CN1709842A - 采用共沸超精馏和萃取蒸馏藕合分离裂解碳五的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用共沸超精馏和萃取蒸馏藕合分离裂解碳五的方法，其特征是首先采取共沸超精馏通过脱轻单元和脱重单元得到符合聚合级要求的异戊二烯－正戊烷共沸物，继而用萃取蒸馏将正戊烷和异戊二烯分离得到聚合级异戊二烯。由于本发明萃取蒸馏处理的对象仅仅是异戊二烯和正戊烷的混合物，而非组成复杂的裂解碳五烃，从而大大缓解了使用溶剂带来的溶剂毒性、回收、分解、环保等问题，特别是高温下环戊二烯、炔烃存在下严重的阻聚问题。本发明也解决了单纯使用共沸超精馏只能得到异戊二烯和正戊烷混合物而不能得到纯异戊二烯的不足，可同时生产纯的异戊二烯和正戊烷，还可得到较高浓度的间戊二烯浓缩物。
Description
技术领域：
本发明是涉及一种混合碳五烃的分离方法，特别是涉及一种把共沸超精馏和萃取蒸馏结合从乙烯裂解副产碳五中分离双烯烃和正戊烷的方法。
背景技术：
炼厂和裂解厂都副产大量碳五烃，大多没有很好利用。以年产30万吨乙烯厂为例，副产约4-5万吨碳五烃，其中有异戊二烯7000-10000吨，环戊二烯和间戊二烯各六、七千吨，这些双烯组分都是合成橡胶、树脂、涂料、香料、医药、农药等化工产品的重要原料，如能对它们进行分离利用，定能收到较好的经济效益。
碳五烃组成复杂，有二、三十个沸点相近的组份，彼此之间又易形成共沸物，加上双烯易于聚合，因此要分离出高纯度、高要求的双烯纯品，比较困难。
表1是部分碳五烃的沸点及相对于异戊二烯的相对挥发度。由表1可见，碳五烃的沸点与异戊二烯沸点之差大多在10℃以内，其相对挥发度与异戊二烯相对挥发度之差大多在0.3以内，因此单纯依靠精馏方法要分离得到高纯度的双烯产品是较困难的。为得到高纯度双烯产品，尤其是高纯度的聚合级异戊二烯，要求异戊二烯中环戊二烯含量小于1mg/kg，现有技术大多采取萃取蒸馏或共沸超精馏方法。
萃取蒸馏利用各组份在溶剂存在下相对挥发度的改变分离产品中用精馏不易去除的组份。如表1所示，聚合级异戊二烯中不希望有的杂质环戊二烯和异戊烯炔等的相对挥发度在有溶剂存在下和无溶剂存在情况比较，与异戊二烯的相对挥发度1之差大大增加了，表明这些杂质变得容易从异戊二烯中脱除了。
共沸超精馏利用目的产物形成的共沸物较目的产物本身往往易与不希望有的杂质分离的特性，将目的产物与杂质分离。显然，其产物将不再是纯的目的产物，而是目的产物与其共沸组份的共沸物。表2为异戊二烯-正戊烷共沸物的共沸性质。
利用萃取蒸馏法从裂解碳五烃中提取异戊二烯有代表性的现有技术有乙腈法(USP4081332(1976)，USP3501550(1968))，DMF法(USP3864422(1975)，ZL96116289.9)和NMP法(USP3230157(1966)，EP2096057)。典型的是利用二次萃取蒸馏和二次精馏得到聚合级异戊二烯。第一级萃取蒸馏分离烷烯组份，第二级萃取蒸馏重点脱除残余的环戊二烯，使产品达到聚合级。由于加入溶剂改变了碳五烃各组份相互间的相对挥发度，本来较难脱除的一些组份变得容易分离了，这是萃取蒸馏法的成功之处，但也因引入溶剂而带来了许多麻烦。(史美仁、钱菊芬等，燃料化学学报9，No.3(1981)293)
