1000吨_年高纯甲基环戊二烯生产新工艺的中试研究 可行性报告.doc

1000吨/年高纯甲基环戊二烯生产新工艺的中试研究 项 目 可 行 性 研 究 报 告 一、选题的必要性 1、项目所处技术领域产业政策； 本项目为“1000吨/年高纯甲基环戊二烯生产新工艺的中试研究”，主要针对原间歇法工艺存在的不足，开展半连续法清洁生产高纯度甲基环戊二烯新工艺中试研究，并最终在江西师大化工有限公司建立1000吨/年中试装置。本项目属化工新材料领域。 甲基环戊二烯（简称为MCPD）是一种重要的用途广泛的精细化工产品。一方面MCPD是合成汽油抗爆剂——甲基环戊二烯三羰基锰（MMT）的关键原料，能否稳定得到高纯（含量≥97%）且价廉的MCPD是能否大规模生产高纯度（98%）MMT的最为关键的因素；另一方面，除普通级（含量≤95%）的MCPD在传统医药和农药领域消耗外，近年来，利用高纯度MCPD与马来酸酐反应制备的甲基内亚甲亚四氢苯酐（MNA），由于具有熔点低、超低黏度和使用寿命长等特点，被广泛应用作新一代电子封装材料。 目前，我国为了保护生态环境，实现可持续发展，正逐步推广以更低烯烃、更低硫含量为特点的新的汽油标准（相当于欧Ⅲ汽油标准），因此必须在石油加工装备和加工工艺上进行重大改进。如此一来，国内现采用的石油加工专用化学品就面临淘汰，相对应就必须大力发展针对欧Ⅲ汽油新标准的新一代石油加工专用化学品。甲基环戊二烯三羰基锰（MMT）作为一种石油加工专用化学品，能有效提高汽油辛烷值，有利于加快国内汽油升级换代的进程。 2005年，江西西林科实业有限公司利用江西师大化学所开发的MMT工艺，斥资8000余万元，建成了一条年产700吨MMT生产装置，成为全球第二大的MMT生产和供应商（美国乙基公司为全球最大的MMT生产商，产能为20000吨/年）。2006年7月，经中国石化总公司全面评估后，江西西林科实业公司有幸成为中国石化总公司特许仅有二家MMT战略供应商！仅江西西林科实业公司每年就需约1000吨高纯MCPD，若全部进口约需7000万元外汇。 美国乙基公司为保住其MMT全球独家垄断地位，拒绝为MMT生产企业销售其高纯MCPD。为此，2003年起，江西师大化学所将其研究人员分成二组，在江西省教育厅资助下，分别进行制备MCPD的间歇和半连续法小试工艺研究。2005年10月实验室间歇工艺获得突破后，与江西师大化工有限公司合作，迅速开展了500吨/年规模间歇式高纯MCPD的中试，中试装置于2006年6月建成，至今已为江西西林科实业公司提供了170余吨高纯MCPD，产值1200余万元，有力保证了MMT生产装置的开工生产。 2、项目所处技术领域技术发展现状； 下面仅就国内可行的合成法制备MCPD进行分析。 MCPD的制备最早由β-甲基环戊酮经过还原、脱水、溴化再脱去溴化氢制得。前苏联Inst.Fiz.-Org.Khim，Mink研究了MCPD的合成方法：采用环戊二烯与用在MeCN处理的NaOH和CaO粉末进行反应，再用RX烷基化，收率为51～98%；美国专利US 采用环戊二烯在脂肪族低级醇、特定的不同种催化剂存在的气相条件下反应，制备获得烷基环戊二烯。美国乙基Ethyl公司（US ）在合成路线的筛选，原料的选择和物料配比等方面进行了大量的试验研究，开创了以二乙二醇二甲醚为溶剂，钠、环戊二烯与氯甲烷反应制备MCPD，并率先实现了产业化。这一工艺的特点收率较高，工艺流程简单，但需使用大量溶剂且溶剂沸点161℃，与环戊二烯二聚体的解聚温度170-180℃相差不大，导致MCPD纯化困难，投资成本极高，每吨MCPD生产成本将突破5万元。 综述国内外现有文献甲基环戊二烯的合成主要有如下路线： (1)环戊二烯与甲醇催化甲基化法： 以环戊二烯为原料，用廉价甲醇作甲基化试剂，经过Al2O3-MgO-K2CO3酸碱双功能催化剂的催化作用而制得甲基环戊二烯。该方法的优点是催化剂的制备方法简单，但环戊二烯的转化率（≤50%）、选择性差（≤60%）、产率极低（≤30%），而且在生产环戊二烯中存在解聚困难、堵塞管道和催化剂易于积碳、活性下降、再生周期短等缺点，难以实现工业化。 （2）环戊二烯与甲基化试剂的甲基化法： ①以二乙二醇二甲醚为溶剂，钠、环戊二烯与氯甲烷反应制备甲基环戊二烯。 该路线虽反应速度快，转化率较高，但由于使用易燃的金属钠且会产生易燃易爆的氢气，反应条件极其严格，不易控制。美国乙基公司已实现了产业化，但难以满足汽油抗爆剂MMT原料所需技术指标。 ②以二乙二醇二甲醚为溶剂，钠、环戊二烯与碳酸二甲酯反应制备甲基环戊二烯。 此法产率极低仅为61%，同时碳酸二甲酯昂贵，生产成本极高，不利于实现工业化。 ③在氢氧化钠水溶液中，用环戊二烯与氯甲烷反应制备甲基环戊二烯。 此方法工艺简单安全，较适宜于工业化生产。但产率仅为45.2%，生