裂解碳五常微量分析及双烯/顺酐反应动力学

论文摘要

石油裂解C5馏分是石油烃高温裂解制乙烯过程的副产物,裂解C5组成复杂,约含有20多种化合物,其中含量较大的异戊二烯、环戊二烯和间戊二烯,都是非常宝贵的基本有机化工原料。裂解C5馏分中的多种有用组分,不经分离可直接利用,但经济效益较差。为了有效利用其中主要组分,需选择合适的分离方法制取一定纯度的单体。 本文以石油裂解C5馏分的分离利用现状为背景,为了便于裂解C5馏分分离技术的工业化应用,建立了石油裂解C5馏分的常量全分析方法和无分流进样法分析异戊二烯中痕量环戊二烯的方法;并对顺酐/异戊二烯/环戊二烯的反应动力学进行了研究。主要工作内容和研究成果如下: 1.分别采用5MNMP填充柱和SE-30石英毛细管柱对裂解C5馏分进行了常量全分析,比较了两种柱子在C5馏分分析中的适用性。填充柱法由于柱温要求低,分析周期长,检测不到双环戊二烯,不适用于日常生产检测;SE-30毛细管柱,样品中各组分能一次分离完全,重现性好,分析结果准确可靠,分析速度快,且SE-30毛细管柱还可用于裂解碳五分离过程中其它有关化学品的分析,如:萃取溶剂二甲基甲酰胺和顺丁烯二酸酐的分析等,因而该柱适用于裂解C5产品质量分析和C5分离装置运转控制的分析。 2.采用SE-30（50m×0.25mm×0.5μm）石英毛细管柱,建立了用无分流进样法分析异戊二烯中痕量环戊二烯的方法。经优化,确定了适宜的色谱条件为汽化温度140℃、柱室温度30℃、进样量1.0μL、无分流时间0.5min～0.6min。上述条件下,异戊二烯中痕量环戊二烯的最小检出限为0.1mg/kg,环戊二烯含量1mg/kg左右的样品重复性实验的平均相对标准偏差为4.1%,最大6%,每次分析时间约8min。完全满足聚合级异戊二烯生产的纯品检验要求。 3.对环戊二烯—顺酐二元体系、异戊二烯—顺酐二元体系及异戊二烯—环戊二烯—顺酐三元体系进行了反应动力学研究,得到适用于不同体系的反应速率常数,确定了脱除环戊二烯的适宜条件:反应温度20℃。顺酐对环戊二烯的选择性较高,在0～30℃范围内,它与环戊二烯的反应速率常数比它与异戊二烯的反应速率常数高约2～3个数量级,适用于脱除异戊二烯中的微量环戊二烯。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 5馏分的概述'>1.1 C₅馏分的概述
• 5馏分'>1.1.1 什么是C₅馏分
• 5利用现状'>1.1.2 裂解C₅利用现状
• 5馏分主要组分的性质、用途和产品质量要求'>1.2 C₅馏分主要组分的性质、用途和产品质量要求
• 1.2.1 异戊二烯
• 1.2.2 环戊二烯／双环戊二烯
• 1.2.3 间戊二烯
• 5馏分的分离'>1.3 石油裂解C₅馏分的分离
• 1.3.1 异戊二烯的分离
• 1.3.2 环戊二烯的分离和脱除
• 1.3.3 间戊二烯的分离
• 5馏分的分析'>1.4 C₅馏分的分析
• 5馏分的常量全分析'>1.4.1 C₅馏分的常量全分析
• 1.4.2 聚合级异戊二烯中痕量杂质的分析
• 1.5 论文研究内容和目标
• 第二章 分析方法的建立
• 2.1 石油裂解碳五馏分的常量全分析
• 2.1.1 填充柱法
• 2.1.2 毛细管法
• 2.2 无分流进样毛细管色谱法分析异戊二烯中的痕量环戊二烯
• 2.2.1 实验部分
• 2.2.2 色谱条件的选择
• 2.2.3 结果和讨论
• 2.2.4 实际样品分析及重复性实验
• 2.2.5 无分流进样法和分流进样法的比较
• 2.3 SE-30毛细管柱用于分析DCPD、间戊二烯、DMF和顺酐
• 2.3.1 CPD和DCPD的分析
• 2.3.2 间戊二烯的分析
• 2.3.3 DMF和顺酐的分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 顺酐与环戊二烯／异戊二烯反应动力学
• 3.1 引言
• 3.2 分析条件和试剂
• 3.2.1 仪器及分析条件
• 3.2.2 标准样品的制备
• 3.3 实验方法
• 3.4 实验结果与讨论
• 3.4.1 反应速率常数的计算
• 3.4.2 反应速率常数与温度的关系
• 3.4.3 反应时间的确定
• 3.5 二元体系实验值与计算值的比较
• 3.6 高浓度试验
• 3.7 本章小结
• 第四章 三元体系反应动力学
• 4.1 引言
• 4.2 实验方法
• 4.3 实验结果与讨论
• 4.3.1 反应速率常数的计算
• 4.3.2 反应速率常数与温度的关系
• 4.4 以丙酮为溶剂CPD-IP-顺酐三元系速率常数测定
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论和展望
• 参考文献
• 附录1
• 附录2
• 附录3
• 成果
• 致谢