共沸超精馏法(USP 3947506(1976))利用异戊二烯和正戊烷形成共沸物这一特性来分离提取碳五烃中的异戊二烯，所得产品为异戊二烯-正戊烷共沸物，其中异戊二烯含量在70％(质量)左右。整个流程实际只需两个塔。脱轻塔脱除沸点比共沸物沸点低的组份，脱重塔脱除沸点比共沸物沸点高的组份，若有特殊需要可有多个脱轻塔、多个脱重塔。如要求得到聚合级产品，环戊二烯含量要求小于1mg/kg时，可增加一个脱重塔，即总共一个脱轻塔，二个脱重塔。其排列方式可以顺序如脱轻塔、脱重塔1、脱重塔2，也可以交叉如脱重塔1、脱轻塔、脱重塔2等等，取决于原料组成及产品要求。由于各碳五烃组份相对于异戊二烯的相对挥发度与异戊二烯的相对挥发度1之差较小，因此为获得高纯度异戊二烯需要采用超精馏过程，即要有较多的塔板数和较高的回流比。
与萃取蒸馏法相比，共沸超精馏法确有其技术上的先进性，主要表现在较好地解决了萃取蒸馏法由于使用溶剂而引起的以下四方面的问题：
1)解决了使用溶剂带来的溶剂损失、毒性、回收、分解、环保等与溶剂直接有关的一切问题；
2)没有高温下(溶剂的存在使体系处于较高的温度)异戊二烯、间戊二烯以及环戊二烯、炔烃等的阻聚问题；
3)没有浓缩炔烃的爆炸问题；
4)不存在溶剂中有害杂质的积累问题。
共沸超精馏最大的问题是得到的产品是异戊二烯和正戊烷的共沸物，无法取得纯的异戊二烯。产品中的异戊二烯含量只有70％(质量)左右。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是：尽可能多地保留共沸超精馏技术上的先进性，而又能生产出纯的聚合级异戊二烯，本发明将共沸超精馏技术和萃取蒸馏技术耦合，用以处理裂解碳五烃，即先采取共沸超精馏得到异戊二烯-正戊烷共沸物，再通过萃取蒸馏分离异戊二烯和正戊烷。同时，本发明还将共沸超精馏异戊二烯脱重单元采出的粗间戊二烯浓缩物通过精馏过程获得间戊二烯含量较高的间戊二烯浓缩物。
本发明的技术方案是：一种从碳五烃中分离提取高纯度异戊二烯和间戊二烯浓缩物的方法，其特征包括以下步骤：(A)将碳五烃通过由脱轻单元和脱重单元组成的共沸超精馏进行处理，得到高纯度的异戊二烯-正戊烷共沸物，共沸物中异戊二烯占总量的质量百分比为66-75％；(B)将高纯度的异戊二烯-正戊烷共沸物导入萃取蒸馏塔，同时在萃取蒸馏塔上部导入溶剂，进行萃取蒸馏处理，塔顶得正戊烷产品，塔釜异戊二烯和溶剂的混合物进入解析塔进行分离，解析塔塔顶得高纯度的异戊二烯。其中共沸超精馏脱重单元塔釜产出的粗间戊二烯浓缩物，进入间戊二烯脱轻塔或间戊二烯脱轻塔和间戊二烯脱重塔得间戊二烯浓缩物，间戊二烯脱轻塔和间戊二烯脱重塔可任意排列。而原料碳五烃优选从裂解制乙烯副产中得到并已脱除了环戊二烯的脱环碳五烃，其中环戊二烯含量不超过7％质量百分比。共沸超精馏由脱轻单元和脱重单元组成，脱轻单元主要分出包括碳四烃、异戊烷、2-甲基丁烯-1、3-甲基丁烯-1、戊烯-1、丁炔-2、异丙基乙炔和异戊烯炔在内沸点比异戊二烯-正戊烷共沸物低的轻组份，而脱重单元分出戊烯-2、2-甲基丁烯-2、环戊烷、环戊烯、间戊二烯、环戊二烯和碳六烃在内沸点比异戊二烯-正戊烷共沸物高的重组分；脱轻单元至少由一个脱轻塔组成，脱重单元至少由一个脱重塔组成，按物流进出顺序，脱轻单元的脱轻塔和脱重单元的脱重塔可任意排列。优选脱轻单元由一个脱轻塔组成，脱重单元由二个脱重塔组成，按脱轻塔、脱重塔1和脱重塔2顺序排列；从脱重塔2塔顶采出环戊二烯含量＜1mg/kg符合聚合要求的高纯度异戊二烯-正戊烷共沸物，脱重塔1釜底采出粗间戊二烯浓缩物。萃取蒸馏所使用的溶剂是乙腈、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮或其混合物，进入萃取蒸馏塔的异戊二烯-正戊烷共沸物和溶剂的质量比为1∶1-5。