异戊二烯在裂解碳五馏分分离过程中损失的原因分析
加工工艺
石 油 炼 制 与 化 工
ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＡＮＤ ＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＳ
２０１１年１１月
第４２卷第１１期
收稿日期：２０１１－０３－１１；修改稿收到日期：２０１１－０６－１０。
作者简介：钟晓图（１９８７—），女，硕士研究生，研究方向为裂解
碳五馏分分离工艺的应用和优化。
异戊二烯在裂解碳五馏分分离过程中损失的原因分析
钟晓图１，苏 萍１，杨 屹１，李东风２
（１．北京化工大学理学院，北京１０００２９；２．中国石化北京化工研究院）
摘 要：采用封管合成的方法，对碳五馏分热二聚过程中环戊二烯（ＣＰＤ）和异戊二烯（ＩＰ）的共二聚物及自二聚物进行定性和定量分析，从产物追溯反应物的变化，探讨ＩＰ在热二聚过程中的损失原因。结果显示：ＣＰＤ与ＩＰ的共二聚是导致ＩＰ损失的主要原因；而在高温度段（１１０～１３０℃），ＩＰ的自二聚反应是导致高温段ＩＰ转化率增加的主要原因。综合上述两个原因，在进行二聚反应装置的设计时应尽量避免ＣＰＤ与ＩＰ的接触，反应应在较低温度和较短停留时间下进行，１１０℃以下较为适宜。
关键词：碳五馏分 热二聚 异戊二烯 共二聚物 环戊二烯
１ 前 言
裂解碳五馏分是石油烃类裂解制乙烯过程的副产物，目前国内外对碳五馏分的利用主要以分离利用为主。碳五馏分中含量较高、经济利用价值较大的３种二烯烃为环戊二烯（ＣＰＤ）、异戊二烯（ＩＰ）和间戊二烯（ＰＤ），目前已工业化的分离方法有精密精馏、萃取精馏和共沸精馏等。这些分离方法因原料来源、组成、产品纯度和经济性等方面的要求不同而技术路线相异，但大部分的分离过程都首先将碳五馏分加热，使其中的ＣＰＤ二聚成双环戊二烯（ＤＣＰＤ）后再进行分离，其中热二聚－精馏法［１－２］是最常用的分离工艺。
经分离得到的ＩＰ可以用于生产异戊二烯橡胶、苯乙烯－异戊二烯－苯乙烯树脂和丁基橡胶等，具有很高的经济价值，所以在碳五分离工艺的优化中，需要同时兼顾ＣＰＤ的高转化率和ＩＰ的低损耗率。在对裂解碳五馏分分离工艺的研究中发现，碳五馏分二聚过程中ＩＰ的损失率过大，这是很多新型分离技术发展的主要瓶颈。在已公开的文献［３－７］中，对于热二聚－精馏法的研究和改进主要集中在ＣＰＤ的分离上，尚未见到有关ＩＰ损失率分析的报道。本课题采用气相色谱－质谱联用（ＧＣ－ＭＳ）技术对ＣＰＤ，ＩＰ，ＰＤ这３种二烯烃分别进行自二聚物及共二聚物的定性定量分析，取代以往文献［４］中对ＩＰ自二聚体和ＰＤ自二聚体统称为Ｘ２，对ＣＰＤ与ＩＰ、ＰＤ的共聚体统称为Ｘ３的方法，从产物中追溯ＩＰ在热二聚过程中损失的原因，可为解决工业上碳五馏分分离中存在的ＩＰ损失率过大问
题提供可靠有力的实验依据。
２ 实 验
２．１ 实验试剂与仪器
实验原料为中国石化北京燕山分公司化工一厂的石脑油裂解制乙烯副产物碳五馏分。碳五样品中ＣＰＤ的质量分数为（１３．５±０．５）％；实验试剂包括异戊烷、１－戊烯、异戊二烯、环戊烯、环戊烷、双环戊二烯，均为分析纯，由英国Ａｌｆａ Ａｅｓａｒ公司提供。
实验仪器主要有：ＤＨＧ－９１４５Ａ电热鼓风干燥箱，控温精度为±０．１℃，上海一恒科技有限公司生产；Ａｇｉｌｅｎｔ ６８９０气相色谱仪，安捷伦中国（科技）有限公司生产；Ｔｒａｃｅ ＧＣ Ｕｌｔｒａ气相色谱仪和ＤＳＱⅡ型质谱仪，赛默飞世尔科技公司生产；玻璃封管反应器，规格为Φ１０ｍｍ×２００ｍｍ。２．２ 实验方法
碳五馏分的二聚反应在封管反应器中进行，称取一定量的裂解碳五样品用注射器加入到封管内并将其密封后放置在不锈钢套管中，加热器为鼓风干燥箱，在设定的反应温度下按不同的反应停留时间取出，冷却至室温，停止反应后用气相色谱仪分析碳五馏分二聚反应后产物的组成。通过不同反应温度和不同反应停留时间下ＩＰ和ＣＰＤ转化率的变化情况以及ＤＣＰＤ收率的变化情况，
第１１期钟晓图等．异戊二烯在裂解碳五馏分分离过程中损失的原因分析
考察反应温度和反应停留时间对ＩＰ损失率的影响。
实验设定８０，９０，１００，１１０，１２０，１３０℃共６个反应温度点，以及０．５，１，２，３，４，５ｈ共６个反应停留时间点。
２．３ 分析方法
裂解碳五馏分及其二聚物的组成分析采用毛细管气相色谱法。分析仪器为Ａｇｉｌｅｎｔ６８９０气相色谱仪，配分流?不分流进样器。色谱柱为ＨＰ－ＰＯＮＡ弹性石英毛细管柱（５０ｍ×０．２ｍｍ×０．５μｍ）。汽化温度２２５℃，ＦＩＤ检测器，温度２５０℃。柱前压０．１０８ＭＰａ（恒压模式）。进样量０．６μＬ，分流比为１００∶１。二阶程序升温：先在２２℃下保持１３ｍｉｎ；然后以２０℃?ｍｉｎ的速率升温至１２０℃，保持２５ｍｉｎ；再以１０℃?ｍｉｎ的速率升温至１８０℃，保持２ｍｉｎ。
裂解碳五馏分及其二聚物的定性分析采用ＧＣ－ＭＳ与标样定位相结合的方法，使用Ｔｒａｃｅ ＧＣＵｌｔｒａ气相色谱仪和ＤＳＱⅡ型质谱仪。汽化室温度２００℃，离子源温度２００℃，传输线温度２００℃，离子化模式Ｅ２，扫描范围２０～２００ａｍｕ，电子倍增管电压５００Ｖ。程序升温：先在３０℃下保持５ｍｉｎ，然后以５℃?ｍｉｎ的速率升温至２００℃，保持５ｍｉｎ，定量方法为校正面积归一法。
３ 结果与讨论
３．１ 反应温度和反应停留时间对ＣＰＤ、ＩＰ转化率的影响
在碳五馏分热二聚过程中，ＩＰ受热发生聚合，转化成共二聚物及自二聚物而被损耗，ＩＰ的转化率在一定程度上表示了ＩＰ在热二聚过程中的损耗率。ＩＰ的转化率随反应温度和反应停留时间的变化情况如图１所示。从图１可以看出，ＩＰ的转化率随反应温度的升高而增加，并且当反应温度升至１１０℃以上时，ＩＰ的转化率随温度增加较为显著，所以反应温度不宜超过１１０℃。从图１还可以看出，ＩＰ的转化率也随着反应时间的延长而增加。显然，较短的反应停留时间对减少ＩＰ的损耗是有利的。但是因为要同时兼顾ＣＰＤ的转化率和ＩＰ的损失率，所以，综合考虑，反应停留时间设在３ｈ及以下比较适宜。
图２和图３分别为ＣＰＤ转化率和ＤＣＰＤ收率随反应温度和反应停留时间的变化情况。总体
来
图１ 反应温度与反应停留时间对ＩＰ转化率的影响反应温度：◆—８０℃；▲—９０℃；▲—１００℃；
■—１１０℃；●—１２０℃；▲—１３０℃
看，ＣＰＤ的转化率和ＤＣＰＤ的收率都随着反应温度的升高和反应停留时间的延长而增加。当反应温度在１２０℃，反应停留时间为３ｈ时，ＣＰＤ的转化率达到９３％，ＤＣＰＤ的收率达到８９％，所得数据与李兴存［５］、Ｎｕｒｕｌｌｉｎａ［８］等的实验数据相一致。关于ＣＰＤ的转化率与ＤＣＰＤ的收率随反应温度及反应停留时间的总体变化规律在文献［３］中已有详细讨论。
为了探讨ＩＰ损失的原因，对图１～图３的低温度段（９０～１００℃）和高温度段（１１０～１３０℃）做进一步分析：在低温度段，从图２和图３可以看出，当反应停留时间从４ｈ增加到５ｈ时，ＤＣＰＤ的收率变化不大，增幅小于反应停留时间从３ｈ增加到４ｈ时的情况。但是ＣＰＤ转化率的增幅变化却与之相反。这是因为ＣＰＤ会同时发生自二聚主反应和与ＩＰ共二聚的副反应，ＣＰＤ与ＤＣＰＤ的相互转化在反应时间为４ｈ时基本达到平衡。停留时间继续延长时，ＣＰＤ会继续发生与ＩＰ的共二聚反应，使得ＩＰ的消耗量增加。所以在低温度段，
反应
图２ 反应温度与反应停留时间对ＣＰＤ转化率的影响反应温度：◆—８０℃；▲—９０℃；▲—１００℃；
■—１１０℃；●—１２０℃；▲—１３０℃
３
５
石 油 炼 制 与 化 工 ２０１１年第４２
卷
图３ 反应温度与反应停留时间对ＤＣＰＤ收率的影响
反应温度：◆—８０℃；
▲
—９０℃；▲
—１００℃；
■—１
