【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及四环十二碳烯制备，具体指一种四环十二碳烯生产装置和工艺。
技术介绍
1、环烯烃聚合物的新材料主要分为两种类型，一种是环烯烃共聚物（coc），另一种是环烯烃均聚物（cop）。coc是通过降冰片烯（nb）及其衍生物与乙烯进行加成共聚合（vap）得到的聚合产物；而cop则是由降冰片烯及其衍生物单体通过开环移位聚合（romp）后进行氢化而得到的聚合产物。这些环烯烃聚合物具有出色的光学性能，如高透光性、高折射率和低双折射率，以及耐高温性能，表现在高玻璃化转变温度上，同时具有尺寸稳定性、高强度、耐化学腐蚀、极低的介电损耗和优异的生物相容性，因此在光学、医疗、半导体等领域有着巨大的市场潜力。
2、四环十二碳烯（tcd）被用作环烯烃共聚物的共聚单体，它具有比降冰片烯更大的桥环结构。与降冰片烯相比，在相同的插入率下，四环十二碳烯具有更高的玻璃化转变温度和更好的耐热性。此外，四环十二碳烯还可以与（甲基）丙烯酸酯发生化学反应，生成双桥环结构的（甲基）丙烯酸酯，这在涂料领域得到了应用。这种特殊的桥环结构不仅提高了漆膜的玻璃化转变温度，还可以改善漆膜的力学性能和光泽度等方面。
3、diels-alder反应是应用最早的一种制备桥环烯烃化合物的制备方法。这类报道有很多如文献《降冰片烯的合成研究进展》-张岩、《降冰片烯制备工艺进展》-李传玺等。原料双环戊二烯（dcpd）经热分解后生成环戊二烯（cpd），然后和α-烯烃进行diels-alder反应生成降冰片烯类化合物及其衍生物，通常降冰片烯化合物及其衍生物都采用乙烯作为合
4、美国专利us4320239a报道了一种烯烃/降冰片烯/环戊二烯混合物通过一步法反应制备降冰片烯/四环十二碳烯的方法（烯烃为丙烯，因此合成的降冰片烯/四环十二碳烯带有甲基），其生成降冰片烯/四环十二碳烯的比例则通过调整反应物投料比控制，经蒸馏可分别获得降冰片烯及四环十二碳烯。
5、中国专利cn112592248a报道了一种四环十二碳烯类化合物的制备方法及其应用，在经diels-alder反应后，将反应产物进行一次蒸馏，顶部的物流（主要含降冰片烯）返回反应器，底部进行二次蒸馏得到四环十二碳烯。
6、上述方案都需要将产物里的nb通过蒸馏的方式，提纯后返回反应器，以维持反应器中降冰片烯适当的浓度。另外对于反应物dcpd来说，因为需要在反应器里先将其转化为cpd，而dcpd转化为cpd为平衡反应，为了得到更高浓度，往往dcpd也需要过量，因此未反应的dcpd也需要和nb一起从蒸馏塔塔顶采出并返回反应器；对于反应物乙烯来说，并不需要特别过量，由于采购的乙烯往往含有少量乙烷，过程中会累积，以及氮气累积，需要排放，而nb这个物质比较特殊，其沸点仅99℃，而凝固点却高达46.3℃，冷却温度不能过低，因此通常需要配置压缩机，以避免排废气中损失过多的cpd和nb。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能耗低的四环十二碳烯生产装置。
2、本专利技术所要解决的第二个技术问题是提供一种无需为了减少排废气中损失过多的cpd和nb而配置压缩机系统的四环十二碳烯生产装置。
3、本专利技术所要解决的第三个技术问题是提供一种应用有上述四环十二碳烯生产装置的四环十二碳烯生产工艺。
4、本专利技术解决第一和第二个技术问题所采用的技术方案为：一种四环十二碳烯生产装置，其特征在于包括有：
5、反应单元，用于供双环戊二烯生成环戊二烯，再和α-烯烃进行diels-alder反应；
6、冷却单元，其进料端连接所述反应单元的出料端；
7、液固分离单元，其进料端连接所述冷却单元的出料端，具有供固相排出的第一出料端以及供液相排出的第二出料端，所述液固分离单元的第一出料端连接所述反应单元的回料端；以及
8、tcd精制单元，其进料端连接所述液固分离单元的第二出料端。
9、为了回收热量，所述的冷却单元包括有
10、换热器，内部具有相互换热的第一换热通道和第二换热通道，所述第一换热通道的入口端形成所述冷却单元的进料端；以及
11、冷却器，其进料端连接所述第一换热通道的出口端，其出料端形成所述冷却单元的出料端；
12、所述液固分离单元的第一出料端与所述反应单元的回料端之间的管路至少有部分经过所述换热器的第二换热通道。
13、为了回收分离后的液相中的双环戊二烯、环戊二烯和降冰片烯，所述的tcd精制单元包括有
14、第一tcd精馏塔，具有供四环十二碳烯排出的第一出料端以及供双环戊二烯、环戊二烯和降冰片烯排出的第二出料端，该第一tcd精馏塔的进料端形成所述tcd精制单元的进料端；
15、冷凝器，其进料端连接所述第一tcd精馏塔的第二出料端；以及
