戊二烯在渗透汽化分离过程中自聚或共聚生成二聚体,以提高渗透汽化膜器内渗透分离效率。

甲基环戊二烯和环戊二烯渗透汽化膜分离装置,包括耐有机溶剂的高选择性有机

膜,无机膜等,膜的渗透通量维持在0.001~2.0kg/m2·h,CPD分离因子为1.1~20,膜可耐温度-20℃~550℃;密封原料室(带聚四氟乙烯密封卷),原料室可设置栅型分布器,以维持渗透汽化膜表面原料流速均匀;密封渗透室(带聚四氟乙烯密封卷),渗透室内可置多孔支撑网或多孔支撑体,以支撑膜两侧在高压差下的机械强度。原料室入口和出口,渗透室出口。

由该透汽化装置对粗甲基环戊二烯进行深度分离,可分离出原料中40%~99wt%含量的环戊二烯,原料侧提纯生产出96wt%以上甲基环戊二烯,同时透过测获得40~70wt%%环戊二烯。

所述渗透汽化膜装置为自制,采用平板或者卷式膜组件,可便利地实现原料室串联连接,渗透室并联连接,增加渗透汽化膜面积,以提高膜分离装置处理量和分离效率。

所述渗透汽化膜装置中的高选择性渗透汽化膜为对环戊二烯具有优先选择性的均苯聚酰亚胺膜,含柔性基团聚酰亚胺膜,聚酰亚胺复合膜,无机陶瓷膜等。

所述原料室和渗透室均为耐有机溶剂材质一次加工成型,材质为聚四氟乙烯、铸

铁、碳钢或不锈钢等。

所述膜分离装置中保温管、分布器、多孔支撑网或多孔支撑体均为耐有机溶剂的聚四氟乙烯、铸铁、碳钢、不锈钢或陶瓷等材质制成,所有保温管均包覆三层以上保温层。

渗透真空抽提和冷凝回收装置,主要包括渗透物收集器,低温冷凝系统,第一压力控制阀和压力表,压力缓冲罐,第二压力控制阀和压力表,真空泵等。

粗甲基环戊二烯原料中环戊二烯在该装置真空负压作用,经渗透分离后汽化,透过分离膜层形成气态的环戊二烯,该渗透物在负压作用下,经收集器和低温冷凝器(-120℃~0℃)冷凝成液体,依次关闭第一和第二压力控制阀,渗透物产品经收集器出口阀采出。

所述渗透室真空抽提装置密封无泄漏,所述渗透物收集器为石英玻璃或者不锈钢材质,收集器温度由低温冷凝系统维持。

所述低温冷凝系统一般为冰盐混合液或液氮,所用盐包括氯化钠、氯化钙、氯化镁、乙二醇等。

本发明提供一种甲基环戊二烯与环戊二烯的膜分离提纯技术,使用一种渗透汽化膜分离装置,包括如下工艺步骤:a.原料循环,粗甲基环戊二烯原料液由原料泵输送,流经原料冷凝系统和渗透汽化器原料室,再循环回原料罐,流量控制1.0L/h~500.0L/h,原料冷凝系统维持温度在-10℃~20℃,停留时间在1~10min。b.渗透汽化分离:原料循环稳定后5min,开启渗透室真空抽提和冷凝系统,依次打开第二压力控制阀,稳定后缓慢开启第一压力控制阀至渗透室绝对压力在10Pa~80kPa,粗甲基环戊二烯中环戊二烯混合液在渗透汽化膜选择性和真空负压作用下,渗透汽化透过分离膜,截留了原料中的甲基环戊二烯,原料中甲基环戊二烯浓度不断提高,经取样由气相色谱分析产品合格即可终止渗透汽化分离。c.产品收集:停止真空泵,依次关闭第一和第二压力控制阀,打开收集罐上方的通气阀,由收集器底部出口阀采出环戊二烯,并气相色谱分析其纯度。原料罐中可获得高纯度的甲基环戊二烯。

总的来说,本发明具有如下的优点:

1)本发明采用渗透汽化膜分离技术,设备简单,投资少,操作便利且后期维护操作费用省,能耗低,无环境污染。该技术从分离传质机理上可突破精馏的气-液平衡(沸点差)限制,由渗透物的溶解和扩散过程实现甲基环戊二烯和环戊二烯的同系物分离,无需多级塔板和再沸器等。

2)本发明所用渗透汽化膜技术分离效率大,即使分离纯度要求很高,单级分离就能达到分离目标。该技术用于分离物性相近,结构相似或者共沸物系,尤其是需要提纯原料液中高浓度的溶剂,此时通过选择溶质易透过型膜材料,渗透汽化分离出低浓度溶质,提纯原料液中溶剂的分离效果尤为明显,这是本发明采用渗透汽化膜技术提纯甲基环戊二烯原因。

