碳五资源利用途径

目录

1.环戊二烯及双环戊二烯 (2)

1.1碳五分离双环戊二烯的情况 (2)

1.2双环戊二烯在有机合成中的应用现状 (3)

1.2.1合成不饱和聚酯树脂 (3)

1.2.2合成石油树脂产品 (3)

1.2.3合成戊二醛 (3)

1.2.5合成反应注塑成型聚合物 (4)

1.2.6合成环烯共聚物 (4)

2. 异戊二烯（IP） (5)

2.1国内异戊二烯利用状况 (5)

2.2异戊二烯市场需求及前景分析 (6)

2.2.1异戊二烯在精细化工领域应用 (6)

2.2.2异戊二烯在聚合物领域应用 (6)

2.2.3国内生产情况 (9)

3. 间戊二烯 (10)

3.1间戊二烯用途 (10)

3.1.1间戊二烯树脂 (10)

3.1.2固化剂 (10)

3.1.3香料 (11)

3.1.4间戊二烯共聚物 (11)

3.1.5不饱和醇与酯 (11)

3.2市场分析 (11)

4.国内碳五分离技术及其进展 (11)

4.1DMF法分离工艺 (12)

4.2ACN法分离工艺 (13)

4.3热二聚工艺 (13)

4.4新型工艺的开发 (14)

4.4.1碳五馏分的加氢分离工艺 (14)

4.4.2反应精馏技术 (14)

4.4.3共沸超精馏/萃取蒸馏耦合工艺 (15)

碳五资源利用途径

碳五烃类中含有三种双烯烃类：环戊二烯15~17%，异戊二烯15%~20%，间戊二烯10~20%，近年来，碳五馏分的利用已由初期的混合利用转向分离单组分的利用，同时向制备精细化工产品方向发展。

碳五是一种宝贵的资源，可以通过它生产一系列高附加值的化工产品，世界各国普遍关注碳五的开发利用。环戊二烯和双环戊二烯可从乙烯装置碳五馏分中分离出来，是碳五利用的重要内容。日本是碳五综合利用最好的国家，特别是在开发碳五系列精细化学品方面更为显著。将碳五馏分的80%～85%用于分离异戊二烯，然后再将其用于生产合成橡胶和香料、化妆品、药品、杀虫剂等。还将碳五馏分分离后用于生产石油树脂、制造路标漆、热熔胶、印刷油墨和橡胶增黏剂等。其中日本瑞翁公司是碳五综合利用的典型代表，其碳五利用率达80%以上，是世界上碳五利用率最高的企业。

1.环戊二烯及双环戊二烯

我国有丰富的环戊二烯/双环戊二烯（CPD/DCPD）资源，主要来自乙烯裂解副产品C5馏分和C9馏分。随着我国乙烯工业生产能力与产量的快速增加，裂解C5馏分和C9馏分的资源量亦不断的增加，C5馏分产能占裂解乙烯总产量的14～20%，C9馏分产能占乙烯总产量的10～20%；其中C5馏分中的环戊二烯/ 双环戊二烯（CPD/DCPD）含量占15%左右，C9馏分中的环戊二烯/双环戊二烯（CPD/DCPD）含量占20～25%。DCPD的综合利用是合理利用石油资源的一个重要方面，也是降低石化生产成本的有效途径之一，因此，DCPD的开发利用具有非常重要的实际意义，它的研究价值和发展潜力也相当巨大。

1.1碳五分离双环戊二烯的情况

2013年国内C5分离装置产能168万吨，双环戊二烯产量21.55万吨左右，出口量约为6万吨。其中精分离装置产能127万吨，双环戊二烯产量15.65万吨；粗分离装置产能41万吨，双环戊二烯产量5.9万吨。国内C5分离DCPD的厂家主要有淄博鲁华（纯度85%左右）、山东玉皇（纯度84%左右）、上海金山（纯度85-87%）、宁波金海德旗（纯度85%左右）、茂名鲁华（纯度85%左右）、抚顺伊科斯（纯度85%左右）、南京源港（纯度83-85%）、燕山石化（纯度85%左右）。

1.2双环戊二烯在有机合成中的应用现状

从空间结构上看，DCPD有桥环式（Endo-form）和挂环式（Exo-form）两种异构体，在室温下环戊二烯二聚生成桥环式，加热到150℃以上的高温时二聚生成挂环式，工业上使用的主要是桥环式DCPD。从分子结构上看，DCPD分子结构中的共轭双键，其化学性质很活泼，能够进行加成或聚合反应。可以通过它生产一系列高附加值的化工产品。

1.2.1合成不饱和聚酯树脂

环戊二烯及其二聚物双环戊二烯可用来生产不饱和聚酯树脂。不饱和聚酯树脂（UPR）由高分子线性聚酯与低分子不饱和单体缩合而成，是热固性玻璃钢或浇铸体的基体材料，是高分子材料领域的一个重要品种，用途广，用量大。双环戊二烯改性的不饱和聚酯树脂具有很多的优点，如：较好的气干性、耐高温、耐化学腐烛、低苯乙烯挥发、低收缩等。

DCPD改性UPR的大规模工业化生产始于20 世纪80年代，替代顺酐、苯酐，降低了UPR生产成本。因为DCPD是部分替代苯酐来使用，因此当苯酐和DCPD价格差较大时，就使用DCPD，价差较小时就使用苯酐。DCPD在需求增加的同时，也面临着一些不利的因素，比如环保、颜色较深不能用于浅色树脂、其它原料的竞争等。因此我国DCPD生产须提高产品质量，消除污染，加大DCPD 在高端UPR领域的应用开发，只有这样才能在巨大的UPR市场中占稳一席之地，并有所发展。

1.2.2合成石油树脂产品

DCPD和CPD在一定条件下是可以相互转化的。当DCPD在270℃左右的高温下进行热聚合，可以得到DCPD石油树脂。该热聚过程是一连串的双烯加成反应，通过控制聚合温度，溶剂油的加入，调整分子空间结构，控制热聚时间，可以得到不同相对分子质量的DCPD石油树脂。其主要反应是DCPD与它解聚得到的环戊二烯反复进行Diels-Alder反应。另外，DCPD石油树脂还可通过加氢，改善其理化性能，进一步扩大应用范围。

1.2.3合成戊二醛

以DCPD为原料合成戊二醛的工艺，合成途径甚多，但均需把DCPD解聚为CPD，CPD再经选择性加氢制得关键中间体环戊烯（Cyclopentene，简称CPE），