１０℃；●—１２０℃；▲—１３０℃停留时间不宜过长。而在高温度段，从图１和图２可以看出，ＩＰ转化率的增幅显著，但ＣＰＤ的转化率增加不大，说明温度对ＩＰ转化率有较大影响，在高温度段造成ＩＰ损失的主要原因并不是ＩＰ和ＣＰＤ的共二聚。这个结论在以往的文献中尚未有过报道。
３．２ 异戊二烯损失途径的原因分析
３．２．１ 碳五馏分二聚物的定性分析 在已公开
的文献［７，９－１３］中虽然有关于碳五馏分二聚物的定性
分析，
但都只对部分二聚物进行分析，并没有一张比较全面的二聚物色谱图以及对二聚物组成的具体分析结果。本课题利用ＧＣ－ＭＳ与标样定位相结合的方式，对碳五馏分中ＣＰＤ，ＩＰ，ＰＤ ３种二烯烃的自二聚物和共二聚物做了较全面的定性分析。采取ＧＣ－ＭＳ与标样定位相结合的方式可以对定性分析的结果进行验证和补充。
考虑到反应温度为１３０℃、反应停留时间为５ｈ时碳五馏分二聚物的定性分析结果较为完整和稳定，所以选用该条件进行定性分析。碳五馏分在该条件下反应产物中二聚物的气相色谱见图４，与之相应的二聚物的定性分析结果见表１
。
图４ 碳五馏分二聚物的气相色谱
表１ 碳五馏分二聚物的定性分析结果
序号保留时间?ｍｉｎ定性结果
１ ３３．５４０ＣＰＤ＋ＢＤ
１）共聚物２ ３８．０８６ＣＰＤ＋ＩＰ共聚物３ ３８．３８１ＩＰ自聚物４ ３８．８４１ＩＰ自聚物５ ３９．０２９ＩＰ自聚物６ ４１．５３９ＰＤ自聚物７ ４１．８０９ＩＰ共聚物８
４２．２９１ＩＰ共聚物９ ４２．６４０ＰＤ共聚物１０ ４４．８１９ＩＰ自聚物１１ ４５．４５２ＣＰＤ自聚物１２
４５．７１０ＰＤ自聚物１３ ４６．５５７ＣＰＤ＋ＩＰ共聚物１４
４８．３６１
ＩＰ自聚物
１）ＢＤ为１，３－丁二烯
３．２．２ 碳五馏分及其二聚物的定量分析 在反
应温度为１１０℃、反应停留时间为３ｈ条件下，进行碳五馏分的热二聚，根据文献［１４］中的定量方法得到反应前后碳五馏分中主要二聚物的组成，结果见表２。从表２可以看出，反应后ＣＰＤ与ＩＰ的共二聚物是ＩＰ聚合物的主要组成部分，占总二聚物（ＤＣＰＤ除外）的６０％。
表２ 碳五馏分及其二聚物的主要组成ｗ，％
组 分
反应前反应后１，３－丁二烯２．７１９ ２．２２２异戊烷５．２６０ ５．２７３１，４－戊二烯３．０８３ ３．１４４１－戊烯５．７５６ ５．７０４２－甲基－１－丁烯５．９９７ ５．９５５正戊烷６．６８９ ６．６３６异戊二烯２４．３４ ２０．９３反－２－戊烯４．２６５ ４．２２６顺－２－戊烯２．６２１ ２．６０６２－甲基－２－丁烯２．３６０ ２．３４８反－１，３－戊二烯７．３２０ ６．８１０环戊二烯１３．２６ １．６６８顺－１，３－戊二烯２．３４０ ２．５０４环戊烯１．９８４ １．９７６环戊烷０．１６０ ０．１５９双环戊二烯５．７５８ １６．７０９ＣＰＤ＋ＢＤ共二聚物０．０２０ ０．３８９ＣＰＤ＋ＩＰ共二聚物０．０８６ ２．２０６ＣＰＤ＋ＰＤ共二聚物００．０８４ＩＰ自二聚物
０
０．２１３
４５
第１１期钟晓图等．异戊二烯在裂解碳五馏分分离过程中损失的原因分析３．２．３ ＩＰ损失途径的溯源分析 通过对碳五馏分二聚物的定性分析，可以推测反应物的变化。从表１可以看出，ＩＰ的二聚物主要有两种，一种是ＣＰＤ和ＩＰ的共二聚物，另一种是ＩＰ的自二聚物。共二聚物和自二聚物的生成量随反应温度和反应停留时间的变化情况分别见图５和图６。从图５可看出，共二聚物的生成量随反应温度的升高和反应停留时间的延长而增加。从温度对二聚物生成量的影响来看，
增幅比较均匀，这主要是受到了ＣＰＤ和ＤＣＰＤ平衡反应的制约。从图６可以看出，ＩＰ自二聚物的生成量也随反应温度的升高和反应停留时间的延长而增加，但在温度高于９０℃之后，才开始发生自二聚反应。自二聚物的生成量比共二聚物小得多，共二聚物的最大生成量（反应温度１３０℃、反应停留时间５ｈ）为３．６０％（图５），自二聚物的最大生成量仅为０．９８％（图６）。另外，自二聚物受温度的影响十分明显，温度每升高１０℃，
增幅都有明显的提升，这可以对应于图１中ＩＰ的转化率在高温段（１１０～１３０℃）增幅的显著增加，说明在高温段，自二聚反应是导致ＩＰ
转化率
图５ 反应温度与反应停留时间对Ｃ
ＰＤ＋ＩＰ生成量的影响反应温度：◆—８０℃；
▲
—９０℃；▲
—１００℃；
■—１
１０℃；●—１２０℃；▲—１３０
℃图６ 反应温度与反应停留时间对ＩＰ自聚物生成量的影响
反应温度：
▲
—１００℃；■—１１０℃；●—１２０℃；
▲—１
３０℃增幅明显提升的原因。
由以上分析可知，ＣＰＤ的转化率包含共二聚和自二聚的信息，ＣＰＤ和ＩＰ的共二聚是造成ＩＰ损耗的主要原因；在高温度段ＩＰ自二聚反应是导致ＩＰ转化率增加的主要原因。为了减少碳五馏分分离过程中ＩＰ组分的损失，可在碳五原料进入二聚反应器之前先将ＩＰ和ＣＰＤ初步分离开来，以减少ＩＰ和ＣＰＤ在二聚反应器中的接触。从目前的
研究进展来看，
后二聚技术［１５］和反应精馏技术［１６］
可以在较大程度上避免ＩＰ和ＣＰＤ在二聚反应中的接触，
未来将有较为广阔的发展前景。另外，以ＤＣＰＤ生成率作为衡量生产工艺优劣的指标更加
科学合理，而不是看ＣＰＤ的转化率。
４ 结 论
（１）通过ＧＣ－ＭＳ与标样定位相结合的方法完成了碳五馏分及其二聚物的定性分析，从产物追溯反应物的变化，得出：ＣＰＤ和ＩＰ的共二聚是造成ＩＰ损耗的主要原因；高温度段（１１０～１３０℃）ＩＰ自二聚反应是导致高温段ＩＰ转化率增加的主要原因。
（２）ＣＰＤ与ＩＰ共二聚物的生成量占总二聚物（ＤＣＰＤ除外）的６０％以上。在进行反应器或工艺
设计时，应尽量避免ＩＰ与ＣＰＤ的接触。
（３）为降低ＣＰＤ与ＩＰ的共二聚，碳五馏分的热二聚反应应在较低的温度和较短停留时间下进行，１１０℃以下较为适宜。
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１２８１ＳＴＵＤＹ ＯＮ ＴＨＥ ＣＡＵＳＥＳ ＯＦ ＩＳＯＰＲＥＮＥ ＬＯＳＳ ＤＵＲＩＮＧ ＴＨＥ
ＳＥＰＡＲＡＴＩＯＮＯＦ ＣＲＡＣＫＥＤ Ｃ５Ｆ
ＲＡＣＴＩＯＮＳＺｈｏｎｇ Ｘｉａｏｔｕ１，Ｓｕ Ｐｉｎｇ１，Ｙａｎｇ
Ｙｉ １，Ｌｉ Ｄｏｎｇｆｅｎｇ２
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９；２．Ｂｅｉｊｉｎｇ ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，
ＳＩＮＯＰＥＣ）Ａｂｓｔｒａｃｔｓ：Ｕｎｄｅｒ ｖａｒｉｏｕｓ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ，ｔｈｅ ｂｅｈａｖｉｏｒｓ ｏｆ ｉｓｏｐ
ｒｅｎｅ（ＩＰ），１，３－ｐｅｎｔａｄｉｅｎｅ（ＰＤ）ａｎｄ ｃｙｃｌｏｐｅｎｔａｄｉｅｎｅ（ＣＰＤ）ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅｒｍａｌ ｄｉｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔｅａｍ ｃｒａｃｋｉｎｇ Ｃ５ｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ｓｅａｌ－ｔｕｂｅ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｃｏｄｉｍｅｒｓ（ＣＰＤ ｗｉｔｈ ＩＰ ａｎｄ ＣＰＤ ｗｉｔｈ ＰＤ）ａｎｄ ｓｅｌｆ－ｄｉｍｅｒｓｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ＩＰ ｌｏｓｓ ｄｕｒｉｎｇ