3)本发明常低温直接分离液态工业级粗甲基环戊二烯和环戊二烯混合液,无需引入阻聚剂,二聚或共聚产物带来产品污染及损失低,产品纯度高,收率大,可低投资便利地实现工业连续化生产。

附图说明

图1是渗透汽化膜技术分离甲基环戊二烯和环戊二烯的工艺流程图。

图中:1.高纯甲基环戊二烯采出阀;2.原料罐;3.原料罐放空阀;4.输送泵;5.原料低温冷凝器;6.流量控制阀;7.涡轮流量计;8.渗透汽化膜分离器;9.高选择性分离膜;10.渗透室真空表;11.压力控制阀(第一压力控制阀);12.渗透侧收集器放空阀;13.第二压力控制阀;14.真空表;15.渗透侧环戊二烯采出阀;16.渗透侧收集器;17.低温冷凝器;18.压力缓冲罐;19.真空泵。

具体实施实例

实施例1

采用PMDA-ODA均相聚酰亚胺膜,膜厚为100±20μm,膜面积为200cm2,将工业级粗甲基环戊二烯与环戊二烯混合液(含MCPD:78.6wt%,CPD:15.8wt%)150mL,置于原料槽内,控制温度为-5.0℃,流量为20-30mL·min-1,循环冷凝5min后,依次开启真空泵和透过侧冷凝器,第二、第一压力控制阀,使渗透室绝压维持为70kpa,渗透汽化2.0h后,渗透侧收集罐中得到透过液1.61g,采用针管取少许原料侧MCPD溶液,经气相色谱(Agilent-6820)分析其组成,渗透侧得到环戊二烯浓度为67.9wt%,原料侧提纯的甲基环戊二烯浓度为81.7wt%,CPD的平均膜分离因子为:8.9,渗透通量为:4.0g·m-2·h-1。

实施例2

为提高渗透汽化膜分离的渗透通量,采用BPADA-ODA非对称聚酰亚胺膜,膜厚为100±20μm,膜面积为28.26cm2,另外,增加渗透传质推动力,即渗透侧的真空度。原料同实施实例1,体积为100mL,置于原料槽内,控制温度为5.0℃,流量为30mL·min-1,循环冷凝5min后,依次开启真空泵和透过侧冷凝器,第二、第一压力控制阀,使渗透室绝压维持为1.0kpa,渗透汽化3.0h后,渗透侧收集罐中得到透过液8.60g,采用针管取少许原料侧MCPD溶液,经气相色谱(Agilent-6820)分析其组成,渗透侧得到环戊二烯浓度33.3wt%,原料侧提纯的甲基环戊二烯浓度为81.9wt%,CPD的平均膜分离因子为:2.1,渗透通量为:1041.0g·m-2·h-1。

实施例3

采用BPADA-ODA非对称膜,膜厚为100±20μm,膜面积为200cm2,将工业级粗甲基环戊二烯与环戊二烯混合液(含MCPD:78.6wt%)0.25kg,置于原料槽内,控制温度为0℃,流量为20-30mL·min-1,循环冷凝5min后,依次开启真空泵和透过侧冷凝器,第二、第一压力控制阀,使渗透室绝压维持为3.0kpa,渗透汽化8.0h后,渗透侧收集罐中得到透过液92.88g,采用针管取少许原料侧MCPD溶液,经气相色谱(Agilent-6820)分析其组成,渗透侧得到环戊二烯浓度29.8wt%,原料侧提纯的甲基环戊二烯浓度为86.2wt%,CPD的平均膜分离因子为:1.76,渗透通量为:62.05g·m-2·h-1。

实施例4

对实施实例1中在原料侧获得的浓度为86.2wt%的工业级甲基环戊二烯溶液,继续进行相同条件的渗透汽化实验,再经24h的渗透汽化实验,原料侧获得纯化的甲基环戊二烯的浓度经气相色谱分析为93.8wt%。

实施例5

采用板框式膜组件,扩充渗透汽化膜装置,增大分离膜传质面积(如附图所示,将膜分离装置的原料室或渗透室分别串联),采用BPADA-ODA非对称聚酰亚胺膜,膜厚为100±20μm,总膜传质面积为1.0m2,采用实施例3的原料和操作条件,对CPD/MCPD原料在板框式膜组件中连续循环渗透汽化分离20h,每隔2.0h对原料室进行取样分析,原料室中的MCPD和CPD的浓度随操作时间变化如下表1所示:

