简介

工业分离方法(C5烷烃、烯烃的分离 C5二烯烃分离)

乙腈萃取精馏法简介

简介

碳五馏分分离即C5馏分分离，根据工业要求将碳五馏分分成单一组分或馏分的过程。C5馏分分离技术的出现和发展是与工业上对异戊烷、异戊烯、特别是对异戊二烯等需要量及纯度要求增加密切相关的。此外，各种合成异戊二烯方法均带有相应的 C5馏分分离问题,因而也促进了C5馏分分离技术的成熟及装置大型化。

当前，C5馏分分离的主要目的是分离出异戊二烯或制造异戊二烯的原料。并获得有工业用途的环戊二烯及间戊二烯。

由石油炼制过程副产的C5馏分只含有烷烃和烯烃，由其中分离出一种或几种C5烷烃或烯烃产品只需普通精馏或用硫酸吸收即可。烃类裂解制乙烯副产的C5馏分组成复杂，含有烷烃、烯烃、二烯烃和炔烃，它们的沸点相近，只差几度甚至零点几度，因此，相对挥发度也十分接近（见表），难以用普通精馏方法制取单一C5烃。对于主要分离对象异戊二烯而言，也有多种其他C5烃的沸点与其接近，用一般精馏方法制取高纯度异戊二烯比较困难。

工业分离方法

目前，工业上采用萃取精馏或恒沸精馏。由于C5二烯烃的异构体较多，并有C5炔烃存在，一次萃取精馏不能得到高纯度异戊二烯，必须再经二次萃取精馏或精密精馏及化学处理。C5二烯烃特别是环戊二烯的性质活泼，易形成聚合物，给分离过程带来困难。因此，在分离过程中必须添加各种阻聚剂，以防止设备、管路阻塞。

由裂解C5馏分分离异戊二烯的顺序是首先采用热二聚的方法分出环戊二烯、溶剂萃取精馏分出烷烃及烯烃，再经二次萃取蒸馏，精密精馏或化学处理分离出其他C5二烯烃及少量炔烃，得到高纯度的异戊二烯产品。

20世纪40年代末，异戊二烯主要用于生产丁基橡胶，当时采用丙酮恒沸精馏法由裂解C5馏分中分离得纯度为95%的异戊二烯已能满足要求。60年代，聚异戊橡胶生产对异戊二烯单体需要量及纯度要求的提高，促使异戊烷及异戊烯脱氢制异戊二烯及其他合成异戊二烯方法的开发。脱氢得到的是含有异戊二烯的各种C5烃的混合物，要求发展各种溶剂萃取精馏分离异戊二烯的方法。同时，乙烯生产的发展，为异戊二烯生产提供了丰富而廉价的裂解C5馏分，推动了萃取精馏法分离C5烃的应用和发展。

C5烷烃、烯烃的分离

由只含饱和C5烃的混合物中分离正戊烷及异戊烷，一般精馏的方法即可得到纯度较高的产品。由含 C5烷烃、烯烃的 C5馏分中分离异戊烯，一般采用65%的冷硫酸吸收异戊烯，再用与异戊烯沸点相差较大的烷烃由硫酸中萃取出异戊烯，经精馏即可得到纯度为93%～97%的异戊烯产品。也可用二甲基甲酰胺、乙腈等溶剂进行萃取精馏分离。如果原料中含有少量C5二烯烃，需首先经催化加氢除去。

C5二烯烃分离

由裂解C5馏分或由异戊烷、异戊烯脱氢等得到的产品中分离异戊二烯、环戊二烯等可采用萃取精馏或恒沸精馏。

乙腈萃取精馏法简介

50年代由美国埃索公司开发，采用含水乙腈为溶剂，是工业上采用较早的方法，最初只能由裂解C5馏分中分离出纯度较低的异戊二烯，作为丁基橡胶的原料。1972年，日本合成橡胶公司又开发成功新的乙腈法。该法第一步是通过热二聚除去环戊二烯，再经精馏除去比异戊二烯轻及重的组分，第二步是经含水乙腈一次萃取精馏，分离出粗异戊二烯。第三步是粗异戊二烯经金属钠等化学处理，除去少量炔烃及硫化物、环戊二烯等杂质，得到聚合级异戊二烯产品。该法优点是溶剂乙腈为丙烯腈生产的副产品，价格便宜；乙腈沸点较低，分离过程易于操作。但乙腈、水、异戊二烯能形成三元恒沸物，烃和溶剂的分离只能用水洗的方法；金属钠等需化学处理，也增加了过程的复杂性。

二甲基甲酰胺萃取精馏法 采用无水二甲基甲酰胺为溶剂，由裂解C5馏分中分离高纯度异戊二烯、环戊二烯、间戊二烯。由日本瑞翁公司于1972年开发，该法通过两次二甲基甲酰胺萃取精馏，无需化学处理即可得到高纯度的异戊二烯产品。此法还可同时联产环戊二烯及间戊二烯，是合理利用裂解C5馏分的分离方法。

恒沸精馏法 以正戊烷为恒沸剂，正戊烷和异戊二烯形成恒沸物(恒沸点33.8℃，恒沸组成含正戊烷28%)，由于恒沸点和其他C5烃的沸点相近，需要塔板数多、回流比大才能由裂解C5馏分中分离出正戊烷和异戊二烯的恒沸物。该法只适用于C5馏分中含正戊烷较多，产品异戊二烯的再加工是以正戊烷为溶剂或正戊烷的存在不影响其加工过程的情况，例如以正戊烷为溶剂的异戊二烯橡胶生产等。