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ｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｄｉｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｒｅａｃｔｏｒ，ｔｏ ｅｌｉｍｉｎａｔｅ ｔｈｅ ｃｏｎ－ｔａｃｔ ｏｆ ＣＰＤ ａｎｄ ＩＰ ｉｓ ｅｓｓｅｎｔｉａｌ，ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｄｅｒ ｌｏｗｅｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（ｂｅｌｏｗ １１０℃）ａｎｄ ｒｅｌａ－ｔｉｖｅｌｙ
ｓｈｏｒｔ ｒｅｓｉｄｅｎｔ ｔｉｍｅ．Ｋｅｙ
Ｗｏｒｄｓ：Ｃ５ｆｒａｃｔｉｏｎｓ；ｔｈｅｒｍａｌ ｄｉｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ；ｉｓｏｐｒｅｎｅ；ｃｏ－ｄｉｍｅｒ；ｃｙｃｌｏｐ櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐殾
殾
殾
殾
ｅｎｔａｄｉｅｎｅ简 讯
辽阳石化公司研发成功第二代苯加氢催化剂
辽阳石化公司研究院研发成功第二代低能耗、环保型苯加氢催化剂。该催化剂是在总结第一代技术经验的基础上进行的再次创新，苯转化率大于９９％、环己烷选择性达１００％。
据称，这项技术成果突破了传统的担载型和齐格勒纳塔型催化剂制备技术的缺陷，具有制备技术简单、无废弃物排放等特点。与传统的齐格勒纳塔型苯加氢催化剂相比，该项技术具有无羧酸盐成盐过程、无废水产生、不使用烷基铝等化学性质活泼的原料、反应温度和压力较低等优点，
解决了环境污染、生产安全问题，并可大大降低装置的投资与操作成本，是一项具有自主知识产权的专利技术。
［中国石化有机原料科技情报中心站供稿］
美国能源部资助美国首个纤维乙醇项目
美国能源部（ＤＯＥ）承诺将为ＰＯＥＴ公司在建的一套产能为２５Ｍｇａｌ?ａ（１ｇａｌ≈３．７８５Ｌ）的乙醇项目提供１．０５亿美元的有条件贷款。
这项被称为“Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｌｉｂｅｒｔｙ”的项目将利用一种特殊的酶将玉米转化成乙醇，
装置将建在位于爱荷华州的Ｅｍｍｅｔｓｂｅｒｇ，毗邻其谷物乙醇装置，预定２０１３年投产。据称，“Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｌｉｂｅｒｔｙ”项目每年将减少５０ＭＬ以上石油的使用，将满足２０１３年生物质纤维乙醇可再生燃料标准的２５％。ＰＯＥＴ公司表示：纤维素乙醇在美国的前景很好。据估算，“Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｌｉｂｅｒｔｙ”能减少１１１％的温室气体排放。该公司计划将新技术应用到其它玉米乙醇生产装置中，到２０２２年，纤维素乙醇的产能将提高到３５０Ｍｇ
ａｌ?ａ。［中国石化有机原料科技情报中心站供稿］
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研究碳五馏分选择性加氢除炔催化剂
研究碳五馏分选择性加氢除炔催化剂 摘要：碳五馏分主要是由异戊二烯和环戊二烯组成，可用于分离。如今，主要对碳五馏分除炔的方法是选择加氢进行催化。本文主要研究催化剂的工艺条件和活性组分是否对碳五馏分加氧除炔催化性能有影响，并由此考察了该催化剂的稳定性。在加氢实验中，我们发现，钯、银、铜以及一些稀土元素，可以良好的发挥催化选择性和活性。对于催化工艺条件中的不足之处，进行了相应的优化，并由此得出碳五馏分选择性加氢除炔的适宜工艺环境为35~45℃，液态空速在2-4h-1，压力为1.5~3.0帕斯卡，而氢炔摩尔比在3.0~5.0之间。在这样的基本环境中，碳五馏分可以将炔烃大量的脱除，而且催化性能保持稳定。 关键词：碳五馏分加氢催化剂 随着科技的进步和发展，社会中需要化工材料的企业和产品也越来越多。近年来，丙烯的需求量不断上升，也因为丙烯的产量不高，由此使得丙烯的价格也不断上涨。发明能增产丙烯的技术，成为当今化工研究者追求的主题。碳五烯烃转化是如今最好的增产丙烯的办法。但裂解碳五馏分会含有大量的双烯烃，只有加氢除炔才能成为单烯烃。在烯烃转化的时，若双烯烃的质量分数在0.5以上，就会产生聚合物和大分子产物，造成一定的转化影响。 一、实验流程 1.制备催化剂 将氢氧化铝放入马弗炉中进行焙烧，并由此得到三氧化二铝载体。测量一下载体的吸水率，并采用浸渍法将金属硝酸盐放在载体上，进行一段干燥后，再高温焙烧。将催化剂放入在反应器中，用氢气进行还原。 2.原料 取第一萃取系统前的碳五原料，其中的质量分数分别为2-丁炔0.025%、异戊二烯43%、异戊烯炔0.15%，其中氢气的纯度要大于99%。 3.分析方法 先对异戊二烯的加氢前后常量用HP6890色谱仪进行分析，用面积归一化法作为定量的办法，用FID（火焰离子化检测仪）来检测有机物，检测的温度在250℃左右。分析微量炔烃用北京分析仪器厂SP-3420气相色谱仪，用强极性柱切割出炔烃，再将炔烃切换到非极性的分析柱上，按沸点分离。用外标法作为定量方法，TCD（热导池检测器）检测，检测温度在170℃左右。 4.实验的主要装置
乙烯裂解C4馏分的分离及利用
乙烯裂解C4馏分的分离及利用 李涛 （扬子石化股份公司研究院） 摘要介绍了乙烯裂解装置副产C4馏分的分离技术及化工利用状况，并对我国乙烯装置裂解C4馏分的分离利用提出了具体建议。 关键词乙烯裂解C4 丁二烯丁烯-1 正丁烯异丁烯 1．前言 我国主要使用石脑油和轻油裂解法制备乙烯，该法将联产大量的C4烃和C5烃混合物,如以石脑油为原料,Ｃ4烃产率可达乙烯产量的 15%～18% ,Ｃ5烃也可达到20%左右。目前,我国的乙烯生产能力可达 550万t/a ,Ｃ4、Ｃ5烃的年产量近 100万t。到 2005年,南京化学工业园区内乙烯产量将达到1400kt/a ,其中抽余C4产量约 220 kt/a, 裂解 C5产量约150 kt/a,裂解C9产量约 130kt/ a。这些组份量大且稳定,其中烯烃、二烯烃和芳烃等不饱和活性组份所占比重超过了50% (质量分数)，而这些活性组份正是精细有机化工的主要原料。目前我国Ｃ4烃的化工利用率只有 41% ,Ｃ5烃的化工利用率则更低,仅为10% ,其它基本上是作为燃料利用的。而国外的化工利用率很高,如美国为 80%～90%,日本为64%,西欧为60%。因此采用新技术充分利用好这一宝贵资源,综合挖掘它们潜在的利用价值 , 获取高附加值产品,对降低乙烯投资成本,提高经济效益具有重要意义，同时也会直接影响精细化工的发展和未来[1-2]。 2．裂解Ｃ4馏分的分离[3-6] 乙烯裂解装置副产 C4馏分中含有 1 ,3 -丁二烯、正丁烯、异丁烯、正丁烷等组分（见表1）。1 ,3 -丁二烯可以用萃取精馏的方法分离出来,用作合成橡胶的原料。余下的C4抽余液是多种异构体的混合物，各组分的沸点很接近,尤其是异丁烯和丁烯-1 ,沸点只相差 0.6℃,相对挥发度只相差 0.03 ,用一般的精馏方法很难实现二者的分离。所以一般用化学方法来脱除异丁烯，例如用反应精馏的方法与甲醇反应生产 MTBE而被利用,剩下的正丁烯和正丁烷、异丁烷等组分,过去是用作液化气燃料被烧掉,价值比较低,但自从德国德士古公司(Deuscho)发明了正丁烯水合法生产甲乙酮的工艺后,正丁烯被进一步开发利用。由于甲乙酮的生产要求原料正丁烯含量 (Wt)>97% ,因此正丁烯的分离技术也成为近几年的热门课题。正丁烯可以分成 1-丁烯、顺-2-丁烯、反-2-丁烯,而正丁烷的沸点介于 1-丁烯与反-2-丁烯之间,而且非常接近,用普通精馏不能用一个塔完成正丁烷与正丁烯的分离,多采用萃取精馏。萃取精馏是在精馏塔中加入一种极性溶剂(或混合溶剂),改变待分离组分的相对挥发度,得以用精馏的方法分离。 表1Ｃ4馏分的组成举例（w/%） 组分正丁烯异丁烯正丁烷异丁烷丁二烯 裂解C4 33.9 20.3 1.4 0.5 43.9 2．1分离丁二烯技术 世界上从裂解C4馏分中抽提丁二烯以萃取精馏法为主，根据所用溶剂的不
