裂解C5分离异戊二烯工艺研究进展

裂解C5分离异戊二烯工艺研究进展摘要：随着乙烯工业的飞速发展，c5资源也日渐丰富，而异戊二烯的产量是衡量裂解c5利用率的一大指标，本文主要阐述了国内外分离利用裂解c5馏分中异戊二烯的工艺技术现状。

关键词：裂解c5 异戊二烯分离工艺

石油烃类裂解制乙烯过程中，伴随产生较大量的c5馏分，裂解原料不同，c5的组成也略有不同，随着乙烯装置的扩容改造，c5

馏分的产量也明显增加。c5馏分也是一种宝贵的资源，可以用来生产一系列的具有高附加值的产品，然而目前我国相当一部分c5用作乙烯装置的燃料或用作其他燃料浪费掉了，c5作为一种潜在的资源，具有广阔的发展前景，其开发利用已经备受国内外公司企业的普遍关注。

1、裂解c5的组成

石油烃类裂解过程中副产的c5产量约为乙烯的13%～16%，裂解c5的组成也非常的复杂，沸点也较接近，各组分间形成的共沸物也相对较多，并且其中的二烯烃易发生聚合，因此c5分离的难度也相对较大。其主要由二烯烃组成，较活泼，二烯烃中的异戊二烯、间戊二烯以及双环戊二烯的含量高达50%以上，也成为c5资源综合利用的重点组分。

分离制取异戊二烯、间戊二烯以及双环戊二烯等二烯烃[1，2]，可作为橡胶、医药化学品以及其他精细化工品的原料。美国、日本在此方面的可发应用相对较早，现在处于领先地位。

异戊二烯可用于生产性能类似甚至优于天然橡胶的异戊橡胶，异戊橡胶应用广泛，前景广阔，市场价值高。此外，异戊二烯还可用于生产丁基橡胶、乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性弹性体（sis）、高反式异戊二烯橡胶、芳樟醇等，另外异戊二烯还可用于制备医药化学品、香料、杀虫剂等。

间戊二烯可用于生产环氧树脂固化剂、间戊二烯树脂[3]、尼龙、塑料、顺酐、涂料油墨以及粘合剂等，其中间戊二烯树脂可用于改善橡胶的加工性能，造纸业中性施胶剂以及建筑业中的石膏板等。

双环戊二烯可进行氢化、加成、卤化、聚合、缩合以及还原等反应，其用途广泛，是树脂和诸多精细化学品的重要原料，可用于生产制备乙丙橡胶、石油树脂、改性不饱和聚酯、聚双环戊二烯树脂，降冰片烯橡胶、防腐剂、固化剂、增塑剂、合成香料，还可用于生产硫化水泥等。

2、异戊二烯分离技术现状

裂解c5的重要组分之一—异戊二烯是c5分离利用的重中之重。工业上一般采用热二聚法分离环戊二烯，然后再分离异戊二烯。

异戊二烯的生产工艺主要有合成法和脱氢法。其中合成法又包括丙酮法、烯醛法和松节油裂解法，但这三种方法都有缺点，一般不采用。脱氢法是以异戊烷或者异戊烯作为原料进行脱氢处理制备异戊二烯。

2.1国外异戊二烯的分离技术

异戊二烯的分离主要有抽提法和共沸精馏法等，其中抽提法是

用乙腈、n-甲酰吗啉、n-甲基吡咯烷酮和二甲基甲酰胺等作为萃取剂进行的萃取分离，目前工业上主要采用乙腈和二甲基甲酰胺作为萃取剂。

乙腈是目前在国外应用比较广泛用于分离c5的萃取剂之一，由美国的esso公司等公司开发。该法的特点是乙腈来源广泛，容易获得，价格低，对碳钢腐蚀性小，沸点不高。并且由于乙腈粘度低，萃取塔的板效率也相对较高。乙腈法的产品纯度和收率分别可达到98%和90%以上。

二甲基甲酰胺作为萃取剂抽提（gpi法），是由日本的瑞翁公司研究开发，并建成一整套生产装置。该法以石脑油为原料裂解c5，以dmf作为溶剂。该法的特点是dmf对异戊二烯的溶解度大，选择性好，萃取剂的用量少，能耗低，操作费用低。另外dmf对设备基本无腐蚀，整个流程设备可以使用普通碳钢。

另外也有采用共沸蒸馏法，该法是由美国的goodyear公司研究开发，正戊烷和异戊二烯可以形成二元共沸物，利用此性质首先可将沸点低于共沸物的组分蒸出，再利用c5中的异戊二烯与正戊烷的共沸物，共沸物组成中异戊二烯的含量较正戊烷的含量大。该方法工艺简单，能耗低，但相对挥发度小，共沸蒸馏需要的塔板数较多，回流比较大。该法用于c5中正戊烷较多，或正戊烷对异戊二烯的加工基本无影响的馏分。

2.2 国内异戊二烯的分离技术

国内工业化的分离技术是以二甲基甲酰胺为溶剂的萃取蒸馏

法。此外，在反应精馏、共沸精馏、一段萃取、加氢分离、萃取和共沸相结合的工艺等方面进行了研究开发，并取得了一定的成效和进展。

1）反应精馏工艺

c5进行反应精馏，馏分中的环戊二烯二聚，异戊二烯由塔顶蒸出，物料经过反应精馏可分离得到异戊二烯、双环戊二烯和间戊二烯。反应精馏技术在c5分离应用中有效地抑制了除环戊二烯以外的二聚反应，从而减少了c5二烯烃损失的同时双环戊二烯的质量也相应提高，工艺流程也相应简化，设备投资降低，能耗降低。

2）c5加氢分离工艺

c5馏分含有相对大量的不饱和烃，根据不同产品的用途，可以通过全加氢或选择加氢，将c5馏分转化为烷烃或烯烃，再分离利用。国内已经利用裂解汽油的加氢装置开发了一套新型的c5烷烃的分离工艺。此工艺先加氢后分离烷烃，同时得到正戊烷、异戊烷和环戊烷。该工艺投资小，能耗低，操作费用低。

3）加氢除炔工艺

裂解c5分离可采用选择加氢除去2-丁炔和异戊烯炔等炔烃后再脱轻塔进行精馏，从而可制得聚合级的异戊二烯。

4）共沸精馏工艺

共沸精馏工艺相比萃取精馏工艺的能量消耗少的多，设备投资少，操作费用低，但该法尚不能得到高纯度的异戊二烯。国内有学者提出了共沸精馏和萃取精馏耦合[4]的技术方法来得到高纯度的

异戊二烯。

3、结语

随着乙烯工业的快速发展，c5资源也日渐丰富，裂解c5的综合利用前景广阔。而异戊二烯的产量是衡量裂解c5利用率的一大指标，我国裂解c5的综合利用水平与发达国家尚有一定的差距，c5的综合利用率低。因此，分离技术的不断突破创新，降低生产成本，有效节能降耗，将促进裂解c5的综合利用，从而能物尽其用，整体的经济效益也可以有效的提高。

参考文献：

[1]代辉，陈均志.国外裂解碳五馏分的分离状况[j].化工时刊.2000.（1）：33～35

[2]李省岐.国内外碳五资源利用综述[j].山东化工.2000.（5）：12～14

[3]王田军.碳五开发利用大有可为[j].精细石油化工.2002.（6）：65～66

[4]史美仁等.采用共沸精馏和萃取精馏耦合分离裂解c5的方法.cn1709842a，2005-12-21