乙叉降冰片烯異構(gòu)合成工藝中催化劑的利用方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及乙叉降冰片烯異構(gòu)合成工藝中催化劑的利用方法及裝置，提供了一種乙叉降冰片烯異構(gòu)合成工藝中催化劑的利用方法，該方法包括：采用2臺或更多臺的串聯(lián)的攪拌反應(yīng)釜組成多級攪拌反應(yīng)釜組；將新鮮乙烯基降冰片烯原料由該多級攪拌反應(yīng)釜組中的第一級攪拌反應(yīng)釜連續(xù)進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)中進(jìn)行反應(yīng)，得到的乙叉降冰片烯依次通過該多級攪拌反應(yīng)釜組中的各級攪拌反應(yīng)釜之間設(shè)置的級配旋流器進(jìn)行液固分離后由該多級攪拌反應(yīng)釜組中的最后一級攪拌反應(yīng)釜連續(xù)出料；新鮮催化劑由所述最后一級攪拌反應(yīng)釜連續(xù)進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)中參與反應(yīng)，并依次通過該多級攪拌反應(yīng)釜組中的各級攪拌反應(yīng)釜之間設(shè)置的級配旋流器進(jìn)行液固分離后從所述第一級攪拌反應(yīng)釜外排出。
【專利說明】乙叉降冰片烯異構(gòu)合成工藝中催化劑的利用方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，涉及一種在ENB(乙叉降冰片烯）異構(gòu)合成多級攪拌反應(yīng)釜 中通過級配旋流器實(shí)現(xiàn)物料及催化劑逆向傳遞與廢催化劑連續(xù)移除的方法。具體地說，本 發(fā)明提供了一種提高ENB異構(gòu)合成過程中催化劑使用效率與產(chǎn)品質(zhì)量的方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 乙叉降冰片烯簡稱ENB，是一種在EPDM(三元乙丙）橡膠中廣泛使用的二烯烴單 體，與從前用的1，4-己二烯和雙環(huán)戊二烯進(jìn)行競爭。作為第三單體，與乙烯、丙烯共聚可得 乙丙橡膠，所制備橡膠的硫化速度比其他第三單體快，可以克服乙丙橡膠硫化速度慢的缺 點(diǎn)，因而也是目前乙丙橡膠工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)際應(yīng)用最多的一種。
[0003] ENB的合成工藝主要包含三個(gè)步驟：第一步，雙環(huán)戊二烯（DCPD)在170°C熱解成環(huán) 戊二烯；第二步：1，3- 丁二烯（1，3-BD)和環(huán)戊二烯在120?180°C下發(fā)生Diels-Alder反 應(yīng)，生成乙烯基降冰片烯（VNB);第三步，VNB在催化劑存在的條件下，異構(gòu)化為ENB，其中， 又以第三步的液-固反應(yīng)最為重要。
[0004] 液-固反應(yīng)體系廣泛應(yīng)用于化工行業(yè)中。而在反應(yīng)器的選擇上，攪拌反應(yīng)釜應(yīng)用 最為靈活。由于外加機(jī)械攪拌，液相湍動劇烈，有良好的混合特性和較高的相間傳質(zhì)速率， 容易保證固體催化劑的均勻懸浮，進(jìn)而保證其反應(yīng)效率。
[0005] 而ENB異構(gòu)合成一般選用堿性金屬氧化物作為催化劑，其中，鋁氧二鈉催化劑由 于具有高催化性能的優(yōu)點(diǎn)被廣泛使用。但是，該類催化劑在遇水后，金屬與鈉發(fā)生局部反 應(yīng)，大量放熱，并在堿性的環(huán)境下，對催化劑顆粒進(jìn)行腐蝕，產(chǎn)生氫氧化鋁物質(zhì)，而其表面的 金屬鈉則被溶解殆盡。鈉含量大幅降低的催化劑基本失去催化活性，無法繼續(xù)參與ENB異 構(gòu)合成反應(yīng)。而在上游反應(yīng)釜內(nèi)，新鮮的VNB物料含有一定的水量，在此情況下，反應(yīng)釜內(nèi) 的催化劑會先與水反應(yīng)失活，造成催化劑使用效率下降及用量增加。