萃取蒸馏塔顶产品正戊烷的一部分返回共沸超精馏的某个物流，使物流中异戊二烯与正戊烷的比例达到或小于异戊二烯-正戊烷共沸物的比例；优选萃取蒸馏塔顶产品正戊烷的一部分返回到共沸超精馏脱重单元脱重塔前的进料中，使进料中异戊二烯与正戊烷的比例降低到等于或小于异戊二烯-正戊烷共沸物的比例。本发明工艺过程中，异戊二烯脱轻塔、异戊二烯预脱重塔、异戊二烯脱重塔、间戊二烯脱轻塔、间戊二烯脱重塔的塔顶操作温度为20～60度，塔釜操作温度为40～100度，塔顶操作压力控制在0.08～0.3Mpa，塔釜操作压力控制在0.1～0.5Mpa，萃取蒸馏塔和解析塔的塔顶操作温度为20～60度，塔釜的操作温度为90～180度，塔顶操作压力控制在0.08～0.3Mpa，塔釜操作压力控制在0.1～0.4Mpa。
本发明的有益效果：
①可得到高纯度的异戊二烯产品。这是共沸超精馏法无法做到的，共沸超精馏法只能得到异戊二烯-正戊烷共沸物。
②溶剂用量少，本发明溶剂用量不到萃取精馏法的1/10。解决了使用溶剂带来的溶剂损失、毒性、回收、分解、环保等与溶剂直接有关的一切问题；没有高温下(溶剂的存在使体系处于较高的温度)异戊二烯、间戊二烯以及环戊二烯、炔烃等的阻聚问题；没有浓缩炔烃的爆炸问题；因为萃取蒸馏法萃取蒸馏过程处理的对象是脱环碳五烃，而本发明中萃取蒸馏的对象是异戊二烯-正戊烷共沸物。共沸物不仅量少(一般只有脱环碳五烃的1/3～1/4)，且组份少而干净，主要只有异戊二烯和正戊烷两个组份(脱环碳五烃有二、三十个组份，还含有炔烃和环戊二烯)。
③萃取蒸馏过程的操作条件缓和。由于本发明萃取蒸馏处理的对象是异戊二烯-正戊烷共沸物，只要将异戊二烯和正戊烷分开就可以了。在有溶剂存在下正戊烷与异戊二烯的相对挥发度之差较其它许多碳五组份(如脱环碳五烃中重点要脱除的2-甲基丁烯-2)与异戊二烯的相对挥发度1之差要大得多(见表1，如DMF中正戊烷相对挥发度为2.494，2-甲基丁烯-2仅为1.396，乙腈中相应为2.37和1.38，与异戊二烯的相对挥发度1之差正戊烷为1.4左右，而2-甲基丁烯-2不到0.4，显然正戊烷大得多)因此分离也容易得多。
④在生产异戊二烯的同时可以得到正戊烷产品。这是共沸超精馏法和萃取蒸馏法都不具备的。
附图说明：
图1：为本发明分离裂解碳五的一个典型工艺的流程框图
图2：为本发明分离裂解碳五的另一个典型工艺的流程框图
具体实施方式：
实施例1：由附图1可见，本实施例的共沸超精馏脱轻单元由一个异戊二烯脱轻塔组成，脱重单元由两个脱重塔(在此称作异戊二烯预脱重塔和异戊二烯脱重塔)组成，按异戊二烯脱轻塔、异戊二烯预脱重塔、异戊二烯脱重塔顺序排列。脱除了环戊二烯和双环戊二烯，环戊二烯含量＜7％(质量)的脱环裂解碳五烃物流(原料1)，首先进入异戊二烯脱轻塔，从塔顶物流(2)分出其中的轻组份，包括碳四烃、异戊烷、3-甲基丁烯-1、2-甲基丁烯-1、戊烯-1、和丁炔-2、异戊炔、异戊烯炔、戊二烯-1，4等量虽不大但对聚合有害的杂质。塔釜物流(3)进入异戊二烯预脱重塔，由预脱重塔釜(7)分出重组分，包括戊烯-2、2-甲基丁烯-2、环戊烷、间戊二烯、碳六烃和大部分环戊二烯以及某些有害的重质炔烃杂质。由预脱重塔顶得到的塔顶物流(4，主要含有异戊二烯和正戊烷)，由于其中的正戊烷量不足，故混合部分萃取蒸馏塔顶物流(9，正戊烷)，增加正戊烷的比例使异戊二烯与正戊烷的比例降低到等于或小于异戊二烯-正戊烷共沸物的比例。然后混合后的物流(5)进入异戊二烯脱重塔(也可在脱轻塔，预脱重塔前混合，效果是相似的)。从脱重塔釜(物流6)除分出残余的戊烯-2等外，重点是进一步分离出少量残余的环戊二烯，使塔顶馏出的异戊二烯-正戊烷共沸物(物流8)中环戊二烯含量达聚合级要求(例如＜1mg/kg)。环戊二烯含量已达聚合要求的异戊二烯脱重塔顶物流(8)进一步进入萃取蒸馏塔分离异戊二烯和正戊烷。在靠近萃取蒸馏塔顶部引入萃取溶剂(15)，塔顶采出正戊烷产品(物流9)，塔釜物流主要组份为溶剂和异戊二烯，引入解析塔。在解析塔顶得聚合级异戊二烯产品(物流14)，塔底为溶剂(16)除抽取少量再生外，其余均循环入萃取蒸馏塔。
