裂解碳五分离装置预处理单元预二聚工艺研究

碳五分离装置技术特点探析张国富摘要：碳五分离装置主要生产异戊二烯、间戊二烯和双环戊二烯三个双烯烃产品,能够有效利用乙烯装置副产品碳五资源,同时为异戊橡胶装置提供原料,提高装置整体效益。

碳五分离装置可直接制石油树脂，广泛用于黏结剂、涂料、印刷油墨、纸张上胶剂等方面，也可用萃取精馏法、吸收法等分离出的异戊二烯、环戊二烯、正戊烯等，广泛用于制取合成橡胶、涂料以及其他石油化工产品和精细化工产品。

关键词：碳五；分离；装置；技术目前国内的碳五分离技术并不成熟,在生产方面仍存在着如二烯烃的聚合、萃取系统的堵塞等技术难点。

因此，对碳五分离装置技术特点进行分析，通过分离排放气气为原料经油气回收设施处理回收以后,C_4/C_5混合烯烃回收率达到95%以上,分离排放气回收效果明显,可实现回收利用资源,达到节能减排增效的效果。

一、碳五分离装置技术特点（一）分离装置组成复杂。

由于我国拥有自主知识产权的碳五全分离技术,该技术已成为我国碳五利用的主流模式。

不仅包含有烷烃、单烯烃、二烯烃、炔烃和环烃，异构体众多，还包含少量C4及C6组分及双环戊二烯，其中二烯烃含量约占总量的56-77%。

碳五分离是利用乙烯裂解生产的副产品碳五馏分为原料,用DMF(N、N-二甲基甲酰胺)为溶剂,采用萃取精馏和精密精馏得到异戊二烯、间戊二烯和双环戊二烯3种产品。

其中采用萃取精馏仅是为得到纯度为99.6%以上的异戊二烯产品,循环溶剂的分离与提纯成为影响产品质量的关键因素。

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。

我国碳五分离装置资源主要集中在中石油、中石化以及中海油等大型集团公司。

碳五馏分组成复杂，直接精馏难以得到纯度较高的异戊二烯产品，通常采取萃取精馏及共沸精馏法由裂解碳五馏分中分离高纯度异戊二烯。

碳五石油树脂生产工艺研究摘要：介绍了碳五石油树脂的结构、主要特点及生产碳五石油树脂的制备工艺。

综述了碳五石油树脂的改性及应用。

指出了碳五石油树脂的综合利用和发展方向。

对我国碳五石油树脂的发展提出了具体建议。

关键词：碳五石油树脂；加氢碳五石油树脂；生产；应用碳五石油树脂是对乙烯装置碳五馏分进行预处理和阳离子催化聚合而成的功能性树脂。

其平均分子量为300-3000，外观呈淡黄色、固体或粘稠液体。

该树脂主链为脂肪族烃结构，具有良好的增粘性、相容性、热稳定性和光稳定性。

它具有酸值低、混溶性好、熔点低、耐水性和耐化学性。

广泛应用于粘合剂、涂料和涂料添加剂、油墨添加剂、橡胶轮胎、蜡制品和纸张上浆剂等领域。

在整个石油树脂行业中，碳五石油树脂的产量一般占35%左右，发达国家约占45%。

因此，碳五石油树脂的制备及应用受到广泛关注。

1 碳五石油树脂简介1.1结构与性能在碳五石油树脂的红外光谱分析中，O-H骨架的拉伸振动峰在3400cm-1处，饱和C-H键在CH3中的拉伸振动峰在2900cm-1处，C-H键骨架的拉伸振动峰在2800cm-1ch2处饱和。

1680-1640cm-1时，C=C骨架的拉伸振动峰，1470-1350cm-1烯烃中C-H的剪切和弯曲振动吸收峰，700-610cm-1处为烯烃中C-H的弯曲振动吸收峰。

从FTIR光谱可以看出，碳五石油树脂中含有少量的水和不饱和的C=C双键，因此碳五石油树脂是一种由少量链组成的低聚物。

1.2分类根据原料的不同，大致可分为以下几类：（1）混合碳五石油树脂，其原料是经过初步分离与否的混合碳五馏分；（2）脂肪族碳五石油树脂，以间戊二烯为主要成分；（3）双环戊二烯脂环碳五石油树脂，以双环戊二烯（DCPD）为主要原料；（4）共聚树脂，分为碳五/C9。

（5）加氢石油树脂。

1.3聚合机理碳五馏分是乙烯裂解的副产品，是生产碳五石油树脂的最佳原料。

碳五馏分中有几十种烃类，包括异戊二烯、环戊二烯、双环戊二烯、α-甲基双环戊二烯、1，4-戊二烯、顺-1，3-戊二烯、反式-1，3-戊二烯和1-戊烯、顺-2-戊烯和反式-2-戊二烯等一些单烯烃，如戊烯、2-甲基-1-丁烯、2-甲基-2-丁烯、3-甲基-1-丁烯，环戊烯和一些饱和烷烃如正丁烷、新戊烷、异戊烷、环戊烷、正戊烷、环己烷等饱和烷烃和苯、甲苯等芳香烃。

