[发明专利]一种裂解碳五馏分的分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种裂解碳五馏分的分离方法，更具体地说，涉及一种以NMP 为溶剂，采用萃取精馏和前脱轻工艺分离裂解碳五馏分的方法。

背景技术

裂解碳五馏分是石脑油及其他重质裂解原料蒸汽裂解制乙烯过程中产生的 副产物，其中含有大量的异戊二烯、环戊二烯和间戊二烯等双烯烃，三者含量 约占裂解碳五馏分总重量的40％～60％。这些双烯烃由于特殊的分子结构，其化 学性质活泼，可合成许多重要的高附加值产品，是重要的化工原料，有较高的 利用价值。因此，分离利用碳五馏分对于提高乙烯装置的经济效益，充分利用 石油资源具有重要意义。

裂解碳五馏分是由20多种沸点相近，彼此间易形成共沸物的组分组成，从 中分离出碳五双烯烃的工艺较为复杂。为了制取纯度高的碳五双烯烃，现有技 术普遍采用萃取精馏法，即选用合适的溶剂作为萃取剂，使碳五烷烃、单烯烃 和双烯烃的相对挥发度增大，使其容易分离。常用的选择性溶剂有二甲基甲酰 胺(DMF)、乙腈、N-甲基-吡咯烷酮(NMP)，由此产生一些具有代表性的分离 方法，如乙腈法(US4081332，US3501550)、DMF法(US3864422，US3510405)、 NMP法(US3230157，EP2096057)。

上述方法首先进行二聚反应，将环戊二烯转化为双环戊二烯，然后经过两 段萃取精馏和两段普通精馏工艺，得到异戊二烯产品，同时副产间戊二烯和双 环戊二烯的混合物。这些方法已经得到工业化应用，但是存在着以下问题：

由于碳五物料首先加热至80℃以上，环戊二烯发生二聚反应，不可避免的， 异戊二烯也会有一定程度的自聚，异戊二烯和环戊二烯也会有一定程度的共聚， 多聚体的增加一方面影响了溶剂质量，造成设备堵塞，另一方面也造成异戊二 烯和环戊二烯的损失，使异戊二烯和环戊二烯的收率受到限制。同时，异戊二 烯自聚物、异戊二烯共聚物与双环戊二烯沸点接近，难于分离，使双环戊二烯 产品的纯度受到了限制。为提高双环戊二烯的纯度，必须增加精馏塔的塔板数 或填料层高度或增加回流量，增加了设备投资和能耗。

乙腈法和DMF法还存在着溶剂毒性较大，溶剂回收的流程长，设备投资和 运行费用较高等问题。并且，当采用DMF为溶剂时，在原料及溶剂中带入微量 水时，在萃取系统连续操作的情况下，这部分水会在溶剂中，特别是在汽提塔 积累。由于DMF与水会发生水解反应，生成二甲胺和甲酸，在汽提塔温度超过 100℃的条件下，水解反应极易发生，生成的二甲胺不仅是碳五双烯烃的有害杂 质，而且也会污染溶剂。

德国BASF公司开发的NMP法分离碳五馏分的方法，碳五馏分首先进入预 洗塔用NMP洗涤，重组分从侧线抽出进入水洗塔水洗，得到环戊二烯、1，3-戊 二烯和2-丁炔的混合物，预洗塔顶部不含环戊二烯的物料进入萃取蒸馏塔，萃 取蒸馏塔顶部得到戊烷、戊烯，釜底排出溶剂，富含异戊二烯的物料由侧线抽 出经水洗脱除溶剂后精馏得到纯度为99.8％的异戊二烯产品。该工艺方法具有： 溶剂毒性低，溶剂水解稳定性和热稳定性好，溶剂蒸汽压低，易于回收等特点， 但是存在着：溶剂消耗量大、间戊二烯和环戊二烯产品为混合物等问题。

发明内容

为了解决在分离裂解碳五馏分时，溶剂消耗较高、碳五产品的质量和回收 率较低的问题，本发明提供了一种碳五馏分的分离方法，采用前脱轻和以NMP 为溶剂进行萃取精馏的工艺，提高了分离效果。本发明的裂解碳五馏分的分离 方法是这样实现的：

一种裂解碳五馏分的分离方法，该方法包括以下步骤：

(1)脱轻，所述裂解碳五馏分进入脱轻塔1进行精馏；塔顶脱除低沸物， 该低沸物包括：碳四、碳五轻组分和大部分炔烃；塔釜得到重组分，该重组分 包括：异戊二烯、环戊二烯和间戊二烯；

(2)预萃取精馏，步骤(1)得到的所述重组分，进入预洗塔2，在NMP 溶剂的存在下进行萃取精馏；塔顶得到的物质包括：异戊二烯、单烯烃、烷烃， 塔侧线得到的物质包括：环戊二烯、间戊二烯和NMP溶剂，塔釜得到含水的 NMP溶剂，该溶剂返回到预洗塔2的顶部；

(3)萃取精馏，步骤(2)所述预洗塔2塔顶得到的物质，进入萃取精馏 塔3，在NMP溶剂的存在下进行萃取精馏；塔顶得到的物质包括单烯烃和烷烃， 塔侧线得到的物质包括异戊二烯，塔釜排出含水的NMP溶剂；