萃取溶剂是可破坏异戊二烯和正戊烷共沸的液体，常用的有：乙腈、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮。由表4可知，它们具有类似的分离效果。
异戊二烯预脱重塔釜物流(7)富含间戊二烯(见表4)，进一步引入间戊二烯脱轻塔，在塔顶物流(10)主要分离出环戊二烯和2-甲基丁烯-2，塔釜物流(11)引入间戊二烯脱重塔，从塔底物流(13)脱除部分环戊烷，环戊烯和碳六烃，塔顶产品(12)即为间戊二烯浓缩物。
各塔操作参数及物流组成见表3、表4。
上述塔釜物流可以从塔釜直接采出，也可以从接近塔釜的侧线采出。
必要时，正戊烷产品(物流9)可部分返回异戊二烯脱重塔前的某个部位，如进入异戊二烯脱轻塔、异戊二烯预脱重塔或异戊二烯脱重塔以调整共沸精馏过程。本实施例物流9返回到脱重塔前与预脱重塔顶物流(4)混合成物流5一起进入脱重塔。
由表4可以看出，由异戊二烯脱重塔顶可以采得聚合级异戊二烯-正戊烷共沸物，几乎不含环戊二烯和炔烃(物流8)，由间戊二烯脱轻塔釜及间戊二烯脱重塔顶均可采得间戊二烯浓缩物(物流11、12)。无论用哪一种溶剂(乙腈、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮)，由萃取蒸馏塔顶都可以采出含量＞95％(质量)的正戊烷产品(物流9)，由解析塔顶均可以采到异戊二烯含量＞99％(质量)的聚合级异戊二烯(物流14)。其中环戊二烯含量＜0.0001％(重量)，即＜1mg/kg。
实施例2：由附图2可见，本实施例的共沸超精馏脱轻单元和脱重单元均只有一个塔组成，按异戊二烯脱轻塔、异戊二烯脱重塔顺序排列。碳五烃(物流17)首先进入异戊二烯脱轻塔，和实施例1类似，从塔顶物流(18)分离出沸点较异戊二烯-正戊烷共沸物低的轻组份。塔釜物流(19)则进入异戊二烯脱重塔，由脱重塔釜物流(21)分离出沸点较异戊二烯-正戊烷共沸物高的重组分，脱重塔顶得到的即异戊二烯-正戊烷共沸物(物流20)。由于本实施例使用的碳五原料中的正戊烷含量已超过和原料中所有异戊二烯形成异戊二烯-正戊烷共沸物所需要的量，因此没有必要象实施例1那样在共沸超精馏中混合部分萃取蒸馏塔顶物流(26，正戊烷)去增加共沸超精馏物流组成中的正戊烷的比例。和实施例1一样，异戊二烯脱重塔顶物流(20)进入萃取蒸馏塔分离异戊二烯和正戊烷，在靠近萃取蒸馏塔的顶部引入溶剂(15)。塔顶采出正戊烷(物流26)，塔釜物流引入解析塔。在解析塔顶得化学级异戊二烯产品(物流27，异戊二烯纯度＞98％(质量))，塔底为溶剂(16)，循环入萃取蒸馏塔。本实施例使用的萃取溶剂是二甲基甲酰胺(DMF)。
异戊二烯脱重塔釜物流(21)含有较多的间戊二烯(见表23)，进一步引入间戊二烯脱重塔，从塔釜(22)分出沸点比间戊二烯高的组分，塔顶物流(23)引入间戊二烯脱轻塔，从塔顶(24)脱除沸点比间戊二烯低的组分，塔釜产品(25)即为间戊二烯浓缩物。
各塔参数及物流组成见表5、表6。
上述塔釜物流可以从塔釜直接采出，也可以从接近塔釜的侧线采出。