[0006] 因此，針對ENB異構(gòu)合成工藝中存在的催化劑利用率低、廢催化劑處理及產(chǎn)品雜 質(zhì)夾帶等一系列的問題，創(chuàng)新提出一種新的工藝方法，提高催化劑使用效率及產(chǎn)品質(zhì)量，具 有重要的意義。
[0007] 中國專利申請No. 200580033193. X公開了一種擴(kuò)展催化劑在多級反應(yīng)釜體系中 的利用率的方法，當(dāng)發(fā)現(xiàn)最上游反應(yīng)釜中的催化劑失活或最下游反應(yīng)釜的產(chǎn)物不能滿足所 需規(guī)格時(shí)，繞過此含有失活催化劑的反應(yīng)釜，然后將新鮮催化劑加入此被繞過的反應(yīng)釜，之 后將此再裝在反應(yīng)釜串聯(lián)至其他反應(yīng)釜的下游。重復(fù)上述步驟以達(dá)到失活催化劑的處理及 產(chǎn)品質(zhì)量的控制。但由于此方法在處理失活催化劑時(shí)會繞過至少一個(gè)反應(yīng)釜，所以在此過 程中會造成裝置整體產(chǎn)量的下降，且對于需要進(jìn)行連續(xù)反應(yīng)的物料有較大的影響，另外，此 方法不能解決催化劑失活速率大于反應(yīng)速率的情況。
[0008] 中國專利申請No. 201120518213. 5公開了一種采用相轉(zhuǎn)移催化劑進(jìn)行催化反應(yīng) 的連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，設(shè)備由兩級反應(yīng)釜串聯(lián)組成，原料經(jīng)進(jìn)料口連續(xù)進(jìn)入1級反應(yīng)釜內(nèi)，反應(yīng) 混合物及催化劑經(jīng)溢流口進(jìn)入2級反應(yīng)釜內(nèi)，安裝在2級反應(yīng)釜上端的燒結(jié)金屬過濾芯連 續(xù)過濾分離出清液，含固體顆粒的漿液物料由2級反應(yīng)釜底部出口通過漿液回流管線連續(xù) 回流至1級反應(yīng)釜中繼續(xù)反應(yīng)。該設(shè)備實(shí)現(xiàn)了具有多相催化劑的液相反應(yīng)過程。但該設(shè)備 無法在運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)對失活催化劑進(jìn)行移除，經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)需要停工對廢催化劑進(jìn)行處 理，降低了工作效率。
[0009] 因此，為保證ENB異構(gòu)合成的高效，提高催化劑使用效率及產(chǎn)品質(zhì)量，達(dá)到國際先 進(jìn)水平，有必要提出改進(jìn)方案，開發(fā)出一種集催化劑高效利用、產(chǎn)品凈化及廢催化劑移除于 一體的多級反應(yīng)工藝方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明提供了一種新穎的乙叉降冰片烯異構(gòu)合成工藝中催化劑的利用方法及裝 置，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
[0011] 一方面，本發(fā)明提供了一種乙叉降冰片烯異構(gòu)合成工藝中催化劑的利用方法，該 方法包括：
[0012] 采用2臺或更多臺的串聯(lián)的攪拌反應(yīng)釜組成多級攪拌反應(yīng)釜組；
[0013] 將新鮮乙烯基降冰片烯原料由該多級攪拌反應(yīng)釜組中的第一級攪拌反應(yīng)釜連續(xù) 進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)中進(jìn)行反應(yīng)，得到的乙叉降冰片烯依次通過該多級攪拌反應(yīng)釜組中的各級攪 拌反應(yīng)釜之間設(shè)置的級配旋流器進(jìn)行液固分離后由該多級攪拌反應(yīng)釜組中的最后一級攪 拌反應(yīng)釜連續(xù)出料；
[0014] 新鮮催化劑由所述最后一級攪拌反應(yīng)釜連續(xù)進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)中參與反應(yīng)，并依次通 過該多級攪拌反應(yīng)釜組中的各級攪拌反應(yīng)釜之間設(shè)置的級配旋流器進(jìn)行液固分離后從所 述第一級攪拌反應(yīng)釜外排出。
