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一种由环戊烯制备环戊醇的方法及其工作方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-12-28 15:17:33

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 黄哲芬 | 2023-12-28 15:17:34

本发明提出一种基于肢体动作预测的动态人机协作装配方法及系统,包括惯性测量单元、配套控制器、工业机器人和计算机。配套控制器控制所述惯性测量单元采集操作者的动作信息,计算机提取所述惯性测量单元信号特征,利用粒子群优化的支持向量机算法进行肢体运动识别。提出一种参数可变的隐马尔可夫模型实时预测动作序列,能推断出操作者的未来意图,实现装配序列的动态可变性。所提出的方法通过所述工业机器人配合人类完成关键步骤的操作,能有效地预测操作者下一步动作,并实现装配顺序可变的动态人机协作装配。本发明所述工业机器人根据操作者不同的选择做出对应配合的装配动作,实现动态可变的人机协作装配方案,实现柔性化生产和提高生产效率。

本发明采用的技术方案是:一种由环戊烯制备环戊醇的方法,包括固定床反应器(1)、丙酸环戊酯分离塔(2)、反应精馏塔(3)、丙酸乙酯产品塔(4)、蒸发器(5)、环戊醇产品塔(6)、冷凝器(7)和全混流釜式反应器(8),所述方法按以下步骤进行:

(1)丙酸和环戊烯在固定床反应器(1)中进行酯化加成反应生成丙酸环戊酯,从固定床反应器(1)出来的反应液送进丙酸环戊酯分离塔(2),丙酸环戊酯分离塔(2)塔顶采出的丙酸和环戊烯返回至固定床反应器(1),丙酸环戊酯从丙酸环戊酯分离塔(2)的塔釜采出;

(2)丙酸环戊酯分离塔(2)的塔釜采出的丙酸环戊酯和乙醇钠催化剂一起从反应精馏塔(3)的上进料口进料,乙醇从反应精馏塔(3)的下进料口进料,丙酸环戊酯与乙醇发生酯交换反应生成丙酸乙酯和环戊醇,丙酸乙酯和少量未反应乙醇从反应精馏塔(3)的塔顶采出,环戊醇、乙醇钠和过量的丙酸环戊酯从反应精馏塔(3)的塔釜采出;

(3)反应精馏塔(3)塔顶采出的丙酸乙酯和乙醇的混合物进入丙酸乙酯产品塔(4)中,丙酸乙酯从丙酸乙酯产品塔(4)的塔釜采出,丙酸乙酯产品塔(4)的塔顶采出未反应乙醇和丙酸乙酯;反应精馏塔(3)塔釜采出的环戊醇、乙醇钠和过量的丙酸环戊酯通过蒸发器(5),蒸发器(5)的气相采出环戊醇和部分丙酸环戊酯,蒸发器(5)的液相采出乙醇钠和部分丙酸环戊酯;环戊醇和丙酸环戊醇气相进入环戊醇产品塔(6),环戊醇产品塔(6)的塔顶采出环戊醇产品,丙酸环戊酯从环戊醇产品塔(6)的塔釜采出;

环戊醇主要用作香料及药品的溶剂和染料中间体。可以用来制备环戊酮、卤代环戊烷、麻醉药氯胺酮(开他敏)以及治疗水肿和高血压的药物环戊甲噻嗪等。己二酸法是当前国内生产环戊醇采用最多的方法,是以己二酸或其酯类衍生物为原料,先反应得到环戊酮,然后加氢制备环戊醇。此方法工艺成熟,收率较高,但还存在着原料价格昂贵,工艺路线较长,以及在生产过程中会产生大量污染物等问题,限制了其工业化应用。

工业上常用双环戊二烯来制备环戊烯,但随着石油行业的快速发展,石油裂解制烯烃过程中的副产物碳五馏分产量增大,且价格低廉,其中有15%-25%的双环戊二烯,因此,环戊烯的来源丰富,以环戊烯为原料来生产环戊醇的工艺具有极大的经济优势。环戊烯可以通过直接水合或者间接水合反应生成环戊醇,间接水合以浓硫酸等均相酸为催化剂,虽然转化率高、选择性好,但设备腐蚀严重且对环境有污染。直接水合法工艺简单,但由于环戊烯和水的互溶度低而导致环戊烯的单程转化率低。如日本专利专利JP2003212803提出采用强酸性离子交换树脂作为催化剂催化环戊烯直接水合制备环戊醇,环戊烯的单程转化率仅3.5%左右;中国专利CN201410566284提出在体系中加入溶剂,环戊烯的单程转化率提高到15.16%,但溶剂的加入使工艺变得复杂,后续的分离也变得更困难。

近年来,以环戊烯与有机酸为原料,酯化加成得到对应的环戊酯,再由环戊酯得到环戊醇的工艺备受关注。中国专利CN112194569A提出了由环戊烯与甲酸反应生成甲酸环戊酯,再进一步与水发生水解后分离得到环戊醇。此方法虽然环戊醇的收率高,但使用甲酸作原料对设备腐蚀性较严重。中国专利CN110818566A公开了一种环戊烯和乙酸制备环戊醇并联产乙醇的方法,环戊烯和乙酸反应得到的乙酸环戊酯在金属催化剂的作用下加氢生成环戊醇和乙醇,但该工艺还不成熟,环戊醇的选择性仅50%左右。中国专利CN213708194U提出环戊烯与乙酸预反应后进入催化精馏塔,塔釜得到的乙酸环戊酯进入一个加氢反应塔,通过加氢反应得到环戊醇和乙醇,再经过后续分离得到环戊醇,此方法环戊醇的收率较高,但加氢反应需要在高温高压下进行,对设备的要求高,设备成本昂贵。中国专利CN108003018A提出在超临界条件下由环戊烯酯化加成、酯交换得到环戊醇,但由于反应条件过于苛刻,不利于工业化应用。

发明人:吴海彬 周世璇福州大学(Fuzhou University),简称福大,位于福建省福州市,创建于1958年,是国家“双一流”建设高校,国家“211工程”建设高校,国家教育部、国家国防科技工业局与福建省人民政府共建高校,福建省三所重点建设的高水平大学之一,福建省一流大学建设高校,入选国家建设高水平大学公派研究生项目、教育部首批“卓越工程师教育培养计划”高校、新工科研究与实践项目、数据中国“百校工程”项目、国家“111计划”、“高校国际化示范学院推进计划”、国家级大学生创新创业训练计划、全国首批深化创新创业教育改革示范高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、全国专业学位研究生教育综合改革试点单位、国家集成电路人才培养基地、首批高等学校科技成果转化和技术转移基地、高校国家知识产权信息服务中心。

与现有技术相比,本发明具有以下效果:本发明提出的合成路线设计合理,工艺流程简单,且整个工艺流程中都没有涉及高温高压条件,反应条件温和,原料利用率高,对设备要求低,不仅得到环戊醇产品,还联产丙酸乙酯,附加值高。

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