由表6可以看出，由异戊二烯脱重塔顶可以采得化学级异戊二烯-正戊烷共沸物，杂质含量≤2％(物流20)，由萃取蒸馏塔顶都可以采出含量＞96％(质量)的正戊烷产品(物流26)，由解析塔顶可以采到异戊二烯含量＞98％(质量)的异戊二烯(物流27)。由间戊二烯脱轻塔底可得浓度为80％左右的间戊二烯浓缩物(物流25)。
表1.碳五烃沸点及其在无溶剂和有溶剂存在下的相对挥发度
| 组成 | 沸点℃ | 无溶剂 | 二甲基甲酰胺 | 乙腈 | N-甲基吡咯烷酮 |
| 异戊烷 | 27.85 | 1.200 | 3.113 | 2.92 | 3.00 |
| 3-甲基丁烯-1 | 20.06 | 1.533 | 2.680 | 2.58 | 2.65 |
| 正戊烷 | 36.07 | 0.935 | 2.494 | 2.37 | 2.40 |
| 2-甲基丁烯-1 | 31.16 | 1.100 | 1.746 | 1.71 | 1.75 |
| 戊烯-1 | 29.97 | 1.135 | 1.936 | 1.89 | 1.86 |
| 反戊烯-2 | 36.35 | 0.930 | 1.605 | 1.56 | 1.56 |
| 顺戊烯-2 | 36.94 | 0.913 | 1.565 | 1.49 | 1.53 |
| 戊二烯-1，4 | 25.97 | 1.295 | 1.465 | ||
| 2-甲基丁烯-2 | 38.57 | 0.867 | 1.396 | 1.38 | 1.40 |
| 环戊烷 | 49.26 | 0.610 | 1.166 | ||
| 异戊二烯 | 34.07 | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 1.000 |
| 3-甲基丁二烯-1，2 | 40.00 | 0.833 | 0.952 | ||
| 丁炔-2 | 26.99 | 1.290 | 0.892 | 0.960 | 0.997 |
| 异戊炔-1 | 26.35 | 1.310 | 0.860 | 1.040 | 0.95 |
| 环戊烯 | 44.24 | 0.719 | 0.914 | ||
| 戊二烯-1，2 | 44.86 | 0.708 | 0.805 | ||
| 反-戊二烯-1，3 | 42.03 | 0.775 | 0.763 | 0.77 | 0.78 |
| 顺-戊二烯-1，3 | 44.07 | 0.725 | 0.706 | 0.70 | 0.71 |
| 环戊二烯 | 42.50 | 0.811 | 0.623 | 0.62 | 0.62 |
| 戊炔-1 | 40.18 | 0.839 | 0.523 | 0.58 | 0.54 |
| 异戊烯炔 | 32.50 | 1.050 | 0.474 | 0.62 | 0.48 |
| 戊炔-2 | 56.07 | 0.482 | 0.439 | 0.42 | 0.67 |
无溶剂数据是40℃纯物质和异戊二烯饱和蒸汽压之比；
有溶剂数据是50℃，75％(质量)溶剂组成下的值。
表2 异戊二烯-正戊烷共沸组成
温度 异戊二烯含量
33.6℃ 72.5％(质量)
37.4℃ 73.1％(质量)
33.8℃ 78±1％(摩尔)
1.0℃ 68.8％(摩尔)
15.0℃ 69.5％((摩尔)
30.0℃ 71.0％(摩尔)
表3 实施例1各塔参数
| 塔 | 理论板数 | 回流比 | 溶剂比 | 塔顶温度℃ | 塔釜温度℃ | 塔釜压力(表压)MPa | 塔顶压力(表压)MPa | 产品 |
| 异戊二烯脱轻 | 150 | 50 | 30 | 70 | 0.1 | 0.01 | ||