关于馏分合并与舍弃的纠结问题
关于馏分合并与舍弃的纠结问题 关于馏分合并与舍弃的纠结问题 1，留样（做每一步之前要想清楚接下来要做什么，怎么做。最好是有了计划，写下 来再动手做，不然毁了样品就后悔莫急啊。） 2，接馏分（每馏分的体积。大柱用梯度时1/3-1/2柱体积；小柱馏分收集仪1/8- 1/2体积（以收集试管为最终判断，手动收集1-3柱体积不等） 3，回收溶剂。大柱回收溶剂（注意回收过程中物质（甚至晶体）的析出，回收干后 烧瓶内固体的析出，如果有估计析出，用弱极性的溶剂洗涤，易溶溶剂溶解固体）（记录 每一瓶的回收瓶中的样品状态（晶体、固体、胶质）、颜色、量（大致）） 4，点板（大柱：每一瓶点。用洗脱体系溶剂（但极性加大，使Rf值在0.2-0.8，如果是难分离的几个化合物最好是压一压Rf值），呈递减状。留样（遵照等体积、等量最 好体积和点样量都相等，或两者折合相等。定量毛细管），可看出化合物洗脱的趋势（总 体和每一个）。晶体和干净固体、洗涤的母液重点观察。多用GF254，显色顺序：日光正 反面（有色成分蒽醌、部分黄酮，叶绿素），紫外（荧光、暗斑，叶绿素排出），碘、硫酸，碘化铋钾（等30分钟，观察颜色的变化），水。{备注：开始确定大致范围时，可以 把1~10号样品点一个点，11~20号点一个点，以此类推……以确定哪些段含有相似的点是，每一次点板时都要点留样的那部分，以确定馏分流出的情况｝ 5，放置、挥溶剂。每天观察，固体、晶体的析出。 6，晶体或固体析出后，继续放置直至脏的母液变成流浸膏附着在晶体或固体表面 （这时候知道不会再析出晶体或固体了）。用滴管吸出流浸膏至另一瓶中，用微溶溶剂洗 涤晶体或固体，洗涤液吸出），得到量较大的化合物。（原则是能拿到20毫克，就先拿 出来） 7，待处理区段（一般为几十个馏分）的其余馏分全部挥干后，对照3点的薄层观察 每一馏分的量的多少（固体、特别注意胶质、油状物）（用封口毛细管 探）。对有主点又有量的馏分关注。 8，能够洗涤出固体或晶体，就如5的操作。 9，溶解待处理的区段，采用不同于洗脱体系的展开体系展开（一般先用一种其 他体系，若需要时再用第二种体系）。 10，合并时，目标要明确。根据斑点情况，确定（锁定）所要分离的目标。
c5馏分分离工艺技术之国内部分
胡競民白希耐 一、裂解C5馏分分离现状 1．双环戊二烯产品的分离 国内一般通过加热和蒸馏的方法从裂解C5馏分中分离出工业级双环戊二烯，再由工业级双环戊二烯制取高纯度的双环戊二烯产品。 ⑴精馏 将工业级的双环戊二烯（80%纯度）通过减压蒸馏塔，在一定的塔高和一定回流比下进行蒸馏。根据工业级双环戊二烯的组成不同，蒸馏操作可以是一台塔或者二台塔串联操作。例如上海石化的分离装置采用一台塔，有的化工厂要获得高纯度的双环戊二烯产品则采用两台塔。精馏获得的双环戊二烯纯度一般在90%～94%。 ⑵解聚-二聚-蒸馏 通过解聚-二聚-蒸馏法获得的双环戊二烯产品的纯度均比较高，一般在96%～98%，有的还可达到99%左右。目前国内公布了很多有关该方法的专利技术，并已有1000t/a的工业规模装置，装置采用带搅拌的釜式结构，工艺流程简单，操作方便。 2．异戊二烯的分离 国内实现工业化的异戊二烯分离技术为溶剂二甲基甲酰胺（DMF）萃取蒸馏法。此外，业界在共沸精馏、反应精馏、加氢分离、一段萃取、共沸和萃取结合工艺等进行了很多研发工作，取得了一定成绩和进展。
二、新型C5分离工艺的开发 1．C5馏分的加氢分离工艺 C5馏分中含有大量的不饱和烃,根据产品用途的不同,可通过选择加氢或全加氢将其转化为烯烃或烷烃,再通过分离加以利用。目前国内已利用由裂解汽油加氢装置得到的混合C5烷烃开发了新型C5烷烃分离工艺。该工艺由加氢和烷烃分离过程组成,可同时得到环戊烷、异戊烷和正戊烷。其工艺投资小,操作费用少,能耗低,可依市场需求灵活调整产品方案。 2．反应精馏技术 采用反应精馏技术从C5馏分中分离双烯烃的方法,即将C5馏分进行反应精馏,使环戊二烯发生二聚反应, 异戊二烯由塔顶分离出去,物料经精馏分离得到间戊二烯、双环戊二烯和异戊二烯。 针对现有技术在脱除环戊二烯过程中存在的问题,反应精馏技术有其独特之处：(1)由于在脱除环戊二烯过程中能有效抑制除环戊二烯二聚反应外的其他二聚反应，因而减少了副产物的生成，既提高了双环戊二烯产品的质量又减少了C5双烯的损失；(2)由一个反应精馏塔替代现有技术中的二聚反应器和预脱重塔，简化了工艺流程和操作；(3)由于简化了工艺流程，减少了设备的投资，降低了生产过程中的能耗。 3．通过加氢除炔，取代第二萃取蒸馏单元 针对目前裂解C5馏分分离流程第二单元中存在的诸多问题，可采用选择加氢除炔后再进行精馏的方法代替二萃单元，得到聚合级异戊二烯产品：来自第一萃取单元的化学级异戊二烯物料进入选择性加氢反应器，将其中的异戊烯炔和2-丁炔
分离食盐和水的方法
分离食盐和水的方法》教学实录1 时间：2011年10月14日星期五上午第一节 地点：浙江省台州市椒江区桔园小学 教材：教科版小学科学四年级上册《分离食盐和水的方法》 执教：邱月（台州市椒江区桔园小学） 整理：金林敏（台州市椒江区前所中心校） 教研活动：椒江区小学新课程“生态课堂”教学研讨会 教学过程： 一、课堂导入 师：上课！ 生：起立！老师好！ 师：同学们好！请坐！ 同学们，通过上节课的学习，我们知道食盐能溶解在水中，老师回去之后也配了一杯浓盐水，但是一不小心和一杯清水放在了一起（出示一杯浓盐水和一杯清水），你们有什么好的方法可以帮助老师把它们区分开来吗？ 生：尝一下! 师：为什么？ 生：浓盐水是咸的。 师：还有方法吗？ 生：可以闻一下，清水没有味道，盐水有味道。 师：你闻一下，有没有味道？注意闻的时候要扇闻，不能直接去闻。（教师让该生扇闻）闻到味道了吗？（生摇头）看来这个判断是错的，闻的方法不行，你们还有什么方法吗？还有什么办法是运用我们以前的知识来判断的！ 生：继续加盐。
师：这必须是饱和食盐水才能判断，还有办法吗？今天这节课，老师给大家介绍一种新办法，看看能不能分别加热清水和盐水来区分哪一杯是清水，哪一杯是盐水？ 生：能！盐水加热会留下盐！ 二、正确使用酒精灯 师：对，今天我们一起来研究《分离食盐和水的方法》（板书：分离食盐和水的方法）说到加热，你们想到了要使用哪些工具呢？ 生：煤气、打火机、火柴…… 师：今天老师给大家介绍一位新朋友，它的名字叫“酒精灯”。（板书：酒精灯） 师：你们想不想认识这位新朋友？请大家翻到书本P37页对照书本的第一幅图看看酒精灯是由哪几部分构成的？（板书：构造） 生阅读书本。 师：现在老师考一下大家，这是——（师指着灯帽提问） 生：灯帽。 师：灯帽里面是—— 生：灯芯，还有酒精在里面。 师：那你们知道酒精灯点燃的时候能分几层吗？从外到内有几层？ 生：外焰、内焰、焰心。 师：那我们平时通常用外焰来加热因为外焰的温度是最高的。 我们已经认识了这位新朋友那你们会使用酒精灯吗？使用的过程中我们要注意哪些事项呢？请大家看到书本P37页。 生看书本。 师：看好了吗？要想点燃酒精灯要怎么办？ 生：把灯帽拿出来。 师：我们用火柴轻轻地点燃，从酒精灯的一侧点燃酒精灯，再在旁边甩一下火柴。如果要点燃另一盏酒精灯能不能直接拿酒精灯去点燃？ 生：不能。