16、回流罐，其进料端连接所述冷凝器的出料端，其第一出料端连接所述的第一tcd精馏塔，其第二出料端连接所述冷却器的进料端。
17、为了方便分离后的固相熔化，所述液固分离单元的第一出料端与所述反应单元的回料端之间的管路上设有加热夹套。
18、为了实现分离后固相的自动输送，所述液固分离单元的第一出料端与所述反应单元的回料端之间的管路上安装有循环泵。
19、为了方便液相的保冷以及固相的出料，所述的液固分离单元为液固分离装置，该液固分离装置的上半部分设有冷却构件，液固分离装置的下半部分设有加热构件。
20、本专利技术解决第三个技术问题所采用的技术方案为：一种应用有上述四环十二碳烯生产装置的四环十二碳烯生产工艺，其特征在于包括有以下步骤：
21、（1）双环戊二烯和α-烯烃进入反应单元进行diels-alder反应，在反应过程中，双环戊二烯先热分解生成环戊二烯，然后环戊二烯和α-烯烃反应生成降冰片烯，最后环戊二烯和降冰片烯反应生成四环十二碳烯；
22、（2）反应产物进入冷却单元冷却后析出大部分双环戊二烯和降冰片烯，然后通过液固分离单元分离为液相和固相，分离后的固相经加热熔化后返回至反应单元；
23、（3）分离后的液相进入tcd精制单元精馏后得到双环戊二烯、环戊二烯和降冰片烯返回至冷却单元。
24、为了保证一定dcpd分解速率，步骤（1）中，所述diels-alder反应的反应温度为200~280℃，反应压力为1.5~4mpag。
25、为了保证大部分双环戊二烯和降冰片烯析出，步骤（2）中，所述冷却单元排出的物流温度小于降冰片烯的凝固点，并且大于四环十二碳烯的凝固点。
26、为了在保证tcd产量的同时降低能耗，步骤（2）中，所述液固分离单元第一出料端排出的物流中，双环戊二烯和降冰片烯的总质量与四环十二碳烯的质量的比值为2~12:1。
27、与现有技术相比，本专利技术的优点在于：相比于传统的精馏分离方案，本专利技术采用了凝固+精馏的形式，先通过冷却单元和液固分离单本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种四环十二碳烯生产装置，其特征在于包括有：
2.根据权利要求1所述的四环十二碳烯生产装置，其特征在于：所述的冷却单元包括有
3.根据权利要求2所述的四环十二碳烯生产装置，其特征在于：所述的TCD精制单元包括有
4.根据权利要求1所述的四环十二碳烯生产装置，其特征在于：所述液固分离单元的第一出料端与所述反应单元的回料端之间的管路上设有加热夹套。
5.根据权利要求1所述的四环十二碳烯生产装置，其特征在于：所述液固分离单元的第一出料端与所述反应单元的回料端之间的管路上安装有循环泵。
6.根据权利要求1所述的四环十二碳烯生产装置，其特征在于：所述的液固分离单元为液固分离装置，该液固分离装置的上半部分设有冷却构件，液固分离装置的下半部分设有加热构件。
7.一种应用有权利要求1至6中任一权利要求所述的四环十二碳烯生产装置的四环十二碳烯生产工艺，其特征在于包括有以下步骤：
8.根据权利要求7所述的四环十二碳烯生产工艺，其特征在于：步骤（1）中，所述Diels-Alder反应的反应温度为200~280℃，反
9.根据权利要求7所述的四环十二碳烯生产工艺，其特征在于：步骤（2）中，所述冷却单元排出的物流温度小于降冰片烯的凝固点，并且大于四环十二碳烯的凝固点。
10.根据权利要求7所述的四环十二碳烯生产工艺，其特征在于：步骤（2）中，所述液固分离单元第一出料端排出的物流中，双环戊二烯和降冰片烯的总质量与四环十二碳烯的质量的比值为2~12:1。
...【技术特征摘要】
1.一种四环十二碳烯生产装置，其特征在于包括有：
2.根据权利要求1所述的四环十二碳烯生产装置，其特征在于：所述的冷却单元包括有
3.根据权利要求2所述的四环十二碳烯生产装置，其特征在于：所述的tcd精制单元包括有
4.根据权利要求1所述的四环十二碳烯生产装置，其特征在于：所述液固分离单元的第一出料端与所述反应单元的回料端之间的管路上设有加热夹套。
5.根据权利要求1所述的四环十二碳烯生产装置，其特征在于：所述液固分离单元的第一出料端与所述反应单元的回料端之间的管路上安装有循环泵。
6.根据权利要求1所述的四环十二碳烯生产装置，其特征在于：所述的液固分离单元为液固分离装置，该液固分离装置的上半部分设有冷却构件，液固分离装置的...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭松，王果，周小波，梁玮，
申请(专利权)人：拓烯科技衢州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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