在工業(yè)上,1,5-環(huán)辛二烯主要用途是制取尼龍8辛二酸、辛烯二酸、耐低溫增塑劑、聚酰胺纖維的單體、工程塑料、環(huán)氧樹脂的活性稀釋劑、乙丙橡膠第三單體、阻烯劑等。1954年,Reed首先報道了丁二烯環(huán)化二聚合成1,5?環(huán)辛二烯(COD),隨后Scuers和Sekul于1961年提出的實驗方法,收率較低,在126℃下反應可以給出17%的收率。至1962年,Wilke和Muller等發(fā)現(xiàn)以Ni?Al?P體系作催化劑,收率可達90%以上。但是現(xiàn)有的方法中基本是采用釜式反應器,難以控制反應溫度,導致反應的選擇性較差,進而延長了反應時間。
生產工藝
以丁二烯為原料環(huán)化制備1,5?環(huán)辛二烯,保持反應時間、催化劑不變,單一改變反應溫度為92±2℃對產品COD含量、丁二烯轉化率的影響;具體步驟如下:
(1)催化劑配置釜抽真空,抽真空將溶劑計量釜內甲苯抽入催化劑配置釜中,控制水分<350ppm。
(2)抽真空至?0.09mpa,氮氣破空置換,重復3遍,置換完成后保持體系內有少量氮氣流,開加料球閥加入3kg乙醇,關閉加料閥門,催化劑配置釜開低溫水,開攪拌。
(3)將計量罐內28kg(35L)30%三乙基鋁緩慢加入催化劑配置釜中(分批加入,一般為三次),控制反應溫度在35℃以下,滴加30%三乙基鋁時注意觀察溫度壓力變化,壓力超過0 .02MPa時則緩慢開啟催化劑配置釜上的排壓閥卸壓,溫度達到30℃時停止滴加三乙基鋁。
(4)滴加30%三乙基鋁完畢后,攪拌10分鐘后停止攪拌,在氮氣保護下將9kg P催化劑和1.5kg Ni催化劑及10kg甲苯(溶劑)的混合液緩慢加入催化劑配置釜中,加完后開攪拌,注意溫度壓力變化(執(zhí)行步驟3上泄壓操作),攪拌20分鐘。
(5)將催化劑配置釜中配置好的催化劑放入反應釜中。
(6)用泵向丁二烯滴加罐中分兩次打入丁二烯1500kg。
(7)開屏蔽泵打循環(huán)(第一次反應投料時反應釜中打入400L甲苯保證物料在體系內能夠循環(huán))。
(8)向反應釜中加入丁二烯(前四批每次加丁二烯150Kg。
(9)緩慢升溫至85℃,反應放熱,根據放熱程度調整列管反應器循環(huán)水降溫,控制反應溫度<94℃(嚴格控制),當反應壓力降至0.2MPa(嚴格控制壓力)以下可間歇式滴加入丁二烯,每次控制加入量為150kg或180kg。
(10)丁二烯加入總量在1500kg時,停止加入丁二烯,保證反應溫度92±2℃,保溫3小時取樣分析,反應結束開降溫水降溫至40℃,壓力在0.1MPa時準備出料收集1,5?環(huán)辛二烯。
分析結果:反應液中1,5?環(huán)辛二烯的含量為86.5%,4?乙烯基環(huán)己烯(VCH)的含量為9.1%,三聚物含量為4.4%。丁二烯轉化率為87.7%。
參考文獻
[1]山東廣浦生物科技有限公司. 丁二烯環(huán)化制備1,5-環(huán)辛二烯的方法:CN201610783738.9[P]. 2021-06-04.