| 异戊二烯预脱重 | 150 | 50 | 30 | 70 | 0.1 | 0.01 | ||
| 异戊二烯脱重 | 150 | 50 | 30 | 70 | 0.1 | 0.01 | 共沸物 | |
| 间戊二烯脱轻 | 80 | 20 | 40 | 70 | 0.05 | 0.01 | ||
| 间戊二烯脱重 | 30 | 20 | 40 | 70 | 0.03 | 0.01 | 间戊二烯 | |
| 乙腈萃取蒸馏 | 30 | 2 | 3 | 30 | 70 | 0.05 | 0.01 | 正戊烷 |
| 二甲基甲酰胺萃取蒸馏 | 20 | 1 | 1.5 | 30 | 120 | 0.05 | 0.01 | 正戊烷 |
| N-甲基吡咯烷酮萃取蒸馏 | 20 | 1 | 1 | 30 | 150 | 0.05 | 0.01 | 正戊烷 |
| 乙腈解析 | 30 | 2 | 30 | 80 | 0.05 | 0.01 | 异戊二烯 | |
| 二甲基甲酰胺解析 | 20 | 1 | 30 | 160 | 0.05 | 0.01 | 异戊二烯 | |
| N-甲基吡咯烷酮解析 | 10 | 0.5 | 30 | 80 | 0.05 | 0.01 | 异戊二烯 |
表4 实施例1物流组成
| 物流 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 7 | 8 | 6 | 10 | 11 | 12 | 13 | 9 | 14 | ||||
| 溶剂 | 乙腈 | DMF | NMP | 乙腈 | DMF | NMP | ||||||||||||
| 异戊二烯 | 22.0 | 4.1 | 27.2 | 62.7 | 55.9 | 2.4 | 67.6 | 7.5 | 5.7 | 2.1 | 1.5 | 1.6 | 99.5 | 99.6 | 99.6 | |||
| 间戊二烯 | 24.5 | 31.8 | 54.0 | 5.7 | 87.9 | 91.5 | 59.1 | |||||||||||
| 异戊烯-1 | 13.8 | 61.0 | ||||||||||||||||
| 异戊烯-2 | 2.3 | 3.0 | 5.1 | 10.9 | 1.0 | 1.1 | ||||||||||||
| 戊烯-1 | 4.0 | 17.8 | ||||||||||||||||
| 戊烯-2 | 17.3 | 22.3 | 20.3 | 18.1 | 23.7 | 0.5 | 88.7 | 57.6 | 0.6 | 0.7 | 0.7 | 0.4 | 0.3 | 0.3 | ||||
| 异戊烷 | 2.4 | 10.7 | ||||||||||||||||
| 正戊烷 | 5.4 | 7.0 | 17.0 | 26.0 | 31.9 | 3.8 | 97.3 | 97.8 | 97.7 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | ||||||
| 环戊二烯 | 3.8 | 4.9 | 8.3 | ＜0.0001 | 20.1 | ＜0.0001 | ||||||||||||
| 环戊烯 | 0.4 | 0.5 | 0.9 | 1.5 | 1.7 | |||||||||||||
| 环戊烷 | 2.6 | 3.3 | 5.6 | 9.6 | 5.7 | 40.9 | ||||||||||||
