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高纯双环戊二烯小档案

时间:2025-05-22 来源:小编 点击:

高纯双环戊二烯小档案 双环戊二烯(Dicyclopentadiene,简称 DCPD)作为环戊二烯的二聚物,在化工领域占据着重要地位。其主要来源于 C5

高纯双环戊二烯小档案

     双环戊二烯(Dicyclopentadiene,简称 DCPD)作为环戊二烯的二聚物,在化工领域占据着重要地位。其主要来源于 C5 馏分的分离,部分由 C9 馏分提取而得。凭借独特的化学结构,双环戊二烯在精细化工领域展现出广泛的应用潜力,是制备聚双环戊二烯材料、光学有机玻璃材料、环氧树脂等产品的关键原料,同时还用于合成金属有机化合物、二茂铁、金刚烷等化工中间体,在化工助剂、乙丙橡胶以及高能燃料制备等方面也发挥着重要作用。


     随着科技的发展与产业升级,双环戊二烯部分下游产品对其品质提出了极高要求。近年来备受关注的环烯烃共聚物便是典型代表。2023 年 11 月 30 日,拓烯科技 3000 吨 / 年的特种环烯烃共聚物实现量产出货,打破了国外长期以来的垄断局面。国内环状聚烯烃(COC/COP)产业布局不断推进,市场需求持续攀升。据预测,到 2025 年,我国 COC/COP 材料总需求有望达到 4.2 万吨,这无疑将大幅催生对初始原料高纯双环戊二烯(DCPD)的需求。与此同时,随着人民生活质量提升、国家环保事业发展、汽车轻量化趋势的推广以及可持续产业的深入推进,聚双环戊二烯材料产业前景愈发广阔。


     然而,目前国内双环戊二烯生产现状不容乐观,以纯度 90% 以下的产品为主,能够生产纯度达到 99.0% 以上高纯 DCPD 的企业寥寥无几。2016 年,广东新华粤石化集团股份公司凭借自主研发技术率先实现突破,成功试产出纯度 99.5% 以上的 DCPD,填补了国内在该领域的空白。


高纯双环戊二烯工艺


     由于环戊二烯(CPD)在常温下极易聚合为 DCPD,市售商品大多以 DCPD 形式存在,常规精馏精制难以获取高纯产品。实践证明,二聚 - 解聚 - 二聚法是制备高纯 DCPD 的有效途径,该流程通常涵盖 5 个步骤。其中,解聚环节分为液相解聚和气相解聚两种方式。在解聚过程中,无论是液相还是气相解聚,都会不可避免地产生高聚物焦油,这些焦油会污染设备、影响传热效率和产品质量,严重制约 DCPD 的正常生产。


     二聚-解聚-二聚法精制双环戊二烯的流程一般包括5个步骤:

(1)根据CPD二聚反应速率远大于其它聚合反应的特性,将C5馏分中的CPD二聚以生成DCPD;

(2)根据DCPD沸点与其它组分相差较大,精馏提纯DCPD;

(3)根据DCPD裂解反应速率远大于其它解聚反应,解聚DCPD,得到纯CPD;

(4)将CPD再次聚合;

(5)精馏制得高纯DCPD。


      对比液相解聚与气相解聚,气相解聚优势显著。气相解聚温度远高于液相解聚温度,裂解速率更快,产生的结焦更少,设备运行周期得以延长,生产效率大幅提高。这是因为高聚反应属于至少两分子以上的碰撞反应,在气相状态下分子碰撞几率远低于液相状态。此外,惰性气体的引入能够稀释物料浓度,在器壁上形成保护膜,采用上进下出的流向设计便于高聚物排出,有效防止焦油在反应器壁沉积。而液相解聚不仅需要额外增加分离回收溶剂过程,即便采取措施延缓结焦,最终仍需更新溶剂、清理焦油。由此可见,气相解聚代表着未来高纯双环戊二烯制备技术的发展方向。


