[发明专利]一种从非芳烃油中提取分离环戊烷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及环戊烷的分离方法，具体而言涉及一种从非芳烃油中提取分离环戊烷的方法。

背景技术

环戊烷具有导热系数小、抗老化性能好、臭氧破坏系数为零、温室效应低等优点，常被用作硬质聚氨酯泡沫的新型发泡剂，用于替代对大气臭氧层有破坏作用的氯氟烃(CFCs)，现已广泛应用于生产无氟冰箱、冰柜行业以及冷库、管线保温等领域。随着蒙特利尔等公约规定的禁用ODS（消耗臭氧层物质）期限的临近，氯氟烃(CFCs)和氢氯氟烃(HCFCs)类产品不久将被禁用，环戊烷必将成为聚氨酯发泡剂领域的主角。

当前国家标准要求环戊烷的纯度高于95%，对环戊烷产品质量和使用性能影响较大的杂质为苯和正己烷。苯是一种致癌物质，国标对苯的含量做出了严格的限制。正己烷对人体健康毒害较小，但它对聚氨酯类材料的发泡有不利影响。所以必须将苯和正己烷的含量控制到国标要求的范围内。

当前环戊烷的生产主要以石化乙烯裂解副产环戊二烯为原料，经过解聚、加氢、精馏等工艺获得环戊烷产品。现有的技术主要针对此工艺进行研究，如中国专利CN1911875A、CN1417178A，此生产工艺涉及诸多化学反应，其路线复杂、成本较高。

在煤化工生产过程中会产生非芳烃油副产品，非芳烃油中含有较高比例的环戊烷(质量分数约为33%)，以及约3.5%的正己烷、约5.8%的甲基环戊烷、约15.5%的苯、约17.8%的环己烷、约1.7%的正庚烷和约0.5%的甲苯等几种成分。从非芳烃油中分离环戊烷的方法不涉及化学反应，不仅工艺流程简单、成本低，而且可增加企业的经济效益。

发明内容

本发明提供了一种从非芳烃油中提取分离环戊烷的方法，该方法包括：

（1）从非芳烃油中精馏提取得到环戊烷粗品；

（2）用分子筛吸附剂吸附环戊烷粗品中的杂质正己烷；和

（3）采用微孔吸附剂吸附环戊烷粗品中的杂质苯。

上述步骤（2）和（3）也可以交换顺序，即先采用微孔吸附剂吸附环戊烷粗品中的杂质苯，再用分子筛吸附剂吸附环戊烷粗品中的杂质正己烷。

本发明从非芳烃油中提取分离环戊烷的方法中，精馏可以以间歇或连续方式进行，优选采用连续精馏方式从非芳烃油中提取环戊烷粗产品。精馏所用塔板数为22~50，优选为26-45，更优选为28-40。精馏塔釜温度为70-85℃，优选70-80℃，更优选为78℃。回流比为8:1以上，优选为8:1~40:1，更优选为8:1~15:1，最优选为10:1。连续精馏方式适用于工业化生产，22~50的塔板数可有效分离环戊烷和其他物质，降低杂质正己烷和苯的含量，塔釜温度在70-85℃，可将环戊烷的纯度控制在92-94%范围内，回流比为8:1以上可保证环戊烷的采用量。

本发明从非芳烃油中提取分离环戊烷的方法中，用于吸附环戊烷粗产品中的正己烷的分子筛吸附剂可以为选自10X分子筛、5A分子筛和ZSM-5分子筛的一种或多种。10X分子筛是一种含钙和钠的硅铝化合物，硅铝比为2.6-3.0，有效孔径为0.9nm，其孔道具有优先吸附正己烷等链状烷烃的特点，适用于正己烷与环戊烷的分离。5A分子筛也是一种含钙和钠的硅铝化合物，硅铝比为2，其有效孔径为0.5nm，可吸附小于该孔径的任何分子。由于正己烷的分子直径0.42nm，环戊烷的分子直径为0.66nm，所以5A分子筛能吸附正己烷使之与环戊烷分离。ZSM-5分子筛是一种硅铝比可调的分子筛，有效孔径为0.53nm，低硅铝比的ZSM-5分子筛对正己烷的吸附作用较强。

本发明从非芳烃油中提取分离环戊烷的方法中，用于吸附环戊烷粗产品中的苯的微孔吸附剂可以为选自硅胶、活性炭和13X分子筛中的一种或多种。硅胶是一种高活性吸附材料，它具有多孔结构、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等特点，对苯有较好的吸附作用。活性炭是一种主要由元素碳组成的多孔物质，其碳具有类似石墨的层状晶体结构。活性炭内部含有大量微孔结构，有很大的孔容积和比表面积，其吸附能力取决于微孔对物质的吸附作用。苯是一种非极性物质，活性炭属于弱极性物质，根据相似相溶原理，活性炭更易吸附苯。13X分子筛是一种钠X型分子筛，有效孔径为1nm，利用其孔道结构可吸附直径小于1nm分子，苯的分子直径为0.66nm，故可用于苯的吸附。

本发明从非芳烃油中提取分离环戊烷的方法中，吸附的空速优选控制在0.5-2h-1，可保证吸附剂与吸附质有充分的接触时间，达到吸附除杂的目的。