表1 原料侧样品中甲基环戊二烯和环戊二烯含量与操作时间关系

由表可知,工业级的MCPD/CPD混合液(含MCPD:78.6wt%)在板框式透汽化膜中试装置中,经过20h的中低温渗透汽化分离,能够在原料侧回收89.00wt%的甲基环卫二烯溶液,随着操作时间的增加,甲基环戊二烯的纯度将不断提高,实验中获得的最高的甲基环戊二烯纯度达96.2wt%,甚至更高,可以满足精细化工产品对MCPD纯度的要求。

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610285697.0 (22)申请日 2016.05.03 (71)申请人 中国石油大学 (华东) 地址 266580 山东省青岛市黄岛区长江西 路66号 (72)发明人 陈金庆吕宏凌汪明旺陈冰 (51)Int.Cl. C07C 7/144(2006.01) C07C 13/15(2006.01) (54)发明名称 一种渗透汽化膜法分离甲基环戊二烯和环 戊二烯的工艺及装置 (57)摘要 本发明公开了一种由裂解乙烯副产C5C6 或者工业级粗甲基环戊二烯中提纯甲基环戊二 烯和。

2、环戊二烯的渗透汽化膜技术及装置, 本发明 涉及一种甲基环戊二烯膜分离提纯工艺, 其具体 步骤有: 1)粗甲基环戊二烯原料液低温循环; 2) 渗透汽化分离提纯: 采用环戊二烯优先透过膜, 分离提纯生产96.2wt以上甲基环戊二烯和10 70wt的环戊二烯, 此环戊二烯再循环; 3)负 压抽提及冷凝回收辅助装置, 可调节工艺参数, 提高分离效率。 本发明可突破精馏气液平衡关系 限制, 装置简单, 占地面积小, 工艺便利, 投资少, 低温避免多聚, 能量利用率高, 易于控制且产品 纯度高, 可连续生产, 低成本维护, 环境污染小等 优点, 属清洁化生产高纯度甲基环戊二烯技术。 权利要求书2页 说明书。

3、6页 附图1页 CN 105949029 A 2016.09.21 CN 105949029 A 1.一种渗透汽化膜技术分离裂解乙烯副产C5馏分中的甲基环戊二烯和环戊二烯混合 液, 或以工业级粗甲基环戊二烯为原料提纯甲基环戊二烯的技术, 包括混合液原料常低温 密闭循环、 渗透汽化分离、 渗透室真空抽提和冷凝回收系统, 其工艺包括如下步骤: S1: 工业级粗甲基环戊二烯在低温-5130密闭循环, 以降低原料液中甲基环戊二 烯和环戊二烯形成在渗透汽化分离过程中自聚或共聚生成二聚体, 提高渗透汽化分离效 率; S2: 通过优选对环戊二烯具有优先选择透过性的高分子膜, 将原料中4099wt的 环戊二烯。

4、分离出, 原料侧甲基环戊二烯浓缩, 可提纯生产出96.2wt以上的甲基环戊二烯, 同时透过侧获得1070wt的环戊二烯, 可循环分离; S3: 原料粗甲基环戊二烯中环戊二烯在真空负压作用下, 经渗透膜选择性分离后汽化, 截留了甲基环戊二烯, 透过分离膜层的环戊二烯为气态, 经收集器和低温冷凝器(-120 0)冷凝成液体完成分离, 该甲基环戊二烯提纯生产技术可由渗透真空抽提和冷凝回收环 戊二烯的工艺操作条件调节实现。 2.根据权利要求1所述的以膜分离技术提纯工业级甲基环戊二烯的工艺方法, 其特征 在于: 所述的原料常低温密闭循环系统, 原料由输送泵在原料罐、 低温冷凝器(-5130 )和渗透汽化。

5、原料室之间循环, 降低因温度升高导致的二聚体生成, 影响甲基环戊二烯纯 度。 3.根据权利要求1所述的以膜分离技术提纯工业级甲基环戊二烯的工艺方法, 其特征 在于: 所述的渗透汽化分离装置, 包括密封原料室(带聚四氟乙烯密封卷), 渗透汽化膜, 密 封渗透室(带聚四氟乙烯密封卷), 栅型流场分布器, 多孔支撑体。 4.根据权利要求1所述的以膜分离技术提纯工业级甲基环戊二烯的工艺方法, 其特征 在于: 所述的渗透汽化分离装置中环戊二烯优先选择透过性膜为: 耐有机溶剂的聚酰亚胺 均相膜、 非对称聚酰亚胺膜、 聚酰亚胺复合膜, 聚PVDF及其改性膜, 无机陶瓷膜等, 其环戊二 烯分离因子1.120,。

