一种用于双戊烯的深度干燥除水方法技术

本发明专利技术涉及一种双戊烯的深度干燥方法，所述方法具体为：将待干燥的双戊烯与夹带剂加入间歇精馏装置中，先进行共沸带水，然后减压精馏收集双戊烯馏分；再将所述双戊烯馏分加入载有活化后分子筛的吸附柱中进行吸附，即得干燥后的双戊烯。本发明专利技术主要为了满足四氟乙烯生产过程中对于阻聚剂含水量的使用要求；所述干燥方法工艺简便，设备简单，干燥效率高，见效快，是工业化较为理想的选择，具有很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种用于双戊烯的深度干燥除水方法
本专利技术涉及化工材料干燥领域，具体涉及一种双戊烯的深度干燥方法。
技术介绍
纯四氟乙烯极易自聚，且自聚时伴随着大量的放热，局部过热易发生歧化反应，有引发爆炸的可能。因此，为了防止四氟乙烯的自聚或爆炸，工业生产上通常采取的措施之一是向纯四氟乙烯气体中加入除氧剂除去或减少四氟乙烯中存在的微量氧，达到阻聚作用。常用的除氧剂为萜烯，如双戊烯、萜品油烯、萜二烯等。其中最重要的双戊烯是以松节油为原料合成樟脑或松油醇时得到的副产物，是由单环萜烯和双环单萜烯等化合物组成的液体混合物,主要成分是柠檬烯(双戊烯)和蒎烯，分子式为C10H16。其中双戊烯的含量根据各化工厂的生产工艺而不同,约占产物的一半,全国年产量4000～5000t。由于双戊烯生产中，往往或多或少引入微量的水，在水中的溶解度一般小于1g/100mL，但如果这部分水中有氧存在时，易形成不稳定易爆炸的过氧化物，减弱了双戊烯的阻聚作用，这在聚四氟乙烯生产中往往非常危险，有着重大的安全隐患，必须尽可能将双戊烯的含水量降的非常低，以达到四氟乙烯生产过程中所需要的标准。试剂干燥的方法较多，如物理吸附、化学吸收、萃取精馏、共沸精馏等方法。其中，共沸精馏脱水具有生产连续、投资少、消耗能源品位低，产品纯度高等优点，目前是工业化脱水的主要方法。但是使用该法欲使双戊烯的含水量降到100ppm以下，所需时间较长，夹带剂用量也较多，会增加脱水成本，以及增加工序。另外，物理吸附干燥效果也比较好，可以将水含量脱至几十个ppm以下。但吸附会放出潜热，这种吸附潜热会使吸附装置中的运行温度升高。当含水浓度高时，尤其在未采用冷却措施时，此效应非常明显。这种高温会使干燥剂的功能下降，因此物理吸附一般只适合分离含少量水分的化合物。目前，国内外基本没有针对双戊烯深度干燥除水方法的报道。类似的中国专利CN103868330A公开了一种深度干燥除水方法，主要应用于固体材料，首先向被干燥物中通入极性、表面张力比水低、沸点比水低的干燥试剂，然后抽真空，最后通入干燥高纯惰性气体去除残留的干燥试剂，通过干燥试剂与水在被干燥材料表面的竞争吸附，置换出被干燥物质表面的水分子，从而大大提高了对固体材料的干燥效果，具有更好的除水效果。中国专利CN103772110A公开了一种沸石分子筛作为乙烯、丙烯深度干燥吸附剂的应用，作为脱水材料，以一种新型沸石分子筛ZZ-1为活性组分，该分子筛孔径较小，不吸附乙烯、丙烯及其它大分子的物质，也不吸附氮气分子，但对水分子具有很好的吸附性能，可以脱出产品中的微量水。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，为了满足四氟乙烯生产过程中对于阻聚剂含水量的使用要求，提供了一种双戊烯的深度干燥方法，所述干燥方法工艺简便，设备简单，干燥效率高，见效快，是工业化较为理想的选择，具有很好的应用前景。所述深度干燥方法具体为：将待干燥的双戊烯与夹带剂加入反应器中，先进行共沸带水，然后减压精馏收集双戊烯馏分；再将所述双戊烯馏分加入吸附柱中进行吸附，即得干燥后的双戊烯；其中，所述吸附柱载有活化后的分子筛。优选地，所述反应器为间歇精馏装置。本专利技术通过联合共沸精馏与物理吸附干燥双戊烯；即先利用共沸精馏除去双戊烯中的大量水分，然后利用物理吸附除去其中所含的微量水分，与其他单一的干燥方法相比，本专利技术具有显著的优越性。本专利技术进一步提出地，所述夹带剂选自环己烷、苯或、甲苯或二甲苯中的中一种。理想的共沸剂应显著影响关键组分的气液平衡，形成三元共沸物时，要在三元共沸物中使原有2个组分之比与原溶液中2个组分之比不同，则将三元共沸物蒸出，就可以使原来的2个组分得到分离。本专利技术所述的夹带剂优选采用环己烷；虽然环己烷共沸物水含量比苯低，但是环己烷毒性小，且连续精馏时，环己烷夹带剂的返回量比苯夹带剂少，夹带剂用量少将大大改善共沸精馏塔的操作及能耗。同时，环己烷在分相器中，环己烷轻相含水比苯少约50倍，环己烷返回精馏塔的同时，带入的水量往往更低，干燥效果更优。本专利技术进一步提出地，所述分子筛选自4A分子筛、5A分子筛或JMT型天然沸石干燥剂中一种或多种。若采用普通的吸附剂，如活性氧化铝和硅胶，当双戊烯的含水量很低时，其吸附能力会大大减弱；特别是在温度偏高的情况下，普通吸附剂基本失去了吸附能力。