       不过,气相解聚也并非尽善尽美。虽然其裂解速率高、停留时间短,降低了高聚合物生成几率,添加稀释剂也能在一定程度上防止结焦,但仍会产生少量结焦物,且存在物料损耗较大的问题。未来,气相解聚技术改进的关键在于如何实现粗双环戊二烯在短停留时间内高效裂解,同时及时排出杂质,缩短物料在高温条件下的停留时间,避免高聚物生成,并在裂解过程中同步进行精馏提纯环戊二烯,从而进一步提升高纯双环戊二烯的制备效率与产品质量。


下游应用

     双环戊二烯石油树脂

     双环戊二烯石油树脂又称碳五脂环族石油树脂,可以是纯双环戊二烯树脂,也可以双环戊二烯为基本组分,与间戊二烯、异戊二烯、苯乙烯、甲基苯乙烯等单体反应生成的聚合物,双环戊二烯纯度为70%~80%,双环戊二烯石油树脂广泛用于橡胶填充剂、压敏剂、热熔胶和快干印刷油墨。

     不饱和聚酯树脂

     以双环戊二烯替代苯二甲酸酐生产不饱和聚酯树脂,改善使其抗水解性、抗起皮、流平性。

     乙丙橡胶单体

      三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物,1957年,Dunlop公司将双环戊二烯(DCPD)作为第三单体,成功地合成了三元乙丙橡胶。因这种橡胶的支链留有双键,可以像其他橡胶那样用硫黄硫化,因而得到了广泛的应用。至今已经成为乙丙橡胶的主要品种,牌号约占整个乙丙橡胶的80%~85%。

目前工业化生产三元乙丙橡胶用第三单体只有如下三种:乙叉降冰片烯(ENB)、双环戊二烯(DCPD)、1,4-己二烯(HD)CH3-CH=CH-CH2-CH=CH2(此种单体目前只有美国Du Pont公司一家使用)。其中乙叉降冰片烯(ENB)以硫化速度快、收率高、二次反应少等优点而成为应用最普遍的合成乙丙橡胶的第三单体,它由双环戊二烯与1,3-丁二烯经Diels-Alder反应生成乙烯基降冰片烯后再经异构化制得。

     聚双环戊二烯

     采用98%以上的超高纯DCPD为原料,把 DCPD原料分成相等的两部分,一部分含有催化剂,另一部分含有助催化剂,经反应注射混合模具头混合后注入模具,在极短的时间内固化成高度网状交联的热固性树脂。为了改善产品性能,在原料中可以加入填料、抗氧剂、弹性体添加剂、阻燃剂等添加剂。

产品具有很高的抗冲击强度,良好的耐热性,特别适合生产大型复杂铸件。广泛应用于汽车部件,如缓冲板、挡泥板、踏脚板、和仪表板等;运动器材,如滑雪车、赛车、高尔夫球杆等;工业设备,如大型储罐、容器、管道以及变压器等。

     环烯聚合物

     COCs的共聚单体是指各种环状单体,主要是由环戊二烯与烯烃进行Diels—Alder反应制备的衍生物。如CPD与乙烯进行Diels—Alder反应生成降冰片烯(NB);与丙烯进行Diels—Alder反应生成甲基降冰片烯(MNB)。NB或MNB继续与环戊二烯进行Diels—Alder反应分别生成四环十二碳烯(TCD)和甲基四环十二碳烯(MTD)。

     其中降冰片烯(NB)主要用于环烯烃共聚物(COC或COP)合成。COP/COC具低密度、低吸湿性、高透明性、高耐热性、高耐水解性以及优良的加工性等优势可以用于医用材料、手机、电脑、液晶电视等领域。

     金刚烷

     由环戊二烯二聚体(DCPD)加氢、异构可制得金刚烷。金刚烷(ADM)是一种具有笼状结构的饱和环烷烃,性能稳定,可以应用于医药中间体、环氧树脂、感光材料、异构化催化剂与改性润滑油等领域。

     二茂铁

     二茂铁由铁粉与环戊二烯在 300℃的氮气氛中加热,或以无水氯化亚铁与环戊二烯合钠在四氢呋喃中作用而制得。二茂铁可用作火箭燃料添加剂、汽油的抗爆剂和橡胶及硅树脂的熟化剂,也可做紫外线吸收剂。二茂铁的乙烯基衍生物能发生烯键聚合,得到碳链骨架的含金属高聚物,可作航天飞船的外层涂料。

