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裂解碳五常微量分析及双烯/顺酐反应动力学

林璐璐  
【摘要】:石油裂解C_5馏分是石油烃高温裂解制乙烯过程的副产物,裂解C_5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C_5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C_5馏分的分离利用现状为背景,为了便于裂解C_5馏分分离技术的工业化应用,建立了石油裂解C_5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C_5馏分进行了常量全分析,比较了两种柱子在C_5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C_5产品质量分析和C_5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。


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