裂解碳五中环戊二烯热二聚动力学研究

试 验分 析 仪 器 为 配 备 Ｇ ｏｕｉ Ｃ ｓｌｔｎ色 谱 工 作 ｏ 站 的 日本 岛津 Ｇ －００气 相 色谱 仪 ， 用 ＦＤ检 Ｃ２ １ 采 Ｉ
测． 色谱 柱 为 Ｈ － １ ３Ｋ １ Ｉ Ｔ， 长 ５ 直 Ｐ Ａ ２ ／ Ｃ 柱 ０ ＰＯ ０ｍ， 径 ０３ ．２ｍｍ； 载气流 速 ２ ０ Ｌ・ ｉ ～； 测室 温 ．９ｍ ｍｎ 检
Ｃ Ｄ易 于二 聚 生 成 Ｄ Ｐ 同 时也 会 与 Ｉ Ｐ Ｃ Ｄ， Ｐ或 Ｐ Ｄ
共 聚生成 二聚物 ， 成 损 失 ； 造 另一 方 面 ，Ｐ Ｃ Ｄ的 二
聚和 Ｄ Ｐ Ｃ Ｄ的解 聚是 可 逆 的 ， 工艺 条 件 的控 制 直
１ ２ 试 验装 置与流 程 ．
本试 验采 用 间歇 不 锈钢 高 压 釜式反 应 ， 容积 为 １ ｏ Ｌ 其试 验装 置示 意图如 图 １所示 ． ｏｍ ， ｏ
目前 ， 碳五 分离 大 多 利 用环 戊 二烯 （ Ｐ 易 Ｃ Ｄ）
用钢 制容器现 场取 样 后 密封 ， 于 冰箱 冷 冻 室贮 置 存备用 ， 中主要组分 见表 １ 其 ．
表 １ 吉林石化公 司碳五馏分主要成分含量 序号 组分 含量（ ） ％ 序号 组分 含量（ ％）
文章编号 ：０ ７２ ５ （０ ０ ０ ．０ ００ １０ －８３ ２ １ ）３ ２ － － ０ ４
裂 解 碳 五 中环 戊 二 烯 热 二 聚 动 力 学 研 究
李伟宏 任 海伦 陈 静。 高玉玲 ， ， ，
（． １ 吉林化工学院 化学与制 药工程学 院， 吉林 吉林 １２ ２ ；． ３ ０ ２ ２ 中国石 油吉林 石化公 司 研究 院， 吉林 吉林 １２ ２ ； ３０１
３ 中国石油吉林石化公司 建修公司。 ． 吉林 吉林 １２ ２ ） ３ ０ １
摘要： 采用不锈钢高压釜对裂解碳五环戊二烯热二聚的工 艺条件进 行 了详细的研究 ， 考察 了搅拌速度 、 聚合温度和聚合时间双环戊 二烯 收率 、 异戊 二烯损失率的影响． 结果表明 ， 当聚合温度 大于 １０℃时 ， ０ 虽 然ＤＰ Ｃ Ｄ收率较高 ， Ｉ 但 Ｐ的损失 率在 １％ 以上 ， ３ 在综合考虑双环戊二烯收率和异戊二烯 损失率情况下 ， 聚合温度应控制在 １０℃以内， ０ 聚合时间控制在 １ ０ｈ以内． 建立 了裂解碳五中环戊二烯热二聚动力学模 型， 并结合试验数据 ， 动力学模型进行了参数估值 ． 对 经模型检验 ， 所建立 的动力学模型是适 当的． 关 键 词： 裂解碳五 ； 热二聚 ； 环戊二烯 ； 异戊二烯 ； 动力学
１ 试验部分
１ １ 试 验试剂 ・
高纯
图 １ 试验装置示意图
采用 吉林 石 化 公 司 乙烯 装 置 副 产 ｃ ５馏 分 ，
收 稿 日期 ： １－３０ ２ ００ －１ ０
作者简介： 李伟 宏（ ９９ ） 女 ， １７ － ， 吉林长春人 ， 吉林化 工学 院讲师 ， 士， 硕 主要从事化 工分离和精 细化工方面的研究．