     除此之外,还可以与顺二酸酐反应得到二酸酐,用作环氧树脂固化剂、聚酯树脂、醇酸树脂的原料;与顺酐反应得到的六氯化内亚甲基的氢化邻苯二甲酸酐,用作合成树脂的阻燃剂;环戊烯氧化法生成戊二醛环戊二烯和丙醛反应得到的2-氯-5-氯甲基吡啶(CCMP),是合成多种农药的中间体,如用于合成吡虫啉、啶虫脒、噻虫啉、烯啶虫胺、哌虫啶、氟啶脲、啶虫丙醚等。




关于召开“2025第二届碳五/碳九产业链创新发展论坛”的通知 

各有关单位:

近年来我国不断投建大型炼化一体化和大型煤化工项目,不断丰富了我国碳五、碳九资源,同时以环状聚烯烃、高性能橡胶等高附加值下游材料不断取得技术突破,行业获得了新的市场增长点。同时着环保意识的提高和消费者对产品性能要求的提升,石油树脂行业逐渐向高性能、环保型产品转型。碳五、碳九行业亟需优化产品布局,创新技术,提升自身竞争力!

为促进碳五、碳九资源的高效利用,山西碳和新材信息咨询有限公司拟定于2025年6月26-27日山东济南召开“2025第二届碳五/碳九产业链创新发展论坛”会议同期召开:“2025第三届碳四产业链创新发展论坛”。会议实行一票两会通行制度(即报名其中一个会议,可获得两个会议的参会名额)。

具体通知如下:

PART 01

组织机构

主办单位:山西碳和新材信息咨询有限公司

支持单位:邀请中

支持媒体:烯烃产业创新与发展研习社(公众号)、高性能树脂及应用(公众号)、功能与专用化学品(公众号)

PART 02

时间地点

时间:6月26日-27日 

地点:山东济南

PART 03

参会人员

碳五及碳九深加工生产企业、技术研究机构;配套关键设备、催化剂、助剂等;政府园区、金融投资机构等。

PART 01

参会费用

碳五/碳九生产及科研院校:2500元/人,三人及以上八折优惠;

费用优惠:6月1日前报名2000元/人,三人及以上八折优惠;

设备企业及其它机构:3000元/人,三人及以上八折优惠;

费用优惠:6月1日前报名2500元/人,三人及以上八折优惠;

(注:以上费用包含会议注册费、资料费、会议期间用餐)

PART 02

联系方式

赵姗姗:19135210878(微同)

武改霞:13313515060(微同)

PART 03

日程安排

6月25日下午:报到领取资料、展位布置

6月26日-27日上午:论坛发言及技术发布

PART 01

产业发展 拟定议题

1. 碳五、碳九综合利用发展趋势;

2. 碳五、碳九高效分离技术;

3. 碳五、碳九加氢催化技术与催化剂;

4. 石油树脂的发展趋势及市场需求分析;

5. 石油树脂等聚合物多相催化加氢技术及其应用;

6. 石油树脂的改性技术开发;

7.石油树脂加氢高效催化剂的开发与应用;

PART 02

双环戊二烯-环烯烃 拟定议题

1.高纯DCPD制备技术进展;

2.降冰片烯合成工艺的开发;

3.双环戊二烯环氧化制二氧双环戊二烯技术;

4.聚双环戊二烯的开发与应用;

5.COC/COP材料的高效合成技术;

6.功能化环状聚烯烃 COC/COP 研究进展;

7.环状聚烯烃关键催化剂的开发;

8.COC/COP高性能产品的开发与应用;

PART 03

碳五/碳九高端下游 拟定议题

1. 高性能合成橡胶及其单体发展趋势;

2. 异戊二烯高效利用技术;

3. 环戊二烯高效利用技术;

4. 间戊二烯高效利用技术;

5.碳五产业链高值化路径;

6.铁系梳枝丁戊橡胶产品开发与应用;

7.可降解聚环戊烯橡胶的开发;

8.碳九芳烃高效利用新技术;

更多议题邀请当中......

文章来源:SHEjImall,网络,烯烃产业创新与发展研习社整理