[0015] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，該方法還包括：在各級級配旋流器的底流口連接催化 劑中間罐，用于收集液固分離得到的催化劑。
[0016] 在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述各級攪拌反應(yīng)釜為間歇操作，反應(yīng)原料和催化 劑在攪拌反應(yīng)釜中停留一段時(shí)間后由增壓泵提升進(jìn)入級配旋流器，經(jīng)級配旋流器的液固分 離作用，使得液相去往后一級攪拌反應(yīng)釜，而固相去往前一級攪拌反應(yīng)釜。
[0017] 在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述第一級攪拌反應(yīng)釜的出口級配旋流器分離所得 的催化劑為失活催化劑，去往反應(yīng)系統(tǒng)外；所述最后一級攪拌反應(yīng)釜的出口級配旋流器分 離所得的液相為乙叉降冰片烯合格產(chǎn)品，去往反應(yīng)系統(tǒng)外。
[0018] 在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，各級級配旋流器溢流產(chǎn)品的油含固量由2. 5?3% 降至0. 1 %，底流催化劑的含液量由97 %降至80 %。
[0019] 在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述催化劑為堿性金屬氧化物固體鋁粉末，催化劑 直徑為74?178 μ m，堆積比為0. 8?0. 95kg/L，比表面積為140?150m2/g。
[0020] 在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述各級攪拌反應(yīng)釜的反應(yīng)時(shí)間為6?10小時(shí)，反 應(yīng)卸料時(shí)間為1?3小時(shí)，反應(yīng)溫度為15?65°C，催化劑濃度為1?5%。
[0021] 在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，當(dāng)所述級間旋流分離的能耗為0. IMPa時(shí)，分離效率 為79. 37 %，且分離精度為9. 7 μ m。
[0022] 另一方面，本發(fā)明提供了一種乙叉降冰片烯異構(gòu)合成工藝中催化劑的利用裝置， 該裝置包括：
[0023] 由2臺或更多臺的串聯(lián)的攪拌反應(yīng)釜組成多級攪拌反應(yīng)釜組；
[0024] 置于該多級攪拌反應(yīng)釜組中的各級攪拌反應(yīng)釜之間的級配旋流器。
[0025] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，該裝置還包括：
[0026] 與各級級配旋流器的底流口連接的催化劑中間罐，以及
[0027] 與各級攪拌反應(yīng)釜的底流口連接的增壓泵。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028] 根據(jù)結(jié)合附圖進(jìn)行的如下詳細(xì)說明，本發(fā)明的目的和特征將變得更加明顯，附圖 中：
[0029] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的ENB異構(gòu)合成中的催化劑高效利用工藝流程 圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030] 本申請的發(fā)明人在經(jīng)過了廣泛而深入的研究之后發(fā)現(xiàn)，將多級攪拌反應(yīng)釜與旋流 器耦合，每一級反應(yīng)釜均配置一套旋流器；新鮮物料進(jìn)入第一級反應(yīng)釜，并在各級反應(yīng)釜 中進(jìn)行順序使用；新鮮催化劑進(jìn)入最后一級反應(yīng)釜，并在各級反應(yīng)釜中進(jìn)行逆序使用；各 