碳五分离与综合利用

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1、2oo9年第3期甘肃石油和化工20o9年9月碳五分离与综合利用王小强(中国石油兰州化工研究中心，甘肃兰州730060)摘要：对碳五馏分中的重要组分异戊二烯、环戊二烯等的分离和化工利用现状做了综述性介绍．对国内外碳五资源综合利用情况做了扼要评述。关键词：碳五馏分；分离；化工利用碳五是指从石油化工企业各生产装置所得到的碳五馏分或碳五单组分。其中，以石油烃类裂解制乙烯装置剐产的碳五为最多。其产量与裂解原料的组成、裂解炉操作条件和脱戊烷塔的操作条件等有密切关系，产量一般为乙烯产量的10％--,20％t¨。随着近年来我国乙烯工业的迅速发展，根据估算，2010年我国乙烯产能将达到1800万t，如果裂

2、解碳五产量按乙烯产量的1l％计算．国内可利用的裂解碳五资源将从2007年的120万t增长到2010年的200万t左右。而且随着国内乙烯需求的进一步增加，乙烯生产装置的产能仍会大幅上升。由此可见我国裂解碳五资源非常丰富。碳五馏分中含有许多很有价值的化工原料，包括异戊二烯(tP)、环戊二烯(CPD)、间戊二烯、异戊烯、1一戊烯、2一丁炔、3一甲基一1一丁烯、环戊烷、环戊烯、异戊烷、正戊烷等。其中，异戊二烯、环戊二烯和间戊二烯的含量要占裂解碳五馏分的40％,--,55％。这些双烯烃和单烯烃，由于其特殊的分子结构，化学性质活泼，可以合成许多高附加值的产品，是进行化工利用的有效资源。提高碳五资源的

3、综合利用率。已经引起国内外众多公司和研究机构的高度重视。1碳五馏分分离技术为了有效利用碳五馏分中的主要组分，需要选择合适的分离方法以制取一定纯度的单体。在碳五馏分中。化工利用价值较高的异戊二烯、环戊二烯和间戊二烯是首先要进行分离的重要组分。1．1异戊二烯分离技术异戊二烯是碳五馏分中重要的组分之一，在分离技术上主要采用溶剂萃取精馏和共沸精馏。溶剂萃取精馏的基本原理是利用溶剂对不同组分溶解度的差异，加入选择性溶剂，改变各个组分间的相对挥发度，然后通过蒸馏分离得到异戊二烯产品。共沸精馏是利用异戊二烯可以与正戊烷形成共沸物的特性[2】，来分离提取碳五馏分中的异戊二烯。1．1．1二甲基甲酰胺萃取精

4、馏法(DMF法)DMF法由日本瑞翁公司于1971年开发成功。其方法是碳五馏分和DMF在汽提塔内充分接触后，从塔顶蒸出戊烷和戊烯馏分，塔底的二烯烃和溶剂进入解吸塔解吸。从解吸塔顶蒸出的二烯烃送至精馏塔，塔釜分出1，3一戊二烯和环戊二烯，从塔顶分出的粗异戊二烯再经萃取、解吸、精馏等工艺，最后得到纯度为99．5％的聚合级异戊二烯产品。DMF法的优点是原料不需热处理．DMF对异戊二烯的选择性高、低毒、操作费用低、对设备无腐蚀性。收稿日期：2008—11-27作者简介：q：dx~i(1975-)，男，陕西蓝田人，工科硕士，工程师，从事有机合成及混合碳四综合利用研究。独著、合著发表论文1O篇，申请专

5、利5项。发展动态甘肃石油和化工2009年第3期1．1．2乙腈萃取精馏法(ACN法)乙腈法是国外应用比较广泛的一种方法。该方法由美国ESSO公司以及日本合成橡胶公司开发。其工艺流程是以乙腈作为溶剂，对经过脱除双环戊二烯、碳六以及间戊二烯之后的裂解碳五进行萃取精馏。脱除双环戊二烯、碳六以及间戊二烯之后的裂解碳五和溶剂ACN与水。进入萃取精’馏塔萃取精馏。从萃取精馏塔釜液得到二烯烃、碳五炔烃以及溶剂ACN。上述萃取液再进入解吸塔，解吸出的二烯烃和炔烃，用水洗除去夹带的乙腈，乙腈和水在溶剂回收塔里再生。对脱除溶剂ACN后的中间物进行超级精馏，从塔顶可得到纯度为99．5％的异戊二烯产品。乙腈法具有

6、溶剂黏度低，萃取塔效率高，操作温度低等优点。日本合成橡胶(JSR)公司对传统的ACN法进行了改进。开发了热耦合式ACN抽提工艺[3]，使得该工艺的能耗得到较大幅度降低。1．1．3N一甲基吡咯烷酮萃取精馏法(NMP法)NMP法由德国BASF公司最早开发，该工艺是采用N一甲基吡咯烷酮预洗方式除去环戊二烯、l，3一戊二烯和二丁炔。其优点是工艺过程简单，溶剂无毒，异戊二烯的收率较高。改进后的NMP法采用了催化加氢技术⋯，在传统的工艺中引进加氢反应器，在加氢反应器中，把间戊二烯转化为戊烯和戊烷，同时把环戊二烯转化为环戊烯和环戊烷，改进后的工艺操作温度和能耗都较低。1．1．4共沸蒸馏法共沸蒸馏法由美

7、国固特异(GOODYEAR)公司开发。其原理是利用异戊二烯可以和正戊烷形成共沸物的特性，来分离异戊二烯，得到的是异戊二烯和正戊烷的共沸物。根据下游生产对异戊二烯纯度要求以及对正戊烷有无特殊限制，可以对得到的异戊二烯一正戊烷二元共沸物。做进一步不同工艺条件下的精馏，以获取较高纯度的异戊二烯。共沸精馏法的优点。是避免了溶剂萃取精馏工艺溶剂的损耗和分离回收问题，但其缺点是若要得到高纯度的异戊二烯，投资较大，工艺繁琐。1．2环戊二烯分离技术