C5组分在现代化工(gōng)领域用途广泛，但“工(gō廠那ng)(xiang)欲(yao)善(zuo)其(fan)事(ying)，必(b什中i)先(xu)利(yu)其(chu)器(qì)(li)”，本回谈谈C5資空媽(zī)源如(rú)何实现分離(lí)。

C5物理性质

C5者，五碳烃是也。碳五資(zī)源被称為(wèi)“冬眠的基础原料”，子算由20-30种单体烃组成[1]，依来源不(bù)同成分差异较大(d音哥à)，可划分為(wèi)：“烯派”——裂解装置含量高，主要含双烯烃(异戊二烯、的低环戊二烯和间戊二烯)；“烷派”——主要来自非裂解装置，主要含烷烃(正錯制戊烷、异戊烷).所述分子(zǐ)结构和物理性质分腦唱别见表1和图1，由于各组分沸点接近，相对挥发度小(xiǎo)少志，且双烯烃易自聚和共聚，组分间还能形成共沸物書媽[2](Aspen计算结果如(rú)图2，WILSON物性方法[3,民很4])，使得(de)碳五分離(lí)工(gōng)艺集常规精馏、習務萃取精馏、恒沸精馏和反应精馏于一(yī)身。

图1 分子(zǐ)结构图

表1 碳五中各物质性质一(yī)览表[2]

图2 Aspen计算碳五資(zī)源中共沸物数据

“烷派”分離(lí)工(gōng)艺

“烷派”碳五分離(lí)工(gōng)艺设计思路相对少還简单：将碳五烷烃通(tōng)过精馏方式生产异戊烷、正戊烷和环戊烷产品暗她，可以根据沸点由低(dī)到高顺序切割流程，实际生产可以根据原料组成调节明暗分離(lí)顺序。在碳四、异戊烷、正戊烷、环戊烷组成分别為(wèi銀些)2.37%、35.35%、31.82%和8.89%時(s村通hí)，可以依次通(tōng)过脱碳四塔、异戊烷塔、正戊烷錢木塔和环戊烷塔分離(lí)，工(gōng)艺如(rú)图3理請，塔条件设置如(rú)表2.在考虑能量优化的同時(shí人一)，可以借助热偶精馏塔进行进进一(yī)步优化。

图3 “烷派”碳五資(zī)源分離(lí)工(gōng)艺[5著但]

表2 “烷派”分離(lí)工(gōng)艺塔条件设置為能[5]

“烯派”分離(lí)工(gōng)艺

鉴于烯烃组分较多，且沸点相差较小(xiǎo)，依靠“能量分離(lí)多很”的普通(tōng)精馏难以完成分離(lí)任媽在务，在添加正戊烷后通(tōng)过大(dà)回流空視比下共沸精馏可以得(de)到聚合级异戊二烯[7]，故常引入溶剂后进行“质量冷說分離(lí)”的萃取精馏，其核心的萃取与溶剂分離化車(lí)系统如(rú)图4所示[8]，其萃取剂选取以日本合成橡胶公司的我銀乙腈(ACN)、日本瑞翁公司的二甲基甲酰胺(DMF)和德国BASF公司的N-甲兵生基吡咯烷酮(NMP)為(wèi)典型，亦有意大(dà)利Snam公司的N-甲筆科酰吗啉、法国石油研究院的二甲基亚砜、德国拜耳公司的人問1-氧代-1-甲基二乙氧膦酰硫胆碱和苯胺等[9]。

图4 萃取系统中溶剂分離(lí)提纯与补充置换流程示意

其中DMF法凭借投入少、见效快、流程短(duǎn)等优势，更易于对區姐已有装置进行改造[10]，在国内建设众多，其详细流程如(rú)图5所示[10]身些，但ACN法和NMP法也存在详细研究[11，12]。不(喝問bù)断有学者对DMF工(gōng)艺提出新的设计理念和方法，其中较為(wèi書數)典型的改进有：调整热二聚反应顺序降低(dī)异戊二烯分離(lí)塔和环著林戊二烯回收塔设计难度[13]，优化碳五循环量改善系统能耗[14笑視]，优化工(gōng)艺参数降低(dī)异戊二烯损失草哥率[15]等。此外，也有对抽余碳五通(tō業男ng)过精密精馏进一(yī)步回收1-戊烯的模拟喝兒案例[3]。

图5 DMF法生产异戊二烯工(gōng)艺流村醫程

分離(lí)新思路

在成形工(gōng)艺前面，不(bù)乏另辟蹊径者，為(wèi)新見器理念的诞生奠定基础：借助气液固三相滴流床反应器(qì)实现对裂解碳五烯烃加氢水動，进一(yī)步分離(lí)得(de)到优级品的发泡剂，流程拿子如(rú)图6所示[16]；环戊二烯在精馏塔发生二聚反应同時(shí)塔顶蒸出訊舊异戊二烯，后续进行进一(yī)步分離(lí)，如(rú)图7所示林動[17]；通(tōng)过共沸超精馏/萃取精馏耦合工(g照長ōng)艺同時(shí)生产纯的异戊二烯和答唱正戊烷以及浓缩间戊二烯，如(rú)图8所示[1可聽8]。

图6 加氢分離(lí)工(gōng)艺流程图

图7 反应精馏工(gōng)艺流程图

图8 共沸超精馏/萃取精馏耦合工(gōng)艺

综上所述，碳五分離(lí)是一(yī)个涉及多种精馏的复杂工(就數gōng)程：普通(tōng)精馏用于原料预处理、粗异戊二烯提纯、烷烃分們暗離(lí)等过程；反应精馏用于原料预处理、热二上影聚反应等过程；萃取精馏用于获得(de)聚合级异戊二烯产品等过程；店拿共沸精馏用于获得(de)异戊二烯/正己烷共沸物、萃取剂提纯等过程[2]。農關