6、 渗透通量0.0012.0kgm-2h-1, 膜厚为10 m-1000 m, 膜面积为 0.0011000m2, 渗透汽化膜可耐温度-20550。 5.根据权利要求1所述的以膜分离技术提纯工业级甲基环戊二烯的工艺方法, 其特征 在于: 所述的渗透汽化分离装置为平板、 卷式或板框式膜组件, 原料室可串联连接, 渗透室 可串联或者并联连接, 便利增加渗透汽化膜面积。 6.根据权利要求1所述的以膜分离技术提纯工业级甲基环戊二烯的工艺方法, 其特征 在于: 所述膜分离装置中原料室、 渗透室、 保温管、 分布器、 多孔支撑体(网)均为耐有机溶剂 的聚四氟乙烯、 铸铁、 碳钢、 不锈钢、 合金钢、 陶瓷、。

7、 石墨、 等材质, 所有保温管均包覆13层 以上保温材料。 7.根据权利要求1所述的以膜分离技术提纯工业级甲基环戊二烯的工艺方法, 其特征 在于: 所述渗透真空抽提和冷凝回收装置, 主要包括渗透物收集器, 低温冷凝系统, 第一压 力控制阀和压力表, 压力缓冲罐, 第二压力控制阀和压力表和真空泵等。 8.根据权利要求1所述的以膜分离技术提纯工业级甲基环戊二烯的工艺方法, 其特征 在于: 所述渗透汽化膜技术分离工业级甲基环戊二烯和环戊二烯混合液的操作条件为: 原 料低温-5130密闭循环, 流量为0.001100Lmin-1, 低温冷凝器内停留时间为0.1 24h; 渗透汽化操作温度为-20550。

8、; 渗透室绝对压力为0.010100kPa, 渗透侧冷凝温 权利要求书 1/2 页 2 CN 105949029 A 2 度为-1200。 权利要求书 2/2 页 3 CN 105949029 A 3 一种渗透汽化膜法分离甲基环戊二烯和环戊二烯的工艺及 装置 技术领域 0001 本发明属于石油化工领域的分离技术, 涉及一种从甲基环戊二烯和环戊二烯混合 物中利用膜技术分离提纯甲基环戊二烯和环戊二烯的技术, 特别涉及由裂解乙烯副产的C5 C6馏分或者工业级粗甲基环戊二烯中分离提纯甲基环戊二烯和环戊二烯的方法。 技术背景 0002 甲基环戊二烯, Methylcyclopentadiene, 简写M。

9、CPD, 分子式C6H8, 是一类基本的有 机化工和精细化工原料, 可用于生产高能火箭燃料、 高级香料和染料、 高级合成树脂, 汽油 抗爆剂等; 同时也是甲基纳迪克酸酐(MNA)的主要原料, MNA已被广泛应用于电子性息材料、 医药、 农药、 国防工业等领域的重要中间体。 环戊二烯(C5H6, CPD)是一类具有活泼性亚甲基 的共轭脂环二烯烃, 反应活性极高, 易与多种烯烃共聚或参与多类有机合成过程, 自身常温 下极易聚合为稳定的二聚体(DCPD), CPD被广泛应用于合成乙丙橡胶、 高能燃料涂料、 金属 茂合物催化剂、 环氧树脂、 金刚院、 戊二酸、 香料、 乙叉降冰片烯(ENB)、 农药、。

10、 医药及其他精 细化学品。 甲基环戊二烯与环戊二烯是同系物, MCPD可以由CPD可与甲醇或碳酸二甲酯催化 甲基化方法制备。 CPD和MCPD早期由煤焦油轻苯馏分抽提制得, 数量较少, 因而未受重视, 目 前已发现石油裂解制乙烯过程的副产物C5馏分中含大量的CPD和MCPD, 而CPD和MCPD两者总 质量约占C5馏分1520wt, 因裂解深度不同有时甚至超过40wt。 乙烯副产C5馏分组 分复杂, 除CPD和MCPD外, 仍含有近百种沸点相差不大且极易聚合的高活性组分及沸点相对 较高的惰性溶剂组分, 完全分离非常困难, 目前尚未具备精细化工需求级别的实用技术实 现完全分离乙烯裂解C5馏分, 。

11、这些裂解副产物多用作燃料或直接用于合成低附加值的石油 树脂, 其工艺利用价值低且带来较大的环境污染。 随着全球乙烯产能的不断扩大, 每年仅贮 藏在C5馏分中的甲基环戊二烯产量可达150万吨以上, 裂解C5资源的充分有效利用是目前 石油炼制行业面临的一个重要课题。 0003 甲基环戊二烯和环戊二烯分离是C5馏分高附加值利用的重要工艺之一, 也是降低 乙烯生产成本, 减少环境污染的有效途径。 CPD催化甲基化制备MCPD过程中, 为提高MCPD的 生产率和产量, 通常在反应体系中加入过量的CPD, 因此, MCPD与CPD的分离也是工业生产中 粗甲基环戊二烯纯化必不可少的分离操作单元。 CPD和M。