胡競民白希耐一、裂解C5馏分分离现状1．双环戊二烯产品的分离国内一般通过加热和蒸馏的方法从裂解C5馏分中分离出工业级双环戊二烯，再由工业级双环戊二烯制取高纯度的双环戊二烯产品。

⑴精馏将工业级的双环戊二烯（80%纯度）通过减压蒸馏塔，在一定的塔高和一定回流比下进行蒸馏。

根据工业级双环戊二烯的组成不同，蒸馏操作可以是一台塔或者二台塔串联操作。

例如上海石化的分离装置采用一台塔，有的化工厂要获得高纯度的双环戊二烯产品则采用两台塔。

精馏获得的双环戊二烯纯度一般在90%～94%。

⑵解聚-二聚-蒸馏通过解聚-二聚-蒸馏法获得的双环戊二烯产品的纯度均比较高，一般在96%～98%，有的还可达到99%左右。

目前国内公布了很多有关该方法的专利技术，并已有1000t/a的工业规模装置，装置采用带搅拌的釜式结构，工艺流程简单，操作方便。

2．异戊二烯的分离国内实现工业化的异戊二烯分离技术为溶剂二甲基甲酰胺（DMF）萃取蒸馏法。

此外，业界在共沸精馏、反应精馏、加氢分离、一段萃取、共沸和萃取结合工艺等进行了很多研发工作，取得了一定成绩和进展。

二、新型C5分离工艺的开发1．C5馏分的加氢分离工艺C5馏分中含有大量的不饱和烃,根据产品用途的不同,可通过选择加氢或全加氢将其转化为烯烃或烷烃,再通过分离加以利用。

目前国内已利用由裂解汽油加氢装置得到的混合C5烷烃开发了新型C5烷烃分离工艺。

该工艺由加氢和烷烃分离过程组成,可同时得到环戊烷、异戊烷和正戊烷。

其工艺投资小,操作费用少,能耗低,可依市场需求灵活调整产品方案。

2．反应精馏技术采用反应精馏技术从C5馏分中分离双烯烃的方法,即将C5馏分进行反应精馏,使环戊二烯发生二聚反应, 异戊二烯由塔顶分离出去,物料经精馏分离得到间戊二烯、双环戊二烯和异戊二烯。

针对现有技术在脱除环戊二烯过程中存在的问题,反应精馏技术有其独特之处：(1)由于在脱除环戊二烯过程中能有效抑制除环戊二烯二聚反应外的其他二聚反应，因而减少了副产物的生成，既提高了双环戊二烯产品的质量又减少了C5双烯的损失；(2)由一个反应精馏塔替代现有技术中的二聚反应器和预脱重塔，简化了工艺流程和操作；(3)由于简化了工艺流程，减少了设备的投资，降低了生产过程中的能耗。

继续教育学院顶岗实习报告实习单位广东惠州大亚湾伊科思新材料科技发展有限公司函授站西安石油大学继续教育西安石油化工技工学校学号1613010029052姓名王晓琴实习时间2016年12月摘要本论文主要介绍了碳五在国内外资源的利用现状、分离工艺和碳五工艺参数的优化，并且通过查找资料知道在萃取精馏分离异戊二烯的工艺研究过程中通过参考文献得到了在工艺流程的各项操作条件不变，了解溶剂比、回流比和溶剂进料位置对工艺指标的影响。

【关键词】：碳五异戊二烯利用现状工艺参数目录1、国内外碳五资源的利用现状 (4)1．1 碳五的组成及应用 (4)1．2国内碳五资源利用现状 (4)1．3国外碳五资源利用现状 (5)2、裂解碳五分离的工艺 (6)2.1裂解碳五分离工艺原理 (6)2.2裂解碳五分离工艺 (8)3、工艺参数优化 (8)3.1溶剂比对工艺指标的影响 (8)3.2回流比对工艺指标的影响 (8)3.3溶剂进料位置对工艺指标的影响 (9)3.4回流比和溶剂比的选择 (12)4、优化后工艺条件以及指标 (12)5、设计结果评价13参考文献 (14)致谢 (13)1、国内外碳五资源的利用现状1．1 碳五的组成及应用碳五是石油烃裂解生产乙烯的副产物，碳五是一种宝贵的资源，其产量一般为乙烯产量的2%～15%。

我国乙烯装置主要以石脑油和加氢裂化尾油为裂解原料，副产的碳五馏分为乙烯产量的10%～15%。

石脑油是我国主要的乙烯裂解原料，在深度裂解时碳五资源的典型组分及含量依次为：双环戊二烯24.9%、异戊二烯23.3%、间戊二烯19.5%、戊烷14.1%、甲基丁烯5.8%和戊烯4.2