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降冰片烯(NB)常溫下為白色透光結晶,易升華。降冰片烯(NB)主要用于環烯烴共聚物(COC)合成。COC兼具低密度、低吸濕性、 高透明性、高耐熱性、高折光指數以及優良的加工性等優勢,是近年來在工業界引起高度重 視的無定形熱塑性高分子材料。
降冰片烯是一種重要的共聚單體,可與乙烯、丙烯、苯乙烯等α-烯烴在Ziegler-Natta或 茂金屬催化劑作用下通過非開環聚合反應制備環烯烴共聚物。環烯烴共聚物兼具低密度、低 吸濕性、高透明性、高耐熱性、高折光指數以及優良的加工性,是近年來在工業界和學術界 引起高度重視的無定形熱塑性高分子材料,在光學、電子、醫藥包裝等領域具有廣泛的應用 前景。
一種降冰片烯的生產方法,該方法采用兩個串聯的第一釜式反應器和第二釜式反 應器,使雙環戊二烯(DCPD)裂解成環戊二烯(CPD),環戊二烯(CPD)與乙烯發生Diels-Alder 反應轉化成降冰片烯(NB)。
1)將配制的雙環戊二烯(DCPD)、溶劑甲基異丁基酮(MIBK)和阻聚劑(TBC)溶液用 泵從第一釜式反應器的底部連續送入第一釜式反應器,開動攪拌后通入所需部份乙烯氣 體,使乙烯溶解在溶劑中;其中乙烯與雙環戊二烯(DCPD)的摩爾比為10~50:1,溶劑甲基異 丁基酮(MIBK)與雙環戊二烯(DCPD)的重量比為0.5~2.0:1,阻聚劑對叔丁基鄰苯二酚 (TBC)加入量為雙環戊二烯(DCPD)質量的0.003%,反應溫度為170~190℃,通過乙烯壓縮 機持續補充反應消耗的乙烯,使系統壓力為7~11MPa,物料在反應器中的停留時間為10~ 120分鐘,并通過設置在反應器側面的出料口連續經第二釜式反應器的底部排入第二釜式 反應器;
2)在第二釜式反應器中,反應溫度為200~220℃,持續補充反應消耗的乙烯,使系 統壓力為7~10MPa,物料在反應器中的停留時間為10~80分鐘,并通過設置在反應器側面 的出料口連續排出,排出的反應液送入精制系統,進行溶劑甲基異丁基酮(MIBK)的回收及 降冰片烯(NB)產品的精制,溶劑甲基異丁基酮(MIBK)循環使用,精制的降冰片烯(NB)含量 在99.9質量%以上。
配制質量分數為40wt%的雙環戊二烯甲苯溶液,其中環戊二烯與雙環戊二烯質量之比為 1:19。即,雙環戊二烯甲苯溶液由質量總濃度為40%的環戊二烯和雙環戊二烯以及作為余量 (即,60%)的甲苯組成,其中環戊二烯與雙環戊二烯質量之比為1:19。
在常溫條件下,乙烯從第一側線進料口直接輸送至微通道反應裝置中,雙環戊二烯甲苯 溶液分別從第一側線進料口、第三側線進料口和第五側線進料口分三股等量輸送至管式反應 裝置中,乙烯體積流量為4.00ml/min,總的雙環戊二烯甲苯溶液的體積流量為0.45ml/min, 乙烯與雙環戊二烯甲苯溶液的摩爾比(雙環戊二烯甲苯溶液按環戊二烯的基準來算,一分子 雙環戊二烯相當于兩分子的環戊二烯進行換算)為1.5。雙環戊二烯在進入反應段之前通過預 熱段加熱預分解而部分或全部分解為環戊二烯,預熱溫度為200℃,預熱壓力為25MPa。乙 烯與雙環戊二烯甲苯溶液這二股物料混合后進入反應段,在微通道內發生反應,反應溫度為 220℃,反應壓力為25MPa,反應段停留時間為4.0min。反應產物經冷卻段冷卻至室溫、經 背壓閥降至常壓后進行收集或分析。
經氣相色譜分析,相應的出口物料中,降冰片烯的含量為24.6%,降冰片烯的選擇性為 99.5%,相應的環戊二烯的轉化率為99.7%。
[1] [中國發明,中國發明授權] CN201510893582.5 一種降冰片烯的生產方法
[2] [中國發明,中國發明授權] CN201510079196.2 通過微通道反應器合成降冰片烯的方法