12、CPD是同系物, 常压下两者沸点相差 仅30, 且由于CPD和MCPD均为环状化合物, 含有化学性质非常活泼的共轭双烯键, 在30 130易于聚合为二聚体(DCPD和DMCPD), 或者共聚体(CPD-MCPD)。 现有工业化的C5馏分分 离技术中, CPD和MCPD均采用聚合常减压精馏、 解聚常压精馏、 解聚常减压精馏、 萃取精馏及 反应精馏的工艺技术。 如美国专利US4522688, US5401891, US5321177, 日本专利62-019537, 中国专利CN1785942A(2006.06.14), CN1781887A(2006.06.27), CN1850747A(2006。

13、.10.25), CN1850748A(2006.10.25), CN1850749A(2006.10.25), CN1931802A(2007.03.21), CN101066902A(2007.11.07)CN101186553A(2008.05.28), CN101190868A(2008.06.04), CN102190552A(2010.03.01)等专利均申请公开了不同的技术分离环戊二烯和甲基环戊二 说明书 1/6 页 4 CN 105949029 A 4 烯, 或提纯甲基环戊二烯。 0004 在现有的公开技术中, 分离甲基环戊二烯与环戊二烯混合物的技术均为精馏工 艺, 主要可以分。

14、为三大类, 第一类是将常温下的二聚体高温条件下完全解聚成CPD和MCPD单 体, 再利用 “常压精馏或者常减压联合精馏” 的分离技术。 如US4522688, US5401891, CN1850747, CN101066902A和CN1931802A等介绍的精馏技术, 专利CN101186553A提出一种高 温裂解分离CPD和MCPD的方法, 在精馏塔1的塔釜配置高温裂解反应器, 将CPD和MCPD二聚体 解聚成单体, 经精馏塔塔顶分离出CPD和MCPD混合馏分, 再经过精馏塔2分离提纯CPD和 MCPD。 此类方法分离温度高(裂解和分离的温度分别达380和280), 裂解后的CPD和MCPD。

15、 在输送及分离塔内易造成管道阻塞、 塔板积碳等影响生产, 必须定期停工清理管道和塔盘, 原料活性组分损失大且能源浪费严重。 0005 第二类是解聚分离-二聚提纯的精馏技术, 此类方法是将CPD和MCPD在中温下解聚 (250), 将CPD精馏分离后, 再将MCPD二聚后常压精馏或者减压精馏分离出DMCPD。 专利 CN1850748A介绍了一种由碳九碳十馏分分离提纯环戊二烯和甲基环戊二烯的方法, 原料于 160230, 停留时间为15hr解聚后, 再通过回流比15的精馏塔, 由塔顶分离出粗CPD, 侧线采出粗MCPD, 并将此CPD在45130二聚后精馏再提纯, 粗MCPD再精馏精制。 此工艺。

16、高 温解聚后再聚合精馏出高沸点的DCPD, 能耗高, 且精馏过程回流大。 专利CN102190552公开 了一种环戊二烯与甲基环戊二烯混合物的加热二聚联合常减压精馏的分离方法, 利用解聚 精馏塔将CPD和MCPD混合物完全解聚后, 通过常压精馏由塔顶分离出CPD, 塔底物料进入二 聚反应器, 在130聚合为DMCPD, 再进行减压精馏由塔顶拔出DMCPD。 此方法减压精馏塔的 真空度需低至-0.01MPa以下, 温度仍需150左右, 分离后塔底仍存在32wtDMCPD需循环 解聚; MCPD的一次分离率低, 且物料多次循环长时间加热, 增加了形成多聚物的风险, 产品 损耗大。 0006 第三类。

17、方法是二聚精馏分离, 具体是将CPD和MCPD中温(30130)聚合形成二聚 体(DCPD和DMCPD), 提高其沸点差异, 再利用常压或常减压联合技术分离二聚体。 专利 CN1785942A公开了一种由环戊二烯二聚体合成甲基环戊二烯, 并二聚合后分离出甲基环戊 二烯二聚体的方法, 此技术由于二聚合过程中存在大量的CPD-MCPD的共聚体, 精馏难以分 离, 需要二次循环加热, 容易在精馏塔和附属管件中形成多聚体, 阻塞管道和塔盘, 导致定 期的停工清理, 而且此工艺需要引入阻聚剂, 提高能耗, 影响产品的收率和质量。 0007 由于目前国内外均采用精馏工艺分离环戊二烯和甲基环戊二烯, 随着乙。