１ ３ 分 析方 法 ．
加而 迅速 提高 ； 聚合 温度 继 续 升 高 ， Ｃ Ｄ 的收率 ＤＰ 提升缓 慢 ； 当温 度达 到 １０℃ 、 应 时 间 １ ， １ 反 ２ｈ时
ＤＰ Ｃ Ｄ的 收率 反 而降 低 ， 文 认 为 随 着 反 应 温 度 本 的升 高和停 留时 间的 延 长 ， Ｐ Ｃ Ｄ的 二 聚反 应 趋 于
于 自聚成 Ｄ Ｐ Ｃ Ｄ的特 点 ， 先 ， 碳 五 加 热二 聚 ， 首 将 脱除 Ｄ Ｐ Ｃ Ｄ和其他 重 组 分后 ， 轻 组 分 中分离 异 从 戊二 烯 （Ｐ 和间 戊 二 烯 （ Ｄ）６］由 于裂 解碳 五 Ｉ） Ｐ ［ｓ． － 中组 分 多 ， 致使 热二 聚 反应 过 程很 复 杂 ， 方 面 ， 一
接影响 Ｄ Ｐ Ｃ Ｄ的收率． 尽管已有关 于 Ｃ Ｄ热二聚 Ｐ 反应 研究 的报 道 【。 但 对 工业 化 试 验 指 导 意 义 ９ 。 引，
不大 ． 因此 ， 本文 对 ｃ ５馏 分 中环戊 二 烯 热二 聚 的 工艺 条件和动 力学进 行研究 ， 吉林 石化 公 司 ｃ 为 ５
分离工业 化试验 提供 技术支 持．
文 献标 识码 ： Ａ 中 图 分 类号 ： Ｑ０ １ ＂ ３ ｒ
碳 五馏分是 裂 解 制 乙烯 的副 产物 ， 一般 约 为 乙烯产 量的 １％ 一 ０ ． 年来 国内 乙烯 工业 得 ０ ２％ 近 到 了快 速 发展 ，０６年 产 能超 过 １ ０ ２０ ０万 吨／ ， ０ 年 产量达 到 ９ １ ２万 吨 ， 产 ｃ ４． 副 ５资 源 总 量 在 １０ ５ 万 ｔ ． 我国 Ｃ 左右 而 ５资 源一 直 没有得 到 很好 的利 用， 只有少部分 用 于生 产 普 通 Ｃ ５石 油 树脂 ， 进 或 行简单 分 离生 产 双 环戊 二 烯 （ Ｃ Ｄ） 大 部 分 作 ＤＰ ， 为燃料烧 掉 ， 成极大 浪 费¨ 造 引．
第 ３期
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李伟宏 ， ： 等 裂解碳五 中环戊二烯热二聚动力学研 究
２ ｌ
裂解碳 五经 进 料泵 计 量 后 进 人 高 压 釜 ， 气 氮
８ ９ ０～ ５℃范 围 内 ， Ｃ Ｄ的 收 率 随反 应 时 间 的增 ＤＰ
置换 ， 确保 系统 内氧气 含量 合格 ， 过加热 和控 温 通 系统维 持一 定 的反应温 度 ． 考察 了 聚合温 度 、 聚合 时间 Ｄ Ｐ Ｃ Ｄ收 率和 Ｉ 失率 的影 响． Ｐ损
第２ ７卷
第 ３期
２１ ０ ０年 ６月
吉 林 化 工 学 院 学 报 Ｊ Ｕ Ｎ ＬＯ ＩＩ Ｎ ＴＴ Ｔ ＦＣ Ｅ Ｃ ＬＴ Ｃ Ｏ Ｏ Ｙ Ｏ Ｒ Ａ ＦＪＬＮ Ｉ Ｓ ＩＵ ＥＯ Ｈ ＭＩＡ Ｅ ＨＮ Ｌ Ｇ
Ｖ０ ． ７ Ｎｏ ３ １２ ．
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