我国C4馏分的利用一般分两种
我国C4 馏分的利用一般分两种 ，即工业利用和分离化工利用。工业利用包括不经加工直接作为燃料应用的液化石油气、掺入汽油调节蒸汽压、直接作燃料气使用和经化学加工生成液体燃料等多种形式。通常用来生产高辛烷值汽油组分，其中包括烃类和非烃类燃料。烃类如烷基化汽油、齐聚叠合汽油；非烃类如叔丁醇、甲基叔丁基醚等。分离化工利用是将C4 馏分中各主要组分进行分离、精制，然后用来做各种化工产品生产的原料。由于C4 馏分中各组分的沸点十分相近，有些组分的相对挥发度差别极小，采用简单蒸馏方法难以有效分离；还由于C4馏分中各组分的 凝点较接近，低温结晶分离能量消耗极为可观，而且这两种分离方法都难以保证分离组分的纯度，因此还要进行后续的精制处理，因而加工成本比较高。 （一）工业利用途径 1. 烷基化汽油 烷基化汽油是由异丁烷和低分子烯烃在催化下所生成的一种异构烷烃混合物，它与含有大量烯烃的催化汽油和大量芳烃的重整汽油相比，有辛烷值高、两种辛烷值的差值小、挥发性好，燃烧后清洁性好的特点，是各种汽油的高辛烷值的调和组分，常成为航空汽油、无铅优质汽油的必要组分。 2. 叠合汽油 来自催化裂化、焦化及热裂化的副产气体中的丁烯和丙烯腈非选择性叠合或选择性叠合生产一种汽油的高辛烷值调和组分，或某种特定的产品如异丁烯选择叠合生产高辛烷值汽油、二异丁烯等，目前正在研究 C4、C4烯烃叠合生产高质量的柴油及喷气燃料的可能性。 3. xx 汽油 齐聚汽油是通过单体烯烃（包括丙烯、丁烯的二聚、三聚、四聚和丙烯、丁烯的共聚或共齐聚）2-4个少数分子所起的聚合反应而生成的高辛烷值汽油组分。法国石油研究院提供的Dimersol 技术在工业上得到广泛应用，它将自流化催化裂化或蒸汽裂解的丙烯和（或）丁烯进行选择性二聚或共二聚以制取高辛烷值汽油掺合组分或石油化工原料。 4. M TBE
Aspen Plus模拟轻苯馏分分离
目录 1.引言 (2) 2.设计条件 (2) 3.工艺过程计算 (3) 3.1Tower-1的设计 (3) 3.2tower-2的设计 (7) 3.3Tower-3的设计 (10) 3.4换热器的设计 (12) 4结果汇总 (20) 5.设计心得 (21) 6.参考文献 (22)
1.引言 Aspen Plus是一个生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟系统。源于美国能源部七十年代后期在麻省理工学院（MIT）组织的会战，开发新型第三代流程模拟软件。该项目称为“过程工程的先进系统”（Advanced System for Process Engineering，简称ASPEN），并于1981年底完成。1982年为了将其商品化，成立了AspenTech公司，并称之为Aspen Plus。Aspen Plus庞大的数据库包是得到精确可靠的模拟结果的关键，该数据库收集了世界上最完备的气液平衡和液液平衡数据，共计二十五万多套数据，用户也可以把自己的物性数据与Aspen Plus系统连接，其广泛应用于化学与石油工业、炼油加工、生物及医药等方面。 本文采用Aspen Plus进行轻苯馏分体系精馏塔的设计，目的是将反应产物分离成为C4、C5、C6及C10四个馏分，且每个馏分的质量分数均不低于0.95，收率不低于0.96，完成在此工艺分离条件下塔和换热器的设计，本文采用了三个精馏塔进行分离操作，并对塔和换热器的类型进行了选取，并进行相关工艺参数的确定。 2.设计条件 1）已知：有一股轻苯馏分，流率为1000kg/h，温度80℃，压力600kPa，经过反应器后将其中环戊二烯经热二聚反应生成双环戊二烯后，温度变为103℃,组成和基本物性见表4-1。物性：SRK方程 要求将热二聚反应产物分离成为4个馏分，即C4馏分(主要成分1-丁烯)、C5(主要成分环戊烯)、C6(主要成分苯)、C10(主要成分双环戊二烯)。每个馏分中主要成分的质量分数不低于0.95，收率不低于0.96。 组分英文名结构式质量分数沸点/℃ 1-丁烯1-butene C4H80.037537.0 环戊烯Cyclopentene C5H80.22444.2 环戊二烯cyclopentadiene C5H60.00641.5 苯benzene C6H60.52380.1 双环戊二烯dicyclopentadiene C10H120.2095170.0 合计 1.0000 表2-1轻苯馏分的组成和基本物性 2）公用工程条件与注意事项 ①循环冷却水压力400kPa，入口温度33℃，出口温度40-43℃； ②冷冻水压力400kPa，入口温度5℃，出口温度15℃； ③加热蒸汽为600kPa饱和水蒸汽； ④为防止双环戊二烯热分解，物料温度不得超过120℃。 3）设计任务 ①选择分离方法，画出工艺流程图； ②用ASPEN PLUS模拟计算，给出物料流程图和物流表；计算总物料平衡 和能量平衡；计算公用工程消耗量；
《分离食盐与水的方法》优秀教案
《分离食盐与水的方法》教案 【教材分析】 教材首先出现了一杯底部有少量食盐的浓盐水，给液面做个记号，然后一点一点地加水，使杯子里的恰好全部溶解，接着又让杯中的水蒸发，析出盐，最后，把浓盐水倒进烧杯中进行加热，直至析出晶体。进一步调动起学生的学习兴趣，将他们引入到深入的探究活动中。 【教学目标】 科学知识：引导学生尝试探究分离食盐与水的方法，了解海水制盐的有关知识。 科学技能：学生能对所研究的问题进行实验方案的设计，培养学生自主探究能力。 情感态度和价值观：激发学生课外探究其他溶液分离方法的兴趣。【教学重点】 把浓盐水倒进烧杯中进行加热，使食盐析出来。 【教学难点】 食盐溶解于水的变化是一个可逆的过程。 【教学准备】 演示实验用：饱和食盐水、玻璃棒、水、食盐，有关海水晒盐的资料 小组实验用：饱和食盐水、玻璃棒、烧杯、三脚架、石棉网、酒精灯、放大镜、食盐等 【教学过程】 一、创设情景，提出问题 1．猜谜语：身体白又小，下水融化了，入口有咸味，生活不可少。（食盐） 师：我们这节课就以食盐为材料，开展研究活动。 2．教师出示一杯已经饱和的食盐水。 师：因为今天上课是和盐水有关，所以老师调制了一杯食盐水，可一不小心
把盐放多了，你有什么办法能使杯底的食盐继续溶解呢？看谁的方法既简单又实用？ 二、设计方案，验证假设 1．学生小组讨论实验方案。 2．师生交流实验方案：采用加水的方法。 3．学生动手实验，观察溶液的变化。 师：在加水时，先看看杯中原来有多少浓盐水，在杯外壁做个记号。然后再往杯里倒入少量清水（注意：加水过程要对于“水量”要进行控制），经过搅拌，杯底的食盐溶解在水里了吗？ 4．如果继续加水，还能继续溶解食盐吗？ 5．引导小结：用增加水量的办法可以继续溶解杯底的食盐。 三、继续探究，分离食盐 1．提问：（出示一杯浓盐水）把这杯盐水放在窗台上，让杯里的水蒸发减少，已经溶解的食盐会怎样呢？ 2．提问：如果烧杯里的水全部蒸发了，原先溶解在水里的食盐会怎样呢？ 3．师：刚才，同学们亲眼看见食盐被溶解在水里。你能不能想出一个办法，在较短的时间内，让溶解在水里的食盐分离出来呢？ 4．学生设计实验方案。 5．分组汇报实验方案。（学生汇报是可能提到让溶液自然蒸发，用过滤的方法，用酒精灯加热蒸发分离出食盐等方法，教师评价每种方法的利弊。）6．酒精灯的使用。 7．分组实验：用加热的办法让水分蒸发减少，观察蒸发皿里食盐与水的变化。（在分组实验前，学生应提出安全事项：A 注意酒精等的正确使用； B 在盐水还未完全蒸发完之前熄灭酒精灯； C 加热后的蒸发皿、三脚架、石棉网很烫，不要触摸。） 四、烧杯中的白色颗粒是盐吗 1．师导：通过刚才的实验你有什么发现吗？盐会跟着水一起蒸发吗？（蒸发皿上留下了白色的盐）
