[发明专利]一段萃取结合共沸精馏制取聚合级异戊二烯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳五馏分分离的方法，更具体地说，本发明涉及一种分离裂解碳五馏分制取聚合级异戊二烯产品的方法。

背景技术

在石油裂解制乙烯的过程中副产相当数量的碳五馏分，碳五馏分中富含异戊二烯、环戊二烯和间戊二烯等双烯烃。这些双烯烃化学性质活泼，是重要的化工原料。由于石油烃类裂解原料、裂解深度和分离程度的不同，裂解碳五馏分中双烯烃含量有所不同，总含量在40～60％之间。因此，分离和利用碳五馏分对提高乙烯装置的经济效益，综合利用石油资源具有深远意义。

裂解碳五馏分含有20多种沸点相近、彼此易形成共沸物的组分，从其中分离出综合利用价值较高的碳五双烯烃，工艺较为复杂。碳五馏分含有例如丁炔-2和异戊烯炔等炔烃，这些炔烃含量一般在0.1～2％范围内，由于它们的化学性质活泼，是碳五双烯烃产品反应和聚合过程的主要有害杂质，因此有效地脱除其中的炔烃，该步骤是裂解碳五馏分分离工艺的重要步骤。

为了制取聚合级异戊二烯产品，在现有技术中普遍采用两段萃取精馏方法，现有工业化的裂解碳五馏分方法所使用的萃取溶剂有二甲基甲酰胺(DMF)、乙腈等。例如在北京化工研究院开发的碳五分离流程中，第一萃取单元脱除裂解碳五馏分中的烷烃和单烯烃，制得化学级异戊二烯，第二萃取单元脱除脱除其中的炔烃和环戊二烯，炔烃主要是丁炔-2和异戊烯炔，但是第二萃取单元存在着诸多问题，(1)在这样的两段萃取精馏方法中，操作设备较多，第二萃取单元的能耗很高，需要严格操作，(2)炔烃在某些设备中浓缩为操作带来不安全因素，(3)第二萃取单元存在黑渣子堵塞现象，溶剂回收单元有大量的焦质，并且难以清理，(4)溶剂消耗量大，增加了生产成本，同时具有环境污染问题。

发明内容

本发明针对现有第二萃取单元脱存在的能耗高、操作困难、易堵塞、溶剂损耗大和不安全等问题，提出一种一段萃取精馏分离裂解碳五馏分的方法，该方法利用精馏方法脱除环戊二烯和利用共沸精馏方法脱除炔烃，不需要第二萃取单元就能得到聚合级异戊二烯产品。

具体技术方案如下。

本发明提出的一段萃取结合共沸精馏制取聚合级异戊二烯的方法包括以下步骤：

(1)预处理单元：裂解碳五馏分进入预脱轻塔从塔顶脱除含碳四、炔烃和烷烃的轻组分，塔釜采出的物料进入二聚反应器进行二聚反应，使其中的环戊二烯二聚成双环戊二烯，然后进入预脱重塔，从塔顶采出以异戊二烯为主的物料，从塔釜采出以间戊二烯和双环戊二烯为主的物料，塔顶物料送入萃取精馏单元；

(2)萃取精馏单元：来自预脱重塔塔顶的物料从中部进入萃取精馏塔，萃取溶剂从上部进入萃取精馏塔，经萃取精馏作用从塔顶采出碳五烷烃和单烯烃，含有异戊二烯、炔烃和环戊二烯的溶剂从塔釜采出，该含烃的溶剂进入解析塔，从解析塔顶采出异戊二烯、炔烃和环戊二烯，从解析塔釜采出的溶剂循环使用，

或者来自萃取精馏塔釜的含烃的溶剂进入第一解析塔进行解析回收溶剂，第一解析塔与第二解析塔串联操作，第一解析塔顶采出的气体进入第二解析塔的下部，第二解析塔釜的液体从第一解析塔塔顶进入，从第二解析塔顶采出异戊二烯、炔烃和环戊二烯，从第一解析塔釜采出的溶剂循环使用；

(3)聚合级异戊二烯单元：使来自解析塔顶或第二解析塔顶的物料与作为共沸剂的异戊烷进入共沸精馏塔，从塔顶分离出异戊烷和炔烃，从塔釜采出异戊二烯，使异戊二烯中的炔烃含量小于50ppm(质量)；来自共沸精馏塔塔顶的物料进入装有催化剂的加氢反应器，经催化加氢将炔烃加氢脱除；从加氢反应器出来的物料进入气液分离罐，从气液分离罐下端分出的液体循环回共沸精馏塔使用，从上端分离放出的氢气经压缩循环回加氢反应器使用；来自共沸精馏塔塔釜的物料进入脱重塔的下部，从塔顶采出异戊二烯，使异戊二烯中的环戊二烯含量小于1ppm(质量)，塔釜采出环戊二烯和夹带的异戊二烯。

在本发明中，异戊二烯和异戊烯炔(2-甲基-1-丁烯-3-炔)的沸点均为34℃，它们之间采用普通精馏方法不可能分离。然而，异戊烷可以分别与丁炔-2和异戊烯炔形成共沸物，与异戊二烯不形成共沸物，异戊烷与异戊烯炔形成的共沸物的沸点为26.3℃，共沸组成为63.8质量％的异戊烷。异戊烷与丁炔-2形成的共沸物的沸点更低。从而利用异戊烷作为共沸剂可以脱除异戊二烯中的炔烃。

优选地，在脱重塔前设置二聚反应器使物料中的环戊二烯二聚成双环戊二烯。