級反應(yīng)釜得到的出料進(jìn)入各級級配旋流器，經(jīng)旋流分離后溢流得到的產(chǎn)品油進(jìn)入下游反應(yīng) 釜，底流得到的催化劑進(jìn)入上游反應(yīng)釜，從而實(shí)現(xiàn)物料與催化劑的逆向輸送；由于堿性催化 劑遇水易失活，采用物料與催化劑逆向輸送的方式可使低活性催化劑在上游反應(yīng)釜中與新 鮮物料首先接觸，與物料中的水組分反應(yīng)，起到凈化作用，故下游反應(yīng)釜中的高活性催化劑 可在無水條件下起到最大限度的催化作用，從而實(shí)現(xiàn)了催化劑的高效利用；同時(shí)，各級級配 旋流器可實(shí)現(xiàn)對各級出料的級-級凈化與分離，減少各級出料的催化劑及雜質(zhì)夾帶，提高 各級進(jìn)料的純度，進(jìn)而提高產(chǎn)品質(zhì)量；最后，第一級級配旋流器可起到在裝置連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)條件 下廢催化劑的分離、收集及移除作用，最后一級級配旋流器可起到產(chǎn)品油的分離、凈化及收 集作用?；谏鲜霭l(fā)現(xiàn)，本發(fā)明得以完成。
[0031] 本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思如下：
[0032] 采用多級串聯(lián)的攪拌反應(yīng)釜和各級反應(yīng)釜間的級配旋流器、催化劑中間罐組成一 個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)；新鮮物料由第一級反應(yīng)釜進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)，新鮮催化劑由最后一級反應(yīng)釜進(jìn)入 反應(yīng)系統(tǒng)，兩者在各級級配旋流器作用下實(shí)現(xiàn)在反應(yīng)系統(tǒng)中的逆向接觸，實(shí)現(xiàn)催化劑的降 級使用；多次降級使用的催化劑可在上游反應(yīng)釜內(nèi)對新鮮原料進(jìn)行脫水的預(yù)處理，保證下 游反應(yīng)釜中催化劑的高活性，減少了整個(gè)反應(yīng)的催化劑損耗量。
[0033] 在本發(fā)明的第一方面，提供了一種ENB異構(gòu)合成中的催化劑高效利用方法，該方 法包括：
[0034] 采用多級串聯(lián)的攪拌反應(yīng)釜和各級反應(yīng)釜間的級配旋流器、催化劑中間罐組成一 個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)，新鮮物料由第一級反應(yīng)釜進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)，新鮮催化劑由最后一級反應(yīng)釜進(jìn)入 反應(yīng)系統(tǒng)，兩者在各級級配旋流器作用下實(shí)現(xiàn)在反應(yīng)系統(tǒng)中的逆向接觸，催化劑實(shí)現(xiàn)降級 使用；并在裝置連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢催化劑的移除處理。
[0035] 在本發(fā)明中，所述各級反應(yīng)釜為間歇操作，反應(yīng)原料和催化劑在反應(yīng)釜中停留若 干小時(shí)后由增壓泵提升進(jìn)入級配旋流器，經(jīng)級配旋流器的分離作用，使得液相去往后一級 反應(yīng)荃，而固相去往前一級反應(yīng)荃。
[0036] 在本發(fā)明中，所述第一級反應(yīng)釜的出口級配旋流器分離所得的催化劑為失活催化 齊[J，去往反應(yīng)系統(tǒng)外。
[0037] 在本發(fā)明中，所述最后一級反應(yīng)釜的出口級配旋流器分離所得的液相為ENB合格 產(chǎn)品，去往反應(yīng)系統(tǒng)外。