二7分离盐和水的方法 翟丽
大黄山镇荆山小学 科学教学观摩课 教科版四年级科学上册 第二单元7、分离盐和水的方法 大黄山荆山小学翟丽 【教学目标】 科学概念：食盐溶解于水的变化过程是一个可逆的过程。 过程与方法：初步经历探究性实验“食盐从浓盐水中析出”的研究活动。 情感态度价值观：激体验研究溶解现象的乐趣，发展进一步探究溶解问题的兴趣；意识到溶解在人民生活中应用的广泛性和重要性。 【教学重点】指导学生正确使用酒精灯。 【教学难点】理解减少溶液中的水分可以进行分离盐和水。 【教学准备】小组观察实验：饱和盐水1、食盐1、清水1、蒸发皿1、放大镜1、石棉网1、酒精灯1、三脚架1。 【教学过程】 一、食盐和水会一起蒸发吗 1、出示上一节课留下来的浓盐水，请学生观察后提问：为什么这杯盐水杯底会有盐呢？你有什么办法能使杯底的盐继续溶解吗？（增加水量）
2、按照学生的说法演示实验：我们用纸条在杯壁给浓盐水的液面做个记号，然后一点一点地加水，使杯子里的食盐恰好全部溶解，把杯子放在窗台上让水蒸发，当杯子里的水面降到原来的刻度时，已经溶解的食盐会怎样？（学生思考） 3、继续思考：如果杯子里的水一天一天继续蒸发减少，直到水全部被蒸发掉，原先溶解在水里的食盐会怎样？食盐会随水一起蒸发呢还是会留在杯子里。（学生做解释） 二、观察蒸发皿中的白色颗粒 1、讲解：用蒸发的方法水分减少很慢，我们还可以用酒精灯加热水的方法来加快水分的蒸发，看一看溶液中水分减少后食盐的变化。 2、出示实验装置，介绍各部分名称。（蒸发皿、石棉网、酒精灯、三脚架） 3、教师演示实验操作，学生观察。 4、强调实验要点：酒精灯的构造、酒精灯的点火方法、酒精灯的灭火方法、在盐水还未完全蒸发之前熄灭酒精灯、加热后实验器皿会很烫要注意安全。 5、分组观察：用放大镜观察蒸发皿中留下的物质的形状、颜色、颗粒大小。 6、集体探讨：这些白色颗粒和食盐一样吗？它们也能溶解于水吗？它们是食盐吗？如果在蒸发皿中留下的是食盐，说明什么？（盐的水溶液中的水分蒸发后，盐并没有随水分一起蒸发掉，而是形成了
C4馏分的分离与综合利用-田
3.1 C4馏分中丁二烯的分离 碳四馏分指含有四个碳原子的烃类混合物，主要成分有正丁烷、异丁烷、1-丁烯、异丁烯、1,3-丁二烯、顺式2-丁烯、反式2-丁烯等。碳四馏分的来源较多，其中以石油炼制过程生成的炼厂气和石油裂解过程生成的裂解气为主。但通常是以液态具有工业意义的C4烃主要有七个组分（表1），其中尤以1,3-丁二烯（以下简称丁二烯）更为重要。 由上表可以看出：混合 C 4中的丁二烯、异丁烯、 1 一丁烯沸点和相对挥发度都比较比较接近，化学性质较活泼，需用特殊方法分出，我
们采用二甲基甲酰胺(DMF）法进行萃取精馏的方法分离出丁二烯 3.1.1 DMF法的介绍 DMF法是由日本瑞翁公司于1965年实现工业化生产。由 于该工艺比较先进、成熟，世界各国都相继采用。该工艺采 用第一萃取精馏工序、第二萃取精馏工序、精馏工序和溶剂 回收4个工序。工艺特点是装置能力大，对原料C4的适应性强，丁二烯含量在15％～60％都可以生产出合格的产品；装置操作周期长，烃和溶剂分离容易，分离效果好，热能回收利用彻底：循环溶剂使用量小，消耗低，热稳定性和化学稳定性好，但容易引起双烯烃和炔烃的聚合，在有水分存在下有一定的腐蚀性。我国对引进的DMF法进行了多次的改进，目前已经形成了我国特色的生产工艺，并且有多套装置采用该法进行生产，在我国生产丁二烯中占据主要地位。 3.1.2 DMF分离丁二烯 用DMF作溶液从C4馏分中抽提丁二烯的方法是我国于1976年5月由日本引进了第一套年产4.5万吨的DMF法抽提丁二烯的装置。 该工艺采用二级萃取精馏和二级普通精馏相结合的流程，包括丁二烯萃取精馏，烃烃萃取精馏，普遍精馏和溶剂净化四部分。其工艺流程如图3-2 所示。 馏分气化后进入第一萃取精馏塔（l）的中部，二甲基甲酰胺则由塔顶部原料C 4 第七或第八板加入，其加入量约为C 馏分进料量的七倍。第一萃取精馏塔顶丁 4 烯、丁烷馏分直接送出装置，塔釜含丁二烯、炔烃的二甲基甲酰胺进入第一解吸塔（2）。解吸塔釜的二甲基甲酰胺溶剂，经废热利用后循环使用。丁二烯、炔烃由塔顶解吸出来经丁二烯压缩机（8）加压后，进入第二萃取精馏塔（3），由
《分离食盐和水的方法》 教学设计
教学设计 《分离食盐和水的方法》 乌鲁木齐市第十二小学 高洁
《分离食盐与水的方法》教学设计 一、教学背景分析 本课是教科版科学四年级（上）第一单元《溶解》的第七课。 本单元从观察食盐在水中的变化开始，引导学生进入到对溶解现象观察描述的一系列活动中去。通过观察、比较几种物质在水中的变化，形成关于“溶解”的描述性概念，并进一步研究学生可能会提出来的一系列问题——是什么因素在影响溶解的快慢，一杯水能溶解多少食盐，溶解了的食盐还能分离出来吗？等。引导学生围绕着溶解这一主题，逐步深入地开展观察研究活动。 食盐溶解于水的变化过程是一个可逆的过程。当食盐饱和溶液中的水分减少时，食盐就析出来了。如果学生们一直收集、保存着前几节课使用后的浓盐水，他们也许该发现新的问题了。随着水分的蒸发，少量食盐析出并沉在杯底。这些食盐是从盐水里分离出来的吗？食盐能从盐水里分离出来吗？这是一个很值得研究的问题。 二、学科整合思路 本节课是实验操作课，学生在认识溶解现象的基础上，通过实验活动引导学生对增加和减少水分，盐的水溶液会有什么变化的问题进行思考。充分利用小学生对事物好奇、爱动手动脑的特点，通过多媒体课件引导学生进行实际的观察活动，了解食盐在水中溶解和结晶的双向变化过程，认识到食盐溶解于水的变化过程是可逆的。激发他们的学习兴趣。 因为有了课件引领、动手操作的经验，学生的交流，教师的总结，整节课堂气氛活跃，学习活动有序，学生参与兴趣浓厚，目标达到效率高。使学生在动手操作、探究发现、口语表达等综合学习能力得到进一步提高和发展。 三、教学设计 【教学目标】 1、通过实验使学生懂得食盐既能溶解于水，但随着水分的减少，食盐又会析出来。 2、通过实验使学生明白用加热的方法能很快使浓盐水中的食盐析出来。 3、了解酒精灯的构造及使用方法，知道做实验时要注意安全。 4、激发学生课外探究其他溶液分离方法的兴趣。 【教学重难点】 重点：食盐溶解于水的变化是一个可逆的过程。 难点：指导学生正确使用酒精灯。 【教学准备】 浓盐水清水玻璃棒蒸发皿石棉网酒精灯火柴三角架烧杯放大镜PPT课件 一、创设情境，提出问题： 1、今天老师要给大家介绍一位新朋友,看大屏幕----他叫潘冬子。今天潘冬子遇到点麻烦，大家先来看一段视频。 2、他们遇到了什么麻烦？ 需要把盐带到山上送给红军，但是敌人设了重重关卡不让他们送盐。 该怎么解决呢？ 3、生小组讨论、汇报 食盐能溶于水
《分离食盐与水的方法》教案
分离盐和水的方法 【教学目标】 科学概念：食盐溶解于水的变化过程是一个可逆的过程。用蒸发的方法可以分离出溶解在水中的盐，这种方法被广泛应用于生活中。如：海水晒盐。过程与方法：能运用烧杯、酒精灯、三脚架、石棉网、蒸发皿等工具进行简单的观察实验，经历观察比较、描述溶解前后盐粒特征的过程。 情感态度价值观：激发学生课外探究其他溶液分离方法的兴趣。 【教学重点】指导学生正确使用酒精灯。 【教学难点】理解减少溶液中的水分可以进行分离盐和水。 【教学准备】小组观察实验：饱和盐水1、食盐1、清水1、蒸发皿1、放大镜1、石棉网1、酒精灯1、三脚架1。 【教学过程】 一、导入： 1.出示上一节课留下来的浓盐水，请学生观察后提问：为什么这杯盐水杯底会有盐呢？你有什么办法能使杯底的盐继续溶解吗？（增加水量） 2.按照学生的说法演示实验：我们用纸条在杯壁给浓盐水的液面做个记号，然后一点一点地加水，使杯子里的食盐恰好全部溶解，把杯子放在窗台上让水蒸发，当杯子里的水面降到原来的刻度时，已经溶解的食盐会怎样？（学生思考） 3.继续思考：如果杯子里的水一天一天继续蒸发减少，直到水全部被蒸发掉，原先溶解在水里的食盐会怎样？食盐会随水一起蒸发呢还是会留在杯子里。（学生做解释）