18、烯产量及 裂解深度的增加, 精馏提纯的甲基环戊二稀产量也急剧增加, 但受精馏技术成本限制, 工业 化的MCPD或CPD纯度多在80左右, 同时由于制备金刚院、 ENB、 MMT、 MNA以及部分香料和树 脂均需要纯度高于95的MCPD, 满足需求的MCPD产能仍很小, 我国仅为几千吨/年, 生产方 法仍主要以精馏工艺为主。 0008 渗透汽化是一种利用均相混合液中各组分在物理或化学性质上的差异, 导致其在 某些高分子膜内溶解和扩散性能上的差异而实现组分分离的技术。 一般地, 在膜两侧组分 蒸汽分压差(或化学位差)推动下, 料液组分扩散透过膜, 并在膜下游侧汽化为蒸汽。 由于料 液中各组分性质差。

19、异, 其在膜内的热力学性质(溶解度)和动力学性质(扩散速度)存在差 异, 从而导致料液中各组分在膜内的溶解量和通过膜的渗透速度不同, 最终, 易溶解和扩散 的组分在渗透蒸汽中的浓度增加, 而难溶解和扩散的组分被不断浓缩在原料液中, 从而实 说明书 2/6 页 5 CN 105949029 A 5 现均相混合物的分离。 该技术常温操作, 可以突破精馏技术的汽液组分平衡限制, 过程简 单、 操作方便、 效率高、 能耗低、 无污染和产品质量稳定等优点, 特别适合含有恒沸点、 近沸 点的有机物/有机物溶液以及同系物, 同分异构体等物系的分离, 目前已广泛应用于石油化 工、 医药化工、 精细化工、 新能。

20、源等领域。 发明内容 0009 本发明克服甲基环戊二烯和环戊二烯传统精馏分离技术的高能耗、 高污染、 产品 收率和纯度难以满足高端需求的问题, 采用渗透汽化膜分离工艺, 通过高选择性有机膜的 筛选, 并构建膜分离装置, 提供一种新型的, 可常低温操作, 低能耗的甲基环戊二烯与环戊 二烯渗透汽化膜分离技术。 该技术能有效地克服现有精馏技术中存在的缺陷和不足, 从乙 烯副产的C5馏分, 或者粗甲基环戊二烯等原料中分离提纯出高纯度甲基环戊二烯(纯度达 96.2wt, 甚至更高), 同时获得高纯度的环戊二烯。 0010 为了达到上述目的, 本发明具体通过下述的技术方案加以实现, 结合附图1, 对本 发。

21、明作进一步的描述如下: 0011 一种渗透汽化膜技术纯化生产高纯度甲基环戊二烯的分离装置, 包括原料常低温 密闭循环; 渗透汽化分离; 渗透室真空抽提和冷凝回收系统; 所述的高纯度甲基环戊二烯由 原料侧经循环渗透汽化分离出环戊二烯后获得。 0012 原料常低温密闭循环装置包含原料罐、 泵、 低温冷却、 保温管和流量控制阀。 0013 所述原料罐为密闭罐, 材质耐有机溶剂, 存储粗甲基环戊二烯原料, 该粗甲基环戊 二烯原料由泵输送, 在原料罐, 低温冷却系统, 渗透汽化器原料室之间循环, 经多次渗透汽 化循环分离出环戊二烯后, 于原料罐内精制, 可获得高纯度的甲基环戊二烯。 0014 所述低温冷。

22、却系统为冰盐水, 乙二醇水溶液或者液氮, 低温冷却系统可维持温度 范围-4030, 原料停留时间维持130min, 处理量由流量控制阀控制。 低温循环装置 用来降低原料液中活泼的甲基环戊二烯和环戊二烯在渗透汽化分离过程中自聚或共聚生 成二聚体, 以提高渗透汽化膜器内渗透分离效率。 0015 甲基环戊二烯和环戊二烯渗透汽化膜分离装置, 包括耐有机溶剂的高选择性有机 膜, 无机膜等, 膜的渗透通量维持在0.0012.0kg/m2h, CPD分离因子为1.120, 膜 可耐温度-20550; 密封原料室(带聚四氟乙烯密封卷), 原料室可设置栅型分布器, 以 维持渗透汽化膜表面原料流速均匀; 密封渗透。

23、室(带聚四氟乙烯密封卷), 渗透室内可置多 孔支撑网或多孔支撑体, 以支撑膜两侧在高压差下的机械强度。 原料室入口和出口, 渗透室 出口。 0016 由该透汽化装置对粗甲基环戊二烯进行深度分离, 可分离出原料中4099wt 含量的环戊二烯, 原料侧提纯生产出96wt以上甲基环戊二烯, 同时透过测获得40 70wt环戊二烯。 0017 所述渗透汽化膜装置为自制, 采用平板或者卷式膜组件, 可便利地实现原料室串 联连接, 渗透室并联连接, 增加渗透汽化膜面积, 以提高膜分离装置处理量和分离效率。 0018 所述渗透汽化膜装置中的高选择性渗透汽化膜为对环戊二烯具有优先选择性的 均苯聚酰亚胺膜, 含柔。

