碳四餾分

碳四餾分

碳四餾分即C4餾分。指含有四個碳原子的烴類混合物。主要成分有正丁烷、異丁烷、異丁烯、1,3-丁二烯、1-丁烯、2-丁烯(順式2-丁烯、反式2-丁烯)等。

基本介紹

  • 中文名:碳四餾分
  • 別名:C4餾分
  • 釋義:有四個碳原子的烴類混合物
  • 主要成分:正丁烷、異丁烷等
簡介,化學性質,合成方法,套用與用途,來源,天然氣回收,煉廠氣C4餾分,裂解氣C4餾分,用途,

簡介

碳四餾分;C4 fraction
指含有四個碳原子的烴類混合物。主要成分有正丁烷、異丁烷、異丁烯、1,3-丁二烯、1-丁烯、2-丁烯等。主要來自煉油生產過程和裂解制乙烯的聯產物。煉油廠的碳四餾分除烷烴外,還含有大量烯烴,但不含或極少含丁二烯和炔烴。裂解聯產碳四餾分中烷烴含量少,主要為丁烯和丁二烯。

化學性質

即C4餾分。主要為含四個碳原子的多種烷烴、烯烴、二烯烴和炔烴的混合物。因原料來源和加工過程不同,所得C4餾分組成各異。C4餾分是一種可燃氣體,但通常是以液態貯運。可作為燃料,或經分離作基本有機化工原料。具有工業意義的C4烴主要有七個組分(表1),其中尤以1,3-丁二烯(以下簡稱丁二烯)更為重要。
碳四餾分

合成方法

採用萃取精餾法分離碳四餾分,也可用吸收法、分子篩法、絡合法等分離。

套用與用途

用作有機合成、合成橡膠、合成樹脂及甲基叔丁基醚等的原料,也可直接作工業、民用燃料。

來源

C4餾分來源於天然氣石油煉製過程生成的煉廠氣石油化工生產中烴類裂解的裂解氣,來源不同,組成各異(表2)。由天然氣回收的C4餾分主要含C4烷烴,而後兩個過程則提供了幾乎全部的C4烯烴。各國工業用 C4烯烴的來源有些不同,美國大約95%的C4烯烴來自煉廠氣C4餾分;西歐和日本來自煉廠氣C4餾分與裂解C4餾分的量大致相等;中國情況類似西歐和日本。

天然氣回收

有兩種情況:一種是從含有較多乙烷、丙烷及丁烷以上組分的濕性天然氣中回收。這種天然氣因含有1%~8%的易液化的C3烷烴和C4烷烴,在長距離氣體輸送前,必須先將它們脫除回收。另一種是從油田氣中分離得到。油田氣的組成與濕性天然氣很接近,主要成分是甲烷,但含有較多的丙烷、丁烷,甚至汽油組分,低碳烷烴含量也較多,隨著油田開採時間的延長,油田氣量降低,組成中高碳烷烴含量增加。
碳四餾分碳四餾分

煉廠氣C4餾分

煉廠氣中含氫、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、C4烴以及少量C5烴,是一種很好的化工原料,煉廠氣經壓縮、冷凝、分餾可得C4餾分,這種C4餾分通常含有大量C4烯烴,其基本組成除決定於原油的性質外,與加工方法也有關。在中國,年加工 1.2Mt油品的催化裂化裝置,可得C4餾分105kt,其中(kt)正丁烷7.3、異丁烷28.7、1-丁烯15.3、順-2-丁烯29.6、反-2-丁烯13.6、異丁烯10.2。熱裂化過程在較高溫度下進行,不用催化劑,異構化反應少,所生成的C4餾分中正丁烷、正丁烯的含量比催化裂化過程要高得多。在煉廠中,這兩種氣體一般合併使用。

裂解氣C4餾分

烴類裂解生產乙烯丙烯時也副產C4烴,習慣稱裂解C4餾分,其含量(%)及組成隨裂解原料及條件而異。通常在裂解石腦油或柴油時,副產的C4餾分為原料總量的 8%~10%(質量)。特點是烯烴和二烯烴含量(%)高達92~95,其中丁二烯含量40~50(甚至更高),其餘為異丁烯22~27、1-丁烯14~16、順-2-丁烯4.8~5.5、 反-2-丁烯5.8~6.5、丁烷(正、異)3~5。裂解C4餾分是生產丁二烯最經濟、最方便的原料。

用途

C4餾分廣泛用作燃料和化工基礎原料(見圖),用作燃料的C4餾分大部分為C4烷烴。C4烷烴的貯運很方便,除作為工業燃料外,還可供民用。在石油煉製工業中,C4烷烴用做汽油添加劑,提高汽油蒸氣壓,以適應在冬天或寒冷地區使用;在非化工利用方面還有一些用途,其用量不大,如作為冷凍劑、重質油加工脫瀝青溶劑、油田井管脫蠟劑、樹脂發泡劑及烯烴聚合溶劑等。
碳四餾分碳四餾分
在化工利用方面,正丁烷主要用於四個方面:①異構化制異丁烷;②裂解制乙烯(見烴類裂解);③催化脫氫丁烯丁二烯;④氧化醋酸丙酸順丁烯二酸酐等。異丁烷則主要用來與正丁烯、異丁烯進行烷基化反應製成高辛烷值汽油(見石油烴烷基化)。在蘇聯,異丁烷還用於催化脫氫制異丁烯。在美國這一過程是通過異丁烷與丙烯共氧化而實現的(丙烯轉化成環氧丙烷,異丁烷則變成叔丁醇,後者很容易脫水生成高純度異丁烯)。
C4餾分中的正丁烯、異丁烯、丁二烯等不飽和烴更適合於化工利用,廣泛用於製取多種合成橡膠,也用於合成甲基乙基酮己二酸香料農藥等多種產品。

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