| 丁炔-2 | 1.1 | 4.7 | ＜0.005 | ＜0.005 | ||||||||||||||
| α-炔 | 0.4 | 1.7 | 0.03 | 0.04 | 0.04 | 0.03 | ＜0.01 | ＜0.01 | ||||||||||
注：1-原料碳五；2-异戊二烯脱轻塔顶；3-异戊二烯脱轻塔釜；4-异戊二烯预脱重塔顶；5-异戊二烯预脱重塔进料；6-异戊二烯脱重塔釜；7-异戊二烯预脱重塔釜；8-异戊二烯脱重塔顶；9-萃取蒸馏塔顶；10-间戊二烯脱轻塔顶；11-间戊二烯脱轻塔釜；12-间戊二烯脱重塔顶；13-间戊二烯脱重塔釜；14-解析塔顶；15-进入萃取塔的溶剂 16-解析塔釜 DMF-二甲基甲酰胺；NMP-N-甲基吡咯烷酮
表5 实施例2各塔参数
| 塔 | 理论板数 | 回流比 | 溶剂比 | 塔顶温度℃ | 塔釜温度℃ | 塔顶压力(表压)MPa | 塔釜压力(表压)MPa | 产品 |
| 异戊二烯脱轻 | 100 | 100 | 30 | 60 | 0.01 | 0.15 | ||
| 异戊二烯脱重 | 100 | 100 | 30 | 60 | 0.01 | 0.15 | 共沸物 | |
| 间戊二烯脱重 | 50 | 50 | 40 | 70 | 0.01 | 0.13 | ||
| 间戊二烯脱轻 | 50 | 50 | 40 | 50 | 0.01 | 0.13 | 间戊二烯 | |
| 二甲基甲酰胺萃取蒸馏 | 20 | 2 | 5 | 30 | 120 | 0.01 | 0.11 | 正戊烷 |
| 二甲基甲酰胺解析 | 20 | 1 | 30 | 160 | 0.01 | 0.11 | 异戊二烯 |
表6 实施例2物流组成
| 物流 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 23 | 22 | 24 | 25 | 26 | 27 |
| 碳四 | 0.8 | 3.0 | |||||||||
| 异戊烷 | 8.8 | 32.6 | |||||||||
| 3-甲基丁烯-1 | 1.5 | 5.5 | |||||||||
| 正戊烷 | 13.9 | 0.2 | 19.0 | 30.1 | 13.5 | 19.6 | 33.8 | 96.5 | 0.4 | ||
| 戊烯-1 | 5.8 | 21.5 | |||||||||
| 2-甲基丁烯-1 | 6.9 | 25.4 | |||||||||
| 戊烯-2 | 6.2 | 8.5 | 0.8 | 12.3 | 17.8 | 30.6 | 0.1 | 1.9 | 0.3 | ||
| 戊二烯-1，4 | 1.9 | 7.0 | |||||||||
| 2-甲基丁烯-2 | 4.1 | 5.6 | 8.4 | 12.2 | 20.0 | 1.4 | |||||
| 环戊烷 | 1.3 | 1.8 | 2.7 | 8.6 | |||||||
| 环戊烯 | 3.0 | 4.1 | 6.1 | 8.0 | 2.0 | 0.2 | 18.8 | ||||
| 异戊二烯 | 17.5 | 3.3 | 22.8 | 68.7 | 0.2 | 0.3 | 0.5 | 1.6 | 98.7 | ||
| 丁炔-2 | 0.4 | 1.5 | |||||||||
| 碳六 | 13.5 | 18.5 | 27.6 | 88.9 | |||||||
| 间戊二烯 | 12.0 | 16.4 | 24.5 | 35.3 | 0.5 | 3.2 | 79.6 | ||||