24、性基团聚酰亚胺膜, 聚酰亚胺复合膜, 无机陶瓷膜等。 0019 所述原料室和渗透室均为耐有机溶剂材质一次加工成型, 材质为聚四氟乙烯、 铸 说明书 3/6 页 6 CN 105949029 A 6 铁、 碳钢或不锈钢等。 0020 所述膜分离装置中保温管、 分布器、 多孔支撑网或多孔支撑体均为耐有机溶剂的 聚四氟乙烯、 铸铁、 碳钢、 不锈钢或陶瓷等材质制成, 所有保温管均包覆三层以上保温层。 0021 渗透真空抽提和冷凝回收装置, 主要包括渗透物收集器, 低温冷凝系统, 第一压力 控制阀和压力表, 压力缓冲罐, 第二压力控制阀和压力表, 真空泵等。 0022 粗甲基环戊二烯原料中环戊二烯在该。

25、装置真空负压作用, 经渗透分离后汽化, 透 过分离膜层形成气态的环戊二烯, 该渗透物在负压作用下, 经收集器和低温冷凝器(-120 0)冷凝成液体, 依次关闭第一和第二压力控制阀, 渗透物产品经收集器出口阀采出。 0023 所述渗透室真空抽提装置密封无泄漏, 所述渗透物收集器为石英玻璃或者不锈钢 材质, 收集器温度由低温冷凝系统维持。 0024 所述低温冷凝系统一般为冰盐混合液或液氮, 所用盐包括氯化钠、 氯化钙、 氯化 镁、 乙二醇等。 0025 本发明提供一种甲基环戊二烯与环戊二烯的膜分离提纯技术, 使用一种渗透汽化 膜分离装置, 包括如下工艺步骤: a.原料循环, 粗甲基环戊二烯原料液由。

26、原料泵输送, 流经 原料冷凝系统和渗透汽化器原料室, 再循环回原料罐, 流量控制1.0L/h500.0L/h, 原料冷 凝系统维持温度在-1020, 停留时间在110min。 b.渗透汽化分离: 原料循环稳定后 5min, 开启渗透室真空抽提和冷凝系统, 依次打开第二压力控制阀, 稳定后缓慢开启第一压 力控制阀至渗透室绝对压力在10Pa80kPa, 粗甲基环戊二烯中环戊二烯混合液在渗透汽 化膜选择性和真空负压作用下, 渗透汽化透过分离膜, 截留了原料中的甲基环戊二烯, 原料 中甲基环戊二烯浓度不断提高, 经取样由气相色谱分析产品合格即可终止渗透汽化分离。 c.产品收集: 停止真空泵, 依次关闭。

27、第一和第二压力控制阀, 打开收集罐上方的通气阀, 由 收集器底部出口阀采出环戊二烯, 并气相色谱分析其纯度。 原料罐中可获得高纯度的甲基 环戊二烯。 0026 总的来说, 本发明具有如下的优点: 0027 1)本发明采用渗透汽化膜分离技术, 设备简单, 投资少, 操作便利且后期维护操作 费用省, 能耗低, 无环境污染。 该技术从分离传质机理上可突破精馏的气-液平衡(沸点差) 限制, 由渗透物的溶解和扩散过程实现甲基环戊二烯和环戊二烯的同系物分离, 无需多级 塔板和再沸器等。 0028 2)本发明所用渗透汽化膜技术分离效率大, 即使分离纯度要求很高, 单级分离就 能达到分离目标。 该技术用于分离。

28、物性相近, 结构相似或者共沸物系, 尤其是需要提纯原料 液中高浓度的溶剂, 此时通过选择溶质易透过型膜材料, 渗透汽化分离出低浓度溶质, 提纯 原料液中溶剂的分离效果尤为明显, 这是本发明采用渗透汽化膜技术提纯甲基环戊二烯原 因。 0029 3)本发明常低温直接分离液态工业级粗甲基环戊二烯和环戊二烯混合液, 无需引 入阻聚剂, 二聚或共聚产物带来产品污染及损失低, 产品纯度高, 收率大, 可低投资便利地 实现工业连续化生产。 附图说明 0030 图1是渗透汽化膜技术分离甲基环戊二烯和环戊二烯的工艺流程图。 说明书 4/6 页 7 CN 105949029 A 7 图中: 1.高纯甲基环戊二烯采。

29、出阀; 2.原料罐; 3.原料罐放空阀; 4.输送泵; 5.原料低温 冷凝器; 6.流量控制阀; 7.涡轮流量计; 8.渗透汽化膜分离器; 9.高选择性分离膜; 10.渗透 室真空表; 11.压力控制阀(第一压力控制阀); 12.渗透侧收集器放空阀; 13.第二压力控制 阀; 14.真空表; 15.渗透侧环戊二烯采出阀; 16.渗透侧收集器; 17.低温冷凝器; 18.压力缓 冲罐; 19.真空泵。 具体实施实例 0032 实施例1 0033 采用PMDA-ODA均相聚酰亚胺膜, 膜厚为10020 m, 膜面积为200cm2, 将工业级粗 甲基环戊二烯与环戊二烯混合液(含MCPD: 78.6w。

