碳五分离装置技术难点分析.pdf

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1、碳五分离装置技术难点分析吴雷(中韩(武汉)石油化工有限公司，湖北武汉430082)摘要：目前国内的碳五分离技术并不成熟，在生产方面仍存在着如二烯烃的聚合、萃取系统的堵塞等技术难点。本文重点分析了解决二烯烃聚合及萃取系统堵塞问题的方案，以保持碳五装置长周期稳定运行。关键词：碳五；聚合；堵塞；长周期1武汉乙烯碳五分离装置简介碳五馏分组成复杂，共含有30多种以上，因裂解原料、条件不同，各种组分含量的差别很大，重要组分是环戊二烯、间戊二烯、异戊二烯三种双烯烃，总含量达50％～60％，各馏分沸点相近，部分馏分问相对挥发度极其相近，且有些馏分问可形成共沸物，构成难以分

2、离的体系。碳五馏分中含量较多的双烯烃，性质非常活泼，在储存、运输及分离条件下易发生二聚、共二聚、多聚、氧化等反应，给分离过程带来困难⋯。武汉乙烯碳五分离采用以二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂、二级萃取精馏和普通精馏相结合的办法分离得到聚合级异戊二烯、化学级异戊二烯、间戊二烯和双环戊二烯四种产品。装置生产区由原料预处理单元、第一萃取精馏单元、第二萃取精馏单元、间戊二烯和双环戊二烯精制单元、溶剂回收及精制单元五个单元组成。2碳五分离过程中烯烃的聚合2．1对烯烃聚合情况的分析武汉乙烯裂解碳五馏分中，异戍二烯的含量约为20．19％，间戌二烯约为16．20％，环戊二烯约

3、为14．20％，其总量达到50％以上，在环戊二烯热二聚生成双环戊二烯的过程中，若温度较高，就会发生自聚或共聚，甚至双环戊二烯与其它二烯烃进一步发生聚合反应，且温度越高越利于聚合反应的发生，这些反应所生成的副产物，不仅对双环戊二烯的纯度和收率造成影响，同时也造成异戊二烯和间戊二烯损失，甚至会导致设备管线堵塞”1。共聚物的生成量随时间和温度的增加而增加，在超过100℃以后这种趋势更加明显，因此为避免生成更多的多聚物，物料在二聚反应器内的温度不能太高，停留时间不能太长，但温度太低，停留时间太短的话，又会影响到反应速度和环戊二烯的转化率。因此，控制物料的反应时间和

4、反应温度是碳五分离的一项技术难点。2．2解决方案为了尽可能的减少共聚物的生成，武汉碳五分离装置采取了三种措施：(1)在各个反应器的进口前都设置一个换热器，严格控制好物料进反应器的温度。将第一热聚反应器的进料温度设为75℃，由于环戊二烯的二聚反应为放热反应，而随着反应的进行，环戊二烯的含量减少，反应所释放的热量也减少，如果温度太低将会影响环戊二烯的转化率，所以将第二二聚反应器的进料温度设为80℃，第三二聚反应器的进料温度设为88．6℃，这样，两个反应器中的温度都在90—100℃左右，既不影响环戊二烯的转化，也使共聚物的生成量保持在一个较低的水平；(2)设计好

5、各反应器的停留时间。装置将第一二聚反应器和第二二聚反应器设计为三段管式反应器，每段直径l米，高24米，这样，将反应时间控制在4小时左右，由于400单元，环戊二烯的浓度很小，所以第三二聚反应器比前面两个反应器少一段，使停留时间大约为2．5小时；(3)向物料中加入阻聚剂二乙基羟胺，能有效降低异戊二烯和环戊二烯的转化率，而对双环戊二烯转化率的影响却很小。通过这三种方法，武汉碳五分离装置烯烃聚合的问题得到了有效的解决。3萃取系统的堵塞问题萃取系统黑渣堵塞设备是碳五分离装置在运行过程中的一大难题，产生黑渣的原因主要是系统中水分含量太高，使DMF发生水解，水解产物与阻

6、聚剂反应生成不溶物。因此，要解决设备堵塞的问题，就要从控制系统水含量和抑制DMF水解两方面考虑。3．1控制系统水含量(1)严格控制溶剂精制塔底精制溶剂的水含量小于200ppm。若高于200ppm，含水量超标的精制溶剂补充到萃取单元的溶剂罐中，就会使萃取系统循环溶剂的水含量超标，加速DMF的水解。(2)降低一萃系统碳五进料的含水量。碳五物料中所含的水分是萃取系统中物料的主要来源，降低碳五物料中的水分是控制萃取系统含水量非常有用的措施，故在碳五原料罐区和原料进料缓冲罐要做好脱水工作。同时，要严格控制第一汽提塔的操作条件，尽可能将系统中的水从第一汽提塔塔顶蒸出，

7、并定时从第一汽提塔回流罐脱水包排水，防止游离水再回到塔内。3．2添加DMF水解抑制剂DMF水解抑制剂”1主要有胺类(如胺仿)、醛类(如糠醛等)，武汉乙烯碳五装置采用糠醛作为DMF的抑制剂，在系统中加入糠醛，可以使系统呈弱碱性，有效的抑制DMF水解。DMF水解的反应式如下：HCON(CH，)：+H：O—，HC00H+HN(CH，)：糠醛与DMF水解产物的反应式：RCH：CH0+2(CH如NH—，RCH：CH【N(CH31：1广RCH=CHN(CH3)2+(CH，)zNHRCH=CHN(CH，)：+HC00H—+RCH：CH：N(CH，)：+C0：通过以上措施

8、，可以使黑渣量大大减少，延缓设备的堵塞，提高了装置的运行周期，同时