[0038] 本發(fā)明的方法完全改善了傳統(tǒng)ENB異構(gòu)合成裝置的催化劑利用率低下，在裝置連 續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)廢催化劑不易處理，產(chǎn)品純度低等問題。通過級配旋流器的加入，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了催化 劑逆序使用、廢催化劑移除與各級出料及最終產(chǎn)品油的凈化。
[0039] 在本發(fā)明中，反應(yīng)所用的催化劑為堿性金屬氧化物固體鋁粉末，其遇水后，金屬和 水局部反應(yīng)，大量放熱，并在堿性的環(huán)境下，對催化劑顆粒進(jìn)行腐蝕，造成催化劑失活。該催 化劑的直徑為74?178 μ m，堆積比為0. 8?0. 95kg/L，比表面積為140?150m2/g。
[0040] 在本發(fā)明中，所述各級攪拌反應(yīng)釜的反應(yīng)時(shí)間為6?10小時(shí)，優(yōu)選8小時(shí)，反應(yīng) 卸料時(shí)間為1?3小時(shí)，優(yōu)選1小時(shí)，反應(yīng)溫度為15?65°C，催化劑濃度為1?5%，優(yōu)選 3%。
[0041] 在本發(fā)明中，各級級配旋流器溢流產(chǎn)品的油含固量由2. 5?3 %降至0. 1 %，底流 催化劑含液量由97 %降至80 %。
[0042] 在本發(fā)明中，各級級配旋流器在分離能耗為0. IMPa時(shí)，可取得最佳分離效率 79. 37 %，且分離精度為9. 7 μ m。
[0043] 在本發(fā)明的第二方面，提供了一種ENB異構(gòu)合成中的催化劑高效利用裝置，該裝 置包括：
[0044] 串聯(lián)使用的多臺攪拌反應(yīng)釜，用于物料與催化劑的攪拌混合，為反應(yīng)提供條件；
[0045] 與各級反應(yīng)釜配套的，用于對反應(yīng)釜出料進(jìn)行分離處理，同時(shí)實(shí)現(xiàn)物料及催化劑 逆向輸運(yùn)的級配旋流器；
[0046] 與各級級配旋流器底流口連接的，用于接收經(jīng)分離后的催化劑的催化劑中間罐；
[0047] 與最后一級攪拌反應(yīng)釜連接的，用于添加新鮮催化劑的催化劑加料罐；
[0048] 與各級攪拌反應(yīng)釜配套的，用于將攪拌反應(yīng)釜出料輸送入級配旋流器的增壓泵。
[0049] 在本發(fā)明中，各級級配旋流器溢流得到的物料進(jìn)入下游反應(yīng)釜繼續(xù)反應(yīng)，底流得 到的催化劑進(jìn)入上游反應(yīng)荃參與反應(yīng)。
[0050] 在本發(fā)明中，物料實(shí)現(xiàn)順序使用，催化劑實(shí)現(xiàn)逆序使用；低活性催化劑在上游反應(yīng) 釜中首先進(jìn)行除水反應(yīng)，高活性催化劑在下游反應(yīng)釜的無水條件下發(fā)揮催化作用。
[0051] 在本發(fā)明中，各級級配旋流器同時(shí)對各級反應(yīng)釜出料進(jìn)行分離與凈化。
[0052] 以下根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的方法。
[0053] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的ENB異構(gòu)合成中的催化劑高效利用工藝流程 圖。如圖1所示，攪拌反應(yīng)釜9、10、11、12串聯(lián)使用，攪拌反應(yīng)釜9配套連接級配旋流器1 和增壓泵13,攪拌反應(yīng)釜10配套連接級配旋流器2和增壓泵14,攪拌反應(yīng)釜11配套連接 級配旋流器3和增壓泵15,攪拌反應(yīng)釜12配套連接級配旋流器4和增壓泵16 ;
[0054] 新鮮物料進(jìn)入第一級攪拌反應(yīng)釜9中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物從第一級攪拌反應(yīng)釜9 出料經(jīng)增壓泵13泵送進(jìn)入級配旋流器1，經(jīng)旋流分離后級配旋流器1溢流得到的產(chǎn)品油進(jìn) 入下游攪拌反應(yīng)釜10,底流得到的催化劑進(jìn)入催化劑中間罐5收集分離得到的催化劑后外 排催化劑（失活催化劑）；