| 环戊二烯 | 2.4 | 3.3 | 0.4 | 4.7 | 6.8 | 11.6 | 0.1 | 0.6 |
注：15-进入萃取塔的溶剂；16-解析塔釜；17-原料碳五；18-异戊二烯脱轻塔顶；19-异戊二烯脱轻塔釜；20-异戊二烯脱重塔顶；21-异戊二烯脱重塔釜；23-间戊二烯脱重塔顶；22-间戊二烯脱重塔釜；24-间戊二烯脱轻塔顶；25-间戊二烯脱轻塔釜；26-萃取蒸馏塔顶；27-解析塔顶。
Claims (8)
1、一种采用共沸超精馏和萃取蒸馏藕合分离裂解碳五的方法，包括以下步骤：(A)将碳五烃通过由脱轻单元和脱重单元组成的共沸超精馏进行处理，得到高纯度的异戊二烯-正戊烷共沸物，共沸物中异戊二烯占总量的质量百分比为66-75％；(B)将高纯度的异戊二烯-正戊烷共沸物导入萃取蒸馏塔，同时在萃取蒸馏塔上部导入溶剂，进行萃取蒸馏处理，塔顶得正戊烷产品，塔釜异戊二烯和溶剂的混合物进入解析塔进行分离，解析塔塔顶得高纯度的异戊二烯。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于碳五烃是从裂解制乙烯副产中得到并已脱除了环戊二烯的脱环碳五烃，其中环戊二烯含量不超过7％质量百分比。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于共沸超精馏由脱轻单元和脱重单元组成，脱轻单元主要分出包括碳四烃、异戊烷、2-甲基丁烯-1、3-甲基丁烯-1、戊烯-1、丁炔-2、异丙基乙炔和异戊烯炔在内沸点比异戊二烯-正戊烷共沸物低的轻组份，而脱重单元分出戊烯-2、2-甲基丁烯-2、环戊烷、环戊烯、间戊二烯、环戊二烯和碳六烃在内沸点比异戊二烯-正戊烷共沸物高的重组分；脱轻单元至少由一个脱轻塔组成，脱重单元至少由一个脱重塔组成，按物流进出顺序，脱轻单元的脱轻塔和脱重单元的脱重塔可任意排列。
4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于脱轻单元由一个脱轻塔组成，脱重单元由二个脱重塔组成，按脱轻塔、脱重塔1和脱重塔2顺序排列；从脱重塔2塔顶采出环戊二烯含量＜1mg/kg，符合聚合要求的高纯度异戊二烯-正戊烷共沸物，脱重塔1釜底采出粗间戊二烯浓缩物。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于萃取蒸馏所使用的溶剂是乙腈、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮或其混合物，进入萃取蒸馏塔的异戊二烯-正戊烷共沸物和溶剂的质量比为1∶1-5。
6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于萃取蒸馏塔顶产品正戊烷的一部分返回共沸超精馏的某个物流，使物流中异戊二烯与正戊烷的比例达到或小于异戊二烯-正戊烷共沸物的比例。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于萃取蒸馏塔顶产品正戊烷的一部分返回到共沸超精馏脱重单元脱重塔前的进料中，使进料中异戊二烯与正戊烷的比例降低到等于或小于异戊二烯-正戊烷共沸物的比例。
8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于从共沸超精馏脱重单元塔釜产出的粗间戊二烯浓缩物，进入间戊二烯脱轻塔或间戊二烯脱轻塔和间戊二烯脱重塔得间戊二烯浓缩物。
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