30、t, CPD: 15.8wt)150mL, 置于原料槽内, 控制温度为-5.0, 流量为20-30mLmin-1, 循环冷凝5min后, 依次开启真空泵和透过侧冷 凝器, 第二、 第一压力控制阀, 使渗透室绝压维持为70kpa, 渗透汽化2.0h后, 渗透侧收集罐 中得到透过液1.61g, 采用针管取少许原料侧MCPD溶液, 经气相色谱(Agilent-6820)分析其 组成, 渗透侧得到环戊二烯浓度为67.9wt, 原料侧提纯的甲基环戊二烯浓度为81.7wt, CPD的平均膜分离因子为: 8.9, 渗透通量为: 4.0gm-2h-1。 0034 实施例2 0035 为提高渗透汽化膜分离的渗透。

31、通量, 采用BPADA-ODA非对称聚酰亚胺膜, 膜厚为 10020 m, 膜面积为28.26cm2, 另外, 增加渗透传质推动力, 即渗透侧的真空度。 原料同实 施实例1, 体积为100mL, 置于原料槽内, 控制温度为5.0, 流量为30mLmin-1, 循环冷凝 5min后, 依次开启真空泵和透过侧冷凝器, 第二、 第一压力控制阀, 使渗透室绝压维持为 1.0kpa, 渗透汽化3.0h后, 渗透侧收集罐中得到透过液8.60g, 采用针管取少许原料侧MCPD 溶液, 经气相色谱(Agilent-6820)分析其组成, 渗透侧得到环戊二烯浓度33.3wt, 原料侧 提纯的甲基环戊二烯浓度为8。

32、1 .9wt, CPD的平均膜分离因子为: 2 .1, 渗透通量为: 1041.0gm-2h-1。 0036 实施例3 0037 采用BPADA-ODA非对称膜, 膜厚为10020 m, 膜面积为200cm2, 将工业级粗甲基环 戊二烯与环戊二烯混合液(含MCPD: 78.6wt)0.25kg, 置于原料槽内, 控制温度为0, 流量 为20-30mLmin-1, 循环冷凝5min后, 依次开启真空泵和透过侧冷凝器, 第二、 第一压力控制 阀, 使渗透室绝压维持为3.0kpa, 渗透汽化8.0h后, 渗透侧收集罐中得到透过液92.88g, 采 用针管取少许原料侧MCPD溶液, 经气相色谱(Agi。

33、lent-6820)分析其组成, 渗透侧得到环戊 二烯浓度29.8wt, 原料侧提纯的甲基环戊二烯浓度为86.2wt, CPD的平均膜分离因子 为: 1.76, 渗透通量为: 62.05gm-2h-1。 0038 实施例4 0039 对实施实例1中在原料侧获得的浓度为86.2wt的工业级甲基环戊二烯溶液, 继 续进行相同条件的渗透汽化实验, 再经24h的渗透汽化实验, 原料侧获得纯化的甲基环戊二 烯的浓度经气相色谱分析为93.8wt。 0040 实施例5 0041 采用板框式膜组件, 扩充渗透汽化膜装置, 增大分离膜传质面积(如附图所示, 将 膜分离装置的原料室或渗透室分别串联), 采用BPA。

34、DA-ODA非对称聚酰亚胺膜, 膜厚为100 说明书 5/6 页 8 CN 105949029 A 8 20 m, 总膜传质面积为1.0m2, 采用实施例3的原料和操作条件, 对CPD/MCPD原料在板框式膜 组件中连续循环渗透汽化分离20h, 每隔2.0h对原料室进行取样分析, 原料室中的MCPD和 CPD的浓度随操作时间变化如下表1所示: 表1原料侧样品中甲基环戊二烯和环戊二烯含量与操作时间关系 由表可知, 工业级的MCPD/CPD混合液(含MCPD: 78.6wt)在板框式透汽化膜中试装置 中, 经过20h的中低温渗透汽化分离, 能够在原料侧回收89.00wt的甲基环卫二烯溶液, 随 着操作时间的增加, 甲基环戊二烯的纯度将不断提高, 实验中获得的最高的甲基环戊二烯 纯度达96.2wt, 甚至更高, 可以满足精细化工产品对MCPD纯度的要求。 说明书 6/6 页 9 CN 105949029 A 9 图1 说明书附图 1/1 页 10 CN 105949029 A 10 。

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