[發明專利]乙叉降冰片烯異構合成工藝中催化劑的利用方法及裝置

有效

• 申請號: 201410310329.8
• 申請日: 2014-07-01
• 公開（公告）號: CN104058912A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 邱陽;汪華林;李劍平;付鵬波;沈其松;桑偉遲
• 申請（專利權）人: 上海華暢環保設備發展有限公司
• 主分類號: C07C5/25
• 分類號: C07C5/25;C07C13/43
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 項丹

技術領域

本發明屬于化工領域，涉及一種在ENB(乙叉降冰片烯)異構合成多級攪拌反應釜中通過級配旋流器實現物料及催化劑逆向傳遞與廢催化劑連續移除的方法。具體地說，本發明提供了一種提高ENB異構合成過程中催化劑使用效率與產品質量的方法及裝置。

背景技術

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-己二烯和雙環戊二烯進行競爭。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，因而也是目前乙丙橡膠工業生產中實際應用最多的一種。

ENB的合成工藝主要包含三個步驟：第一步，雙環戊二烯(DCPD)在170℃熱解成環戊二烯；第二步：1,3-丁二烯(1,3-BD)和環戊二烯在120～180℃下發生Diels-Alder反應，生成乙烯基降冰片烯(VNB)；第三步，VNB在催化劑存在的條件下，異構化為ENB，其中，又以第三步的液-固反應最為重要。

液-固反應體系廣泛應用于化工行業中。而在反應器的選擇上，攪拌反應釜應用最為靈活。由于外加機械攪拌，液相湍動劇烈，有良好的混合特性和較高的相間傳質速率，容易保證固體催化劑的均勻懸浮，進而保證其反應效率。

而ENB異構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點被廣泛使用。但是，該類催化劑在遇水后，金屬與鈉發生局部反應，大量放熱，并在堿性的環境下，對催化劑顆粒進行腐蝕，產生氫氧化鋁物質，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，無法繼續參與ENB異構合成反應。而在上游反應釜內，新鮮的VNB物料含有一定的水量，在此情況下，反應釜內的催化劑會先與水反應失活，造成催化劑使用效率下降及用量增加。

因此，針對ENB異構合成工藝中存在的催化劑利用率低、廢催化劑處理及產品雜質夾帶等一系列的問題，創新提出一種新的工藝方法，提高催化劑使用效率及產品質量，具有重要的意義。

中國專利申請No.200580033193.X公開了一種擴展催化劑在多級反應釜體系中的利用率的方法，當發現最上游反應釜中的催化劑失活或最下游反應釜的產物不能滿足所需規格時，繞過此含有失活催化劑的反應釜，然后將新鮮催化劑加入此被繞過的反應釜，之后將此再裝在反應釜串聯至其他反應釜的下游。重復上述步驟以達到失活催化劑的處理及產品質量的控制。但由于此方法在處理失活催化劑時會繞過至少一個反應釜，所以在此過程中會造成裝置整體產量的下降，且對于需要進行連續反應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速率的情況。

中國專利申請No.201120518213.5公開了一種采用相轉移催化劑進行催化反應的連續生產設備，設備由兩級反應釜串聯組成，原料經進料口連續進入1級反應釜內，反應混合物及催化劑經溢流口進入2級反應釜內，安裝在2級反應釜上端的燒結金屬過濾芯連續過濾分離出清液，含固體顆粒的漿液物料由2級反應釜底部出口通過漿液回流管線連續回流至1級反應釜中繼續反應。該設備實現了具有多相催化劑的液相反應過程。但該設備無法在運轉的同時對失活催化劑進行移除，經過一段時間運轉需要停工對廢催化劑進行處理，降低了工作效率。

因此，為保證ENB異構合成的高效，提高催化劑使用效率及產品質量，達到國際先進水平，有必要提出改進方案，開發出一種集催化劑高效利用、產品凈化及廢催化劑移除于一體的多級反應工藝方案。

發明內容

本發明提供了一種新穎的乙叉降冰片烯異構合成工藝中催化劑的利用方法及裝置，從而解決了現有技術中存在的問題。

一方面，本發明提供了一種乙叉降冰片烯異構合成工藝中催化劑的利用方法，該方法包括：

采用2臺或更多臺的串聯的攪拌反應釜組成多級攪拌反應釜組；

將新鮮乙烯基降冰片烯原料由該多級攪拌反應釜組中的第一級攪拌反應釜連續進入反應系統中進行反應，得到的乙叉降冰片烯依次通過該多級攪拌反應釜組中的各級攪拌反應釜之間設置的級配旋流器進行液固分離后由該多級攪拌反應釜組中的最后一級攪拌反應釜連續出料；

新鮮催化劑由所述最后一級攪拌反應釜連續進入反應系統中參與反應，并依次通過該多級攪拌反應釜組中的各級攪拌反應釜之間設置的級配旋流器進行液固分離后從所述第一級攪拌反應釜外排出。

在一個優選的實施方式中，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。