二、观察蒸发皿中的白色颗粒，判断是否食盐。 1.讲解：用蒸发的方法水分减少很慢，我们还可以用酒精灯加热水的方法来加快水分的蒸发，看一看溶液中水分减少后食盐的变化。 2.出示实验装置，介绍各部分名称。（蒸发皿、石棉网、酒精灯、三脚架） 3.教师演示实验操作，学生观察。 4.强调实验要点：酒精灯的构造、酒精灯的点火方法、酒精灯的灭火方法、在盐水还未完全蒸发之前熄灭酒精灯、加热后实验器皿会很烫要注意安全。 5.分组观察：用放大镜观察蒸发皿中留下的物质的形状、颜色、颗粒大小。 6.集体探讨：这些白色颗粒和食盐一样吗？它们也能溶解于水吗？它们是食盐吗？如果在蒸发皿中留下的是食盐，说明什么？（盐的水溶液中的水分蒸发后，盐并没有随水分一起蒸发掉，而是形成了盐的晶体留在蒸发皿中。） 7.整理本节课达成的共同认识记录在科学笔记本上。
烃类热裂解气的分离方法综述
烃类热裂解气的分离方法综述 徐俊忠 （西南石油大学化学化学化工学院，四川成都610500） 摘要：本文综述了裂解气的分离的技术进展，重点介绍了深冷分离法、分凝分离法、油精馏吸收分离法、络合物分离法等在裂解气分离过程中的应用。提出了未来分离方法发展的方向主要集中在节能降耗，增强设备性能，提高裂解气的回收率等方面。 关键词：裂解气，分离方法 T hermal cracking gas of h ydrocarbon separation method were reviewed Xu Junzhong (College of Chemistry and Chemical Engineering,Southwest Petroleum University,Chengdu 610500) Abstract:This paper reviewed the separation of cracking gas technology progress,the applications of cryogenic separation,points separation,oil distillation absorption separation,complex separation in the cracking gas separation process are introduced mainly.The author puts forward the future development direction of the separation methods mainly focus on saving energy and reducing consumption,increase equipment performance and improve the recovery of cracking gas,etc. Key words：Cracking gas,Separation method 1引言 烃类裂解气的分离一直是石油化工行业中最重要和高耗能的过程。[1]因此，长期以来世界各国为了节约资源、保护环境和提高资源利用率都在致力于研究开发高效经济的裂解气分离技术，以降低能耗、成本并提高分离效率。 裂解气中含有的少量硫化物、二氧化碳、一氧化碳、乙炔、丁炔以及水等杂质，裂解气中的酸性气体，主要是二氧化碳(CO2)和硫化氢(H2S)。另外还有少量的有机硫化物。这些酸性气体含量过多时，对分离过程会带来如下的危害：硫化氢能腐蚀设备管道，并能使干燥用的分子筛寿命缩短，还能使加氢脱炔用的催化剂中毒；二氧化碳能在深冷的操作中结成干冰，堵塞设备和管道，影响正常生产。工业上常用化学吸收法，来洗涤裂解气。对于吸收剂的要求是：对硫化氢和二氧化碳的溶解度大，反应性能强，而对于裂解气中的乙烯，丙烯的溶解
分离食盐与水的方法(1)
分离食盐与水的方法 教学目标 1、通过实验使学生懂得食盐既能溶解于水，但随着水分的减少，食盐又会析出来。 2、通过实验使学生明白用加热的方法能很快使浓盐水中的食盐析出来。 3、了解酒精灯的构造及使用方法。 4、激发学生课外探究其他溶液分离方法的兴趣。 5、知道做实验时要注意安全。 教学重点：指导学生正确使用酒精灯。 教学难点：食盐溶解于水的变化是一个可逆的过程。 教学准备: 小组实验：浓盐水清水玻璃棒蒸发皿放大镜石棉网酒精灯火柴三角架粉色卡纸小匙 教学过程： 一、激情导入： 师出示上一节课留下来的浓盐水，请同学们仔细观察老师手中烧杯里的盐水，你有什么发现？（杯底有盐） 请学生们观察，为什么这杯盐水杯底会有盐呢？ 二、教学新授： （一）探究食盐和水会一起蒸发吗？ 1、师：通过上节课的学习，你能想出什么办法使杯底的盐继续溶解吗？（搅拌、加热、加水） 2、师：同学们说得真好，把我们前几节课学习的加快物质溶解的方法都用到了，现在我们就来试一试。老师开始搅拌盐水。 3、再次观察搅拌后的盐水，食盐没有溶解。 我们换用加水的方法试一试。 4、师：我们怎样加水才能使食盐刚好溶解呢？把一杯水一下倒进去吗？ （老师演示一点一点地加水，边加水边搅拌，使食盐刚好溶解）请同学们动手做实验 5、引导小结：用增加水量的办法可以继续溶解杯底的食盐。
6、师：推测：（师手拿盐水）如果我们把这杯盐水放在窗台上，阳光下，杯里的水减少，杯中会有什么现象出现？我们用什么办法来证明你的判断是正确的？ （二）继续探究，分离食盐与水 1、师：我们用什么方法能使水分在最短的时间内减少呢？（加热） 师：书上告诉了我们加热的办法。请大家先自学教材16页内容。（学生看书） 师：实验室一般用什么来加热？对于酒精灯你了解多少？（学生说对酒精灯的认识） 出示酒精灯，教师介绍酒精灯的结构。 师：火焰有三层，但是这三层的温度是不一样的。外焰温度最高，内焰次之，焰心最低。等会我们可以做个小实验测一下。 2、师：酒精灯的使用要很规范，操作一定要正确。让我们一起来看一下它的操作指南吧！ 教师出示多媒体课件： 强调实验要点：酒精灯的构造、酒精灯的点火方法、酒精灯的灭火方法、在盐水还未完全蒸发之前熄灭酒精灯、加热后实验器皿会很烫要注意安全。 教师示范，一名学生操作。 分组观察：用放大镜观察蒸发皿中留下的物质的形状、颜色、颗粒大小。 3、师：实验中除了酒精灯，还需要什么材料呢？让我们一起来认识一下。（老师边介绍材料边示范实验步骤） 这是三角架，起固定作用的。这是石棉网，观察一下，你们觉得它有什么用呢？ 生：它可以使受热容器均匀受热。 师：这是蒸发皿，知道它是干什么用的？ 生：用来盛盐水 师：那盛多少盐水呢？倒满吗？ 生：不到满。 师：因为时间关系，我们倒入多半勺的盐水，好吗？
第四节 裂解气深冷分离流程
返回目录 第四节裂解气深冷分离流程 思考题： 1.简述三种深冷分离流程并画简图，三种深冷分离流程有什么不同点和不同点？脱丙塔塔底温度为什不能超过100℃？ 2.什么叫“前冷”流程，什么叫“后冷”流程？前冷流程有什么优缺点？ 3.脱甲烷塔在深冷分离中的地位和作用是什么？脱甲烷塔的特点是什么？ 4.脱甲烷过程有哪两种方法，各有什么优缺点？ 乙烯塔在深冷分离中的地位是什么？乙烯塔应当怎样改进？ 5．简述影响乙烯回收的诸因素。 一、深冷分离流程 生产流程的确定要考虑基建投资、能量消耗、运转周期、生产能力、产品成本以及安全生产等各方面的因素。有了工艺以后，怎样实现工艺问题就属于工程上的问题。 1、三种深冷分离流程（思考题１） 典型的深冷分离流程，主要有顺序分离流程、前脱乙烷流程和前脱丙烷流程三种，以下分别介绍这三种流程。 (1)顺序分离流程 顺序分离流程见图1-34(P73)。
