基本介紹
- 中文名：碳五餾分分離
- 別名：C5餾分分離
- 類型：化學過程
- 用途：工業
介紹,工業分離方法,C5烷烴、烯烴的分離,C5二烯烴分離,乙腈萃取精餾法,
介紹
此外，各種合成異戊二烯方法均帶有相應的 C5餾分分離問題,因而也促進了C5餾分分離技術的成熟及裝置大型化。
碳五餾分分離
碳五餾分分離當前，C5餾分分離的主要目的是分離出異戊二烯或製造異戊二烯的原料。並獲得有工業用途的環戊二烯及間戊二烯。
由石油煉製過程副產的C5餾分只含有烷烴和烯烴，由其中分離出一種或幾種C5烷烴或烯烴產品只需普通精餾或用硫酸吸收即可。烴類裂解制乙烯副產的C5餾分組成複雜，含有烷烴、烯烴、二烯烴和炔烴，它們的沸點相近，只差幾度甚至零點幾度，因此，相對揮發度也十分接近（見表），難以用普通精餾方法製取單一C5烴。對於主要分離對象異戊二烯而言，也有多種其他C5烴的沸點與其接近，用一般精餾方法製取高純度異戊二烯比較困難。
工業分離方法
目前，工業上採用萃取精餾或恆沸精餾。由於C5二烯烴的異構體較多，並有C5炔烴存在，一次萃取精餾不能得到高純度異戊二烯，必須再經二次萃取精餾或精密精餾及化學處理。C5二烯烴特別是環戊二烯的性質活潑，易形成聚合物，給分離過程帶來困難。因此，在分離過程中必須添加各種阻聚劑，以防止設備、管路阻塞。
碳五餾分分離
碳五餾分分離由裂解C5餾分分離異戊二烯的順序是首先採用熱二聚的方法分出環戊二烯、溶劑萃取精餾分出烷烴及烯烴，再經二次萃取蒸餾，精密精餾或化學處理分離出其他C5二烯烴及少量炔烴，得到高純度的異戊二烯產品。
20世紀40年代末，異戊二烯主要用於生產丁基橡膠，當時採用丙酮恆沸精餾法由裂解C5餾分中分離得純度為95%的異戊二烯已能滿足要求。60年代，聚異戊橡膠生產對異戊二烯單體需要量及純度要求的提高，促使異戊烷及異戊烯脫氫制異戊二烯及其他合成異戊二烯方法的開發。脫氫得到的是含有異戊二烯的各種C5烴的混合物，要求發展各種溶劑萃取精餾分離異戊二烯的方法。同時，乙烯生產的發展，為異戊二烯生產提供了豐富而廉價的裂解C5餾分，推動了萃取精餾法分離C5烴的套用和發展。
C5烷烴、烯烴的分離
由只含飽和C5烴的混合物中分離正戊烷及異戊烷，一般精餾的方法即可得到純度較高的產品。由含 C5烷烴、烯烴的 C5餾分中分離異戊烯，一般採用65%的冷硫酸吸收異戊烯，再用與異戊烯沸點相差較大的烷烴由硫酸中萃取出異戊烯，經精餾即可得到純度為93%～97%的異戊烯產品。也可用二甲基甲醯胺、乙腈等溶劑進行萃取精餾分離。如果原料中含有少量C5二烯烴，需首先經催化加氫除去。
C5二烯烴分離
由裂解C5餾分或由異戊烷、異戊烯脫氫等得到的產品中分離異戊二烯、環戊二烯等可採用萃取精餾或恆沸精餾。
乙腈萃取精餾法
50年代由美國埃索公司開發，採用含水乙腈為溶劑，是工業上採用較早的方法，最初只能由裂解C5餾分中分離出純度較低的異戊二烯，作為丁基橡膠的原料。1972年，日本合成橡膠公司又開發成功新的乙腈法。該法第一步是通過熱二聚除去環戊二烯，再經精餾除去比異戊二烯輕及重的組分，第二步是經含水乙腈一次萃取精餾，分離出粗異戊二烯。第三步是粗異戊二烯經金屬鈉等化學處理，除去少量炔烴及硫化物、環戊二烯等雜質，得到聚合級異戊二烯產品。該法優點是溶劑乙腈為丙烯腈生產的副產品，價格便宜；乙腈沸點較低，分離過程易於操作。但乙腈、水、異戊二烯能形成三元恆沸物，烴和溶劑的分離只能用水洗的方法；金屬鈉等需化學處理，也增加了過程的複雜性。
二甲基甲醯胺萃取精餾法 採用無水二甲基甲醯胺為溶劑，由裂解C5餾分中分離高純度異戊二烯、環戊二烯、間戊二烯。由日本瑞翁公司於1972年開發，該法通過兩次二甲基甲醯胺萃取精餾，無需化學處理即可得到高純度的異戊二烯產品。此法還可同時聯產環戊二烯及間戊二烯，是合理利用裂解C5餾分的分離方法。
恆沸精餾法 以正戊烷為恆沸劑，正戊烷和異戊二烯形成恆沸物(恆沸點33.8℃，恆沸組成含正戊烷28%)，由於恆沸點和其他C5烴的沸點相近，需要塔板數多、回流比大才能由裂解C5餾分中分離出正戊烷和異戊二烯的恆沸物。該法只適用於C5餾分中含正戊烷較多，產品異戊二烯的再加工是以正戊烷為溶劑或正戊烷的存在不影響其加工過程的情況，例如以正戊烷為溶劑的異戊二烯橡膠生產等。