[0055] 攪拌反應(yīng)釜10出料經(jīng)增壓泵14泵送進(jìn)入級配旋流器2,經(jīng)旋流分離后級配旋流器 2溢流得到的產(chǎn)品油進(jìn)入下游攪拌反應(yīng)釜11，底流得到的催化劑進(jìn)入催化劑中間罐6收集 分離得到的催化劑并控制其添加量；
[0056] 攪拌反應(yīng)釜11出料經(jīng)增壓泵15泵送進(jìn)入級配旋流器3,經(jīng)旋流分離后級配旋流器 3溢流得到的產(chǎn)品油進(jìn)入下游攪拌反應(yīng)釜12,底流得到的催化劑進(jìn)入催化劑中間罐7收集 分離得到的催化劑并控制其添加量；
[0057] 最后一級攪拌反應(yīng)釜12出料經(jīng)增壓泵16泵送進(jìn)入級配旋流器4,經(jīng)旋流分離后級 配旋流器4溢流得到的產(chǎn)品油（ENB合格產(chǎn)品）去精密過濾器進(jìn)行過濾處理，底流得到的催 化劑進(jìn)入催化劑中間罐8收集分離得到的催化劑并控制其添加量；
[0058] 同時(shí)，新鮮催化劑由催化劑加料罐13進(jìn)行裝載，并首先進(jìn)入最后一級攪拌反應(yīng)釜 12,然后依次進(jìn)入級配旋流器4、攪拌反應(yīng)釜11、級配旋流器3、攪拌反應(yīng)釜10、級配旋流器 2、攪拌反應(yīng)釜9和級配旋流器1，最后外排催化劑。
[0059] 本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于：
[0060] (1)催化劑在各級反應(yīng)釜中進(jìn)行逆序使用，物料在各級反應(yīng)釜中進(jìn)行順序反應(yīng)。上 游反應(yīng)釜中參與反應(yīng)的是低活性催化劑，下游反應(yīng)釜中參與反應(yīng)的是高活性催化劑。所用 催化劑具有遇水失活的特性，而低活性催化劑會首先與含水新鮮物料接觸反應(yīng)，消耗水分； 經(jīng)低活性催化劑除水后的無水物料在下游反應(yīng)釜中與高活性催化劑接觸，此時(shí)高活性催化 劑在無水條件下便可起到高效催化作用。此種物料與催化劑的逆向傳遞大幅提高了催化劑 的使用效率，進(jìn)而提高了反應(yīng)效率與產(chǎn)品質(zhì)量。
[0061] (2)各級級配旋流器在實(shí)現(xiàn)物料與催化劑逆向傳遞的同時(shí)，還能夠?qū)Ω骷壏磻?yīng)釜 出料進(jìn)行分離凈化處理，保證了各級反應(yīng)的精制條件，更提高了最終產(chǎn)品油的質(zhì)量。
[0062] (3)通過各級級配旋流器對失活催化劑的分離收集，可在保證裝置連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的前 提下，不間斷地移除反應(yīng)釜中的廢催化劑，維持了裝置產(chǎn)量的穩(wěn)定，降低了操作難度，提高 了經(jīng)濟(jì)效益。
[0063] 總之，本發(fā)明的ENB異構(gòu)合成中的催化劑高效利用方法及裝置，使得多級反應(yīng)所 需催化劑得到了最大限度的利用，同時(shí)對各級出料及最終產(chǎn)品起到凈化作用，并可在裝置 連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下對廢催化劑進(jìn)行移除。
[0064] 實(shí)施例
[0065] 下面結(jié)合具體的實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。但是，應(yīng)該明白，這些實(shí)施例僅用于說 明本發(fā)明而不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制。下列實(shí)施例中未注明具體條件的試驗(yàn)方法，通常 按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議的條件。除非另有說明，所有的百分比和份數(shù)按重量 計(jì)。
[0066] 實(shí)施例1