而分子筛作为一种粉末状的多水合铝硅酸盐晶体，是一种具有高效能、高选择性的超微孔型吸附剂，对水有着非常强的吸附能力和亲和力，即使含水量很低的情况下，也能继续发挥效用，其所能吸附的水量约为本身重量的20％。因分子筛晶体内部含有大量的包藏水，通过加热脱水，晶体内部形成许多大小均一的空穴，体积总和约占整个分子筛体积的一半，有着较好的吸附容量。并且分子筛孔内各种离子的几何分布和电荷分布造成了特殊的极化电场，在水汽分压很低时也能达到深度干燥效果。由于各种类型的分子筛都具有一定大小临界孔径的孔穴，只能吸附较其孔径小的分子，由于水分子的直径为0.27～0.31nm，而4A型分子筛孔径可以达到0.42～0.47nm，依据本专利技术干燥的对象双戊烯，本专利技术优选采用4A分子筛对水和双戊烯予以筛分分离。本专利技术进一步提出地，所述共沸精馏具体为：将双戊烯与夹带剂加入反应器中，惰性气氛条件下升温进行全回流，待塔顶温度稳定后，控制回流比(10～15)进行部分回流操作，收集塔顶非均相共沸物，进行共沸带水；当收集瓶中无明显馏分落下时，在真空度为0.09～0.1MPa，回流比为7～8的条件下，收集87～89℃的馏分。本专利技术进一步提出地，所述分子筛的活化具体在惰性气氛条件下，将所述分子筛置于220～260℃的温度下活化2～4h，干燥冷却即可。优选活化温度为240℃，时间为3h。活化后的分子筛冷却后使用塑料袋予以密封并迅速将分子筛装载于吸附柱中，以免途中吸潮而降低甚至丧失其活性，将分子筛装载于吸附柱的过程中，分子筛与空气接触的时间不超过15min，以减少潮气侵入，影响到分子筛的吸附能力和效率。本专利技术进一步提出地，所述分子筛活化后干燥采用的干燥剂为颗粒状的氧化钙、氧化钡、无水硫酸铜、硫酸钙或镁条中一种或多种。本专利技术进一步提出地，所述馏分加入吸附柱中，在20～40℃的温度下进行吸附，以每秒3～5滴的速度收集双戊烯产品。本专利技术进一步提出地，本专利技术所述的深度干燥方法可将含水率为100ppm以上的双戊烯干燥至含水率100ppm以下；尤其是所述双戊烯的含水率为500ppm～2000ppm时，干燥效果显著。作为本专利技术的优选方案，所述干燥方法具体为：将待干燥的双戊烯与环己烷加入反应器中，先进行共沸带水，然后减压精馏收集双戊烯馏分；再将所述双戊烯馏分加入载有活化后4A分子筛的吸附柱中进行吸附，即得干燥后的双戊烯。进一步提出的优选方案，所述干燥方法包括以下步骤：1)将待干燥的双戊烯与环己烷加入反应器中，惰性气氛条件下搅拌升温进行全回流，待塔顶温度稳定后，控制回流比(10～15)进行部分回流操作，收集塔顶非均相共沸物，进行共沸带水；当收集瓶中无明显馏分落下时，在真空度为0.09～0.1MPa，回流比为7～8的条件下，收集87～89℃的双戊烯馏分；2)惰性气氛条件下，将4A分子筛在220～260℃的温度下活化2～4h，干燥冷却后载入吸附柱中；将步骤1)收集的双戊烯馏分置于吸附柱中进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双戊烯的深度干燥方法，其特征在于，将待干燥的双戊烯与夹带剂加入反应器中，先进行共沸带水，然后减压精馏收集双戊烯馏分；再将所述双戊烯馏分加入吸附柱中进行吸附，即得干燥后的双戊烯；其中，所述吸附柱载有活化后的分子筛。

【技术特征摘要】
1.一种双戊烯的深度干燥方法，其特征在于，将待干燥的双戊烯与夹带剂加入反应器中，先进行共沸带水，然后减压精馏收集双戊烯馏分；再将所述双戊烯馏分加入吸附柱中进行吸附，即得干燥后的双戊烯；其中，所述吸附柱载有活化后的分子筛。2.根据权利要求1所述的深度干燥方法，其特征在于，所述夹带剂选自环己烷、苯、甲苯或二甲苯中的一种。3.根据权利要求1或2所述的深度干燥方法，其特征在于，所述分子筛选自4A分子筛、5A分子筛或JMT型天然沸石干燥剂中一种或多种。4.根据权利要求1所述的深度干燥方法，其特征在于，将待干燥的双戊烯与环己烷加入反应器中，先进行共沸带水，然后减压精馏收集双戊烯馏分；再将所述双戊烯馏分加入载有活化后4A分子筛的吸附柱中进行吸附，即得干燥后的双戊烯。5.根据权利要求1～4任一所述的深度干燥方法，其特征在于，所述共沸精馏具体为：将双戊烯与夹带剂加入反应器中，惰性气氛条件下升温至回流，待塔顶温度稳定后，控制回流比10～15进行部分回流操作，收集塔顶非均相共沸物，进行共沸带水；当收集瓶中无明显馏分落下时，在真空度为0.09～0.1MPa，回流比为7～8的条件下，收集87～89℃的馏分。6.根据权利要求1或5任一所述的深度干燥方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗源军，刘波，吕太勇，李斌，陈立义，
申请(专利权)人：中昊晨光化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51