裂解气的预处理包括碱洗、压缩和脱水过程。 经预处理的裂解气在前冷箱中分离出富氢气体和馏分，富氢气体甲烷化作为加氢氢气；馏分经脱甲烷塔和脱乙烷塔分别脱去甲烷和C2馏分。 从脱乙烷塔塔顶出来的C2馏分经过气相加氢脱乙炔气，脱乙炔以后的气体进入乙烯塔，实现乙烷与乙炔的分离。 脱乙烷塔塔底的液体进入脱丙烷塔，在塔顶分出C3馏分，塔底的液体为C4以上馏分，液体里面含有二烯烃，二烯烃容易聚合结焦，所以脱丙烷塔塔底温度不宜超过100℃，并且必须加入阻聚剂。为了防止结焦堵塞，脱丙烷塔一般有两个再沸器，以便轮换检修使用。（思考题１） 脱丙烷塔塔顶蒸出的C3馏分，加氢脱除丙炔和丙二烯，再进入丙烯塔进行精馏。脱丙烷塔的塔底液体脱丁烷及进行后续工作。 顺序分离流程的特点： 1)以轻油（60～200℃的馏分）为裂解原料，常用顺序分离流程法； 2)技术成熟，运转平稳可靠，产品质量好，对各种原料有比 较强的适应性，流程比较长，分馏塔比较多，深冷塔（脱甲烷
国内外分离裂解C5馏分的发展现状
C5馏分是蒸汽裂解制乙烯装置的副产物，一般约为乙烯产量的10%～20%。C5馏分是含有4～6个碳原子的烷 烃、烯烃、双烯烃等共二、三十种组分。多年来，我国这部分资源一直没有得到很好的利用。2005年，我国乙烯 生产能力将达到800万t/a，裂解C5馏分也将达到150万t左右。充分利用好裂解C5馏分资源对降低乙烯成本， 获取高附加价值产品，增加经济效益具有重要意义。 一国内主要技术及特点 我国裂解C5化工利用率很低，主要用作燃料。随着近年来乙烯工业的发展，裂解C5利用已经引起国内有关方 面重视。国内C5馏分的分离技术是依靠自己力量经过多年研究开发成功，已于1991年在上海建设了2.5万t/a C5 分离工业性试验装置。在1992～1994年进行4次全流程开车，完成了工业性试验任务。该套技术是以裂解C5馏分 为原料，以二甲基甲酰胺为溶剂，采用二聚、二次萃取精馏和常压、减压蒸馏的方法，最终分离出聚合级异戊二烯、 化学级异戊二烯、间戊二烯和DCPD产品。 该C5分离工艺一共包括6个单元，即预处理单元、第一萃取精馏单元、第二萃取精馏单元、间戊二烯和DCPD 精制单元、溶剂再生及精制单元、辅助单元。预处理单元的主要任务是将C5馏分中CPD二聚成DCPD，然后将DCPD 等重组分从C5馏分中分离出来送精制单元；第一萃取精馏单元将在预处理单元中已脱除了DCPD的C5馏分进行萃 取精馏，脱除C5馏分中的烷烃和单烯烃，溶于溶剂中的双烯烃等组分与溶剂分离后进人脱重塔脱除间戊二烯等组 分，塔顶产出化学级异戊二烯，塔釜间戊二烯等组分送精制单元；第二萃取精馏单元采用萃取精馏脱除化学级异戊 二烯中CPD、炔烃等杂质，并通过脱轻塔进一步脱除炔烃，得到聚合级异戊二烯；精制单元将预处理、第一萃取精 馏单元送来的间戊二烯和DCPD进行精制，生产树脂级间戊二烯和DCPD；溶剂再生及精制单元将第一萃取精馏、第 二萃取精馏单元抽出的溶剂进行脱焦再生，并脱除溶剂中的水分和DCPD等杂质，然后补充到循环溶剂中去；辅助 单元为公用工程。得到的聚合级异戊二烯产品纯度大于99.3%，杂质环戊二烯含量小于1μg/g，炔烃含量小于50 μg/g，化学级异戊二烯产品纯度大于98%；树脂级间戊二烯纯度大于65%，杂质CPD和DCPD含量小于1%；DCPD产 品纯度大于78%。 该C5分离装置有以下特点： ① C5分离装置工艺流程长，相互关联制约。C5分离几乎包含所有类型的精馏操作，如普通精馏、萃取精馏、 共沸精馏，以及正压、减压操作，操作难度大，技术含量高。 ② CPD与DCPD可相互转化，CPD的二聚和DCPD的解聚贯穿于整个工艺流程，因此控制反应进行的方
异戊二烯在裂解碳五馏分分离过程中损失的原因分析
加工工艺 石 油 炼 制 与 化 工 ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＡＮＤ ＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＳ ２０１１年１１月 第４２卷第１１期 收稿日期：２０１１－０３－１１；修改稿收到日期：２０１１－０６－１０。 作者简介：钟晓图（１９８７—），女，硕士研究生，研究方向为裂解 碳五馏分分离工艺的应用和优化。 异戊二烯在裂解碳五馏分分离过程中损失的原因分析 钟晓图１，苏 萍１，杨 屹１，李东风２ （１．北京化工大学理学院，北京１０００２９；２．中国石化北京化工研究院） 摘 要：采用封管合成的方法，对碳五馏分热二聚过程中环戊二烯（ＣＰＤ）和异戊二烯（ＩＰ）的共二聚物及自二聚物进行定性和定量分析，从产物追溯反应物的变化，探讨ＩＰ在热二聚过程中的损失原因。结果显示：ＣＰＤ与ＩＰ的共二聚是导致ＩＰ损失的主要原因；而在高温度段（１１０～１３０℃），ＩＰ的自二聚反应是导致高温段ＩＰ转化率增加的主要原因。综合上述两个原因，在进行二聚反应装置的设计时应尽量避免ＣＰＤ与ＩＰ的接触，反应应在较低温度和较短停留时间下进行，１１０℃以下较为适宜。 关键词：碳五馏分 热二聚 异戊二烯 共二聚物 环戊二烯 １ 前 言 裂解碳五馏分是石油烃类裂解制乙烯过程的副产物，目前国内外对碳五馏分的利用主要以分离利用为主。碳五馏分中含量较高、经济利用价值较大的３种二烯烃为环戊二烯（ＣＰＤ）、异戊二烯（ＩＰ）和间戊二烯（ＰＤ），目前已工业化的分离方法有精密精馏、萃取精馏和共沸精馏等。这些分离方法因原料来源、组成、产品纯度和经济性等方面的要求不同而技术路线相异，但大部分的分离过程都首先将碳五馏分加热，使其中的ＣＰＤ二聚成双环戊二烯（ＤＣＰＤ）后再进行分离，其中热二聚－精馏法［１－２］是最常用的分离工艺。 经分离得到的ＩＰ可以用于生产异戊二烯橡胶、苯乙烯－异戊二烯－苯乙烯树脂和丁基橡胶等，具有很高的经济价值，所以在碳五分离工艺的优化中，需要同时兼顾ＣＰＤ的高转化率和ＩＰ的低损耗率。在对裂解碳五馏分分离工艺的研究中发现，碳五馏分二聚过程中ＩＰ的损失率过大，这是很多新型分离技术发展的主要瓶颈。在已公开的文献［３－７］中，对于热二聚－精馏法的研究和改进主要集中在ＣＰＤ的分离上，尚未见到有关ＩＰ损失率分析的报道。本课题采用气相色谱－质谱联用（ＧＣ－ＭＳ）技术对ＣＰＤ，ＩＰ，ＰＤ这３种二烯烃分别进行自二聚物及共二聚物的定性定量分析，取代以往文献［４］中对ＩＰ自二聚体和ＰＤ自二聚体统称为Ｘ２，对ＣＰＤ与ＩＰ、ＰＤ的共聚体统称为Ｘ３的方法，从产物中追溯ＩＰ在热二聚过程中损失的原因，可为解决工业上碳五馏分分离中存在的ＩＰ损失率过大问 题提供可靠有力的实验依据。 ２ 实 验 ２．１ 实验试剂与仪器 实验原料为中国石化北京燕山分公司化工一厂的石脑油裂解制乙烯副产物碳五馏分。碳五样品中ＣＰＤ的质量分数为（１３．５±０．５）％；实验试剂包括异戊烷、１－戊烯、异戊二烯、环戊烯、环戊烷、双环戊二烯，均为分析纯，由英国Ａｌｆａ Ａｅｓａｒ公司提供。 实验仪器主要有：ＤＨＧ－９１４５Ａ电热鼓风干燥箱，控温精度为±０．１℃，上海一恒科技有限公司生产；Ａｇｉｌｅｎｔ ６８９０气相色谱仪，安捷伦中国（科技）有限公司生产；Ｔｒａｃｅ ＧＣ Ｕｌｔｒａ气相色谱仪和ＤＳＱⅡ型质谱仪，赛默飞世尔科技公司生产；玻璃封管反应器，规格为Φ１０ｍｍ×２００ｍｍ。２．２ 实验方法 碳五馏分的二聚反应在封管反应器中进行，称取一定量的裂解碳五样品用注射器加入到封管内并将其密封后放置在不锈钢套管中，加热器为鼓风干燥箱，在设定的反应温度下按不同的反应停留时间取出，冷却至室温，停止反应后用气相色谱仪分析碳五馏分二聚反应后产物的组成。通过不同反应温度和不同反应停留时间下ＩＰ和ＣＰＤ转化率的变化情况以及ＤＣＰＤ收率的变化情况，