[0067] 在一個(gè)1. 5萬噸/年的ENB異構(gòu)合成裝置中，按照本發(fā)明的方法及裝置，用以最大 限度地高效利用催化劑，同時(shí)對各級出料及最終產(chǎn)品起到凈化作用，并在裝置連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的 情況下對廢催化劑進(jìn)行移除。其具體運(yùn)作過程及效果描述如下：
[0068] 1.操作條件
[0069] 裝置采用4級串聯(lián)攪拌反應(yīng)釜，單臺全容積12. 5m3,充裝系數(shù)0. 6,物料充裝體積 7.5m3。反應(yīng)釜間歇操作，單臺反應(yīng)器停留時(shí)間為8小時(shí)，反應(yīng)卸料時(shí)間為1小時(shí)。首級反 應(yīng)釜進(jìn)料8063kg/次，末級反應(yīng)釜出料7200kg/次，催化劑進(jìn)料237kg/次。各級級配旋流 器由6支DN50旋流管并聯(lián)組成，能耗0. llMPa，單支旋流管分離效率為79. 37%，分離精度 為9. 7 μ m。各級級配旋流器處理量9600L/h，能耗0. IMPa。反應(yīng)采用固體鋁氧二鈉超強(qiáng)堿 催化劑，其在遇水后大幅度失去活性，并在參與反應(yīng)48小時(shí)后完全失活。
[0070] 2.實(shí)施過程
[0071] 如圖1所示。
[0072] 新鮮VNB物料由第一級攪拌反應(yīng)釜進(jìn)入，新鮮催化劑由最后一級攪拌反應(yīng)釜進(jìn) 入。級配旋流器使得物料與催化劑產(chǎn)生逆向輸運(yùn)，第一級反應(yīng)釜中為弱活性催化劑，第四級 反應(yīng)釜中為強(qiáng)活性催化劑。在第一級反應(yīng)釜中，新鮮VNB物料中的水分首先與弱活性催化 劑產(chǎn)生反應(yīng)，進(jìn)行脫水預(yù)處理，經(jīng)8小時(shí)反應(yīng)后，反應(yīng)釜進(jìn)行卸料，出料經(jīng)增壓泵輸入第一 級級配旋流器分離凈化，溢流得到的無水物料進(jìn)入第二級反應(yīng)釜中，底流得到的失活催化 劑進(jìn)行外排處理。在第二級反應(yīng)釜中，無水物料在較強(qiáng)活性催化劑的作用下進(jìn)行異構(gòu)反應(yīng)， 開始合成ENB，經(jīng)8小時(shí)反應(yīng)后，反應(yīng)釜進(jìn)行卸料，出料進(jìn)入第二級級配旋流器分離凈化， 溢流得到物料進(jìn)入第三級攪拌反應(yīng)釜中，底流得到的弱活性催化劑進(jìn)行第一級攪拌反應(yīng)釜 中。在第三、四級攪拌反應(yīng)釜中，物料輸運(yùn)與反應(yīng)原理同上，最終溢流得到的產(chǎn)品油進(jìn)入之 后的精密過濾工藝。
[0073] 3.結(jié)果分析
[0074] 當(dāng)使用單臺反應(yīng)器時(shí)，為保持催化劑活性，催化劑使用量約為5%，即年產(chǎn)1. 5萬 噸ENB需消耗催化劑841. 7噸。而采用帶有級配旋流器的4臺串聯(lián)攪拌釜裝置后，催化劑 使用量降至3%，年產(chǎn)1. 5萬噸ENB的催化劑消耗量降至505. 6噸。
[0075] 各級反應(yīng)器處理物料含固量約為2. 6%;經(jīng)處理后，其凈化油相含固量降至0. 1%， 顆粒物中位粒徑12 μ m ;其底流口含固量為23. 33%。
[0076] 經(jīng)級配旋流器的輸運(yùn)與分離凈化作用，實(shí)現(xiàn)了物料與催化劑的逆向輸運(yùn)，大幅提 高了催化劑的使用效率，節(jié)省了催化劑消耗量；實(shí)現(xiàn)了各級出料的分離凈化，各級反應(yīng)物料 固含量大幅下降，各級催化劑得以濃縮；實(shí)現(xiàn)了廢催化劑的連續(xù)移除。
[0077] 在本發(fā)明提及的所有文獻(xiàn)都在本申請中引用作為參考，就如同每一篇文獻(xiàn)被單獨(dú) 引用作為參考那樣。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明的上述講授內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范 圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種乙叉降冰片烯異構(gòu)合成工藝中催化劑的利用方法，該方法包括： 采用2臺或更多臺的串聯(lián)的攪拌反應(yīng)釜組成多級攪拌反應(yīng)釜組； 將新鮮乙烯基降冰片烯原料由該多級攪拌反應(yīng)釜組中的第一級攪拌反應(yīng)釜連續(xù)進(jìn)入 反應(yīng)系統(tǒng)中進(jìn)行反應(yīng)，得到的乙叉降冰片烯依次通過該多級攪拌反應(yīng)釜組中的各級攪拌反 應(yīng)釜之間設(shè)置的級配旋流器進(jìn)行液固分離后由該多級攪拌反應(yīng)釜組中的最后一級攪拌反 應(yīng)釜連續(xù)出料； 新鮮催化劑由所述最后一級攪拌反應(yīng)釜連續(xù)進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)中參與反應(yīng)，并依次通過該 多級攪拌反應(yīng)釜組中的各級攪拌反應(yīng)釜之間設(shè)置的級配旋流器進(jìn)行液固分離后從所述第 一級攪拌反應(yīng)釜外排出。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括：在各級級配旋流器的底流口 連接催化劑中間罐，用于收集液固分離得到的催化劑。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述各級攪拌反應(yīng)釜為間歇操作，反應(yīng) 原料和催化劑在攪拌反應(yīng)釜中停留一段時(shí)間后由增壓泵提升進(jìn)入級配旋流器，經(jīng)級配旋流 器的液固分離作用，使得液相去往后一級攪拌反應(yīng)釜，而固相去往前一級攪拌反應(yīng)釜。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一級攪拌反應(yīng)釜的出口級配旋流 器分離所得的催化劑為失活催化劑，去往反應(yīng)系統(tǒng)外；所述最后一級攪拌反應(yīng)釜的出口級 配旋流器分離所得的液相為乙叉降冰片烯合格產(chǎn)品，去往反應(yīng)系統(tǒng)外。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，各級級配旋流器溢流產(chǎn)品的油含固量由 2. 5?3 %降至0. 1 %，底流催化劑的含液量由97 %降至80 %。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述催化劑為堿性金屬氧化物固體鋁粉 末，催化劑直徑為74?178μπι，堆積比為0. 8?0. 95kg/L，比表面積為140?150m2/g。
7. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述各級攪拌反應(yīng)釜的反應(yīng)時(shí)間為6? 8小時(shí)，反應(yīng)卸料時(shí)間為1?3小時(shí)，反應(yīng)溫度為15?65°C，催化劑濃度為1?5%。
8. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述級間旋流分離的能耗為0. IMPa 時(shí)，分離效率為79. 37 %，且分離精度為9.7 μ m。
9. 一種乙叉降冰片烯異構(gòu)合成工藝中催化劑的利用裝置，該裝置包括： 由2臺或更多臺的串聯(lián)的攪拌反應(yīng)釜組成多級攪拌反應(yīng)釜組； 置于該多級攪拌反應(yīng)釜組中的各級攪拌反應(yīng)釜之間的級配旋流器。
10. 如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括： 與各級級配旋流器的底流口連接的催化劑中間罐，以及 與各級攪拌反應(yīng)釜的底流口連接的增壓泵。
【文檔編號】C07C5/25GK104058912SQ201410310329
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月1日
【發(fā)明者】邱陽, 汪華林, 李劍平, 付鵬波, 沈其松, 桑偉遲 申請人:上海華暢環(huán)保設(shè)備發(fā)展有限公司