煤制烯烃副产混合碳五的综合利用探讨知识讲解

煤制烯烃副产混合碳五的综合利用探讨

煤制烯烃副产混合碳五的综合利用探讨

摘要：煤制烯烃技术是替代石油生产低烯烃的新型工艺路线，混合碳五是煤制烯烃重要的副产品，和石油化工副产混合碳五既有相似之处也存在差异，本文借鉴石油化工副产碳五馏分的综合利用技术，同时针对煤基甲醇制烯烃副产混合碳五馏分的特点，就甲醇制烯烃副产混合碳五馏分的综合利用进行探讨，指出了甲醇制烯烃副产混合碳五馏分利用的关键是其单烯烃组分的综合利用。

关键词：混合碳五加氢 TAME MTO

Discussion on Comprehensive Utilization of C5 Fraction from Coal to Olefins Process

Guorong He

（Shenhua Baotou Coal Chemical Co. Ltd， Baotou 014010， China）

Abstract： Coal-to-olefins， as a potential method instead of conventional oil route， has received wide attention in the past years. Mixed C5 fractions produced in methanol-to-olefins（MTO） process were commented in this paper that provided utilization means for mixed C5 fractions， and comprehensive utilization for C5 fration will bring the best economics for MTO plant by increasing the value of C5 byproducts.

Key words： MTO TAME C5 fration hydrogenation

神华包头煤制烯烃项目是以煤为原料，通过煤气化制甲醇、甲醇转化制烯烃、烯烃聚合工艺路线生产聚烯烃的世界首套、全球最大、国家级煤制烯烃示

范工程。该项目总投资170多亿元，主要包括180万吨/年甲醇装置、60万吨/年具有自主知识产权由中科院大连化物所开发的DMTO工艺技术甲醇制烯烃装置，2007年9月开工建设，2010年5月全面建成，8月打通全流程，投料试车一次成功。神华包头煤制烯烃项目的成功投产，实现了煤化工和石油化工有机衔接，是能源化工技术领域中重大突破，对于优化能源结构、保障能源安全具有重要意义。

可以预见，随着煤制烯烃技术的成功应用，煤制烯烃产业规模将不断扩大，其副产混合碳五馏分也将随之增加；60万吨/年规模的煤制烯烃装置每年副产混合碳五3.5-4.5万吨，由于技术路线不同，煤制烯烃副产碳五馏分与传统石油化工副产碳五馏分也有差异，煤制烯烃领域对于副产混合碳五的利用处于刚刚起步的阶段，如何利用好这部分物料关系到煤制烯烃产业的综合技术水平和整体经济效益；本文主要就煤制烯烃副产碳五馏分的分离和深加工技术进行探讨。

一、煤制烯烃副产混合碳五的组成

煤基甲醇制烯烃过程副产的混合碳五馏分组成十分复杂，以碳五为主，另有C6-C10等烃类，含有各类不饱和烃、环烷烃、链烷烃以及它们的碳架异构体、顺反异构体、双键和三键异构体等总计140多种组分，其主要成分见表1。相对于石油化工乙烯装置的副产碳五馏分，煤基甲醇制烯烃过程副产的混合碳五馏分中二烯烃含量较低，其烯烃含量大约84%，C5成分大约65%，煤制烯烃副产混合碳五中含有很多有价值的宝贵资源，可广泛应用于橡胶、香料、维

生素片等精细化工产业，如何从中分离和生产出具有高附加值的产品及其中间产品是实现混合碳五资源高效利用的重要课题。

二、混合碳五的利用

1.燃料

煤基甲醇制烯烃过程副产的混合碳五馏分组成十分复杂，总计140多种组分，有些组分沸点接近，且易形成二元甚至多元共沸体系，进行提纯分离相当困难，目前副产混合碳五主要作为燃料利用。

2.石油树脂应用领域

混合碳五可以生产碳五石油树脂和C5-C9共聚石油树脂，碳五石油树脂广泛用于橡胶、路标漆、热熔胶、胶粘带、油墨、塑料以及纸张填料等方面[1]。世界发达国家石油树脂正朝规模化、品牌化、产品多样化的方向发展。我国的石油树脂产业起步较晚，由于混合碳五馏分生产技术相对落后以及缺乏必要的分离精制手段，目前，我国石油树脂生产分散、规模小、质量不高、产品单一，我国目前对石油树脂的需求很大，尤其是高档产品[2]。

三、混合碳五的深加工

煤基甲醇制烯烃副产混合碳五馏分中含有高附加值组分，用来作为燃料，造成极大的资源浪费，所以将这些物质进行进一步的分离和深加工是非常有必要的；借鉴石油化工乙烯装置副产碳五馏分的综合利用技术，同时针对煤基甲

醇制烯烃副产混合碳五馏分的特点，甲醇制烯烃副产混合碳五馏分可以从以下几个方面进行深加工综合利用。

表1 煤制烯烃副产混合碳五主要成分组成

1.混合碳五的加氢分离工艺

煤基甲醇制烯烃副产碳五馏分中含有大量烯炔烃、炔烃、链烯烃、环烯烃、二烯烃，依据不同的需要，可通过全加氢或选择加氢将其转化为饱和烷烃或烯烃，再加以分离利用，碳五馏分加氢分离后正戊烷、环戊烷和少量的烯烃产品，用于作为氯氟烃的替代物，可有效地减少温室效应；异戊烷纯品是发性泡聚苯乙烯（EPS）发泡剂的主要原料，还可与环戊烷混合为在电气领域广泛应用的环异戊烷；同时正戊烷、环戊烷和环戊烷等可作为裂解原料，增产低碳烯烃[3]。裂解方程如下：

CH3（CH2）3CH3→C2H4+C3H6+H2 （1）

CH3CH（CH3）CH3→C2H4+C3H6+ CH4+ C4H8+H2 （2）北京东方石化公司东方化工厂在原有的乙烯裂解和汽油加氢装置的基础上，于1998年新建了一套加氢后混合碳五的分离装置，主要从加氢碳五馏分分离出较高附加值的正戊烷、环戊烷和环戊烷等产品；如图1a所示，混合碳五加氢后的原料首先进行预热，接着进入脱氢单元，在脱氢单元在分离出较轻的C3、C4组分和塔釜料异戊烷、正戊烷、环戊烷、C6及C6+，塔釜料再进入正异戊烷分离单元，分离出异戊烷、正戊烷和环戊烷、C6及C6+，异戊烷、正戊烷进入异戊烷分离单元分离出异戊烷，异戊烷进入异戊烷中间罐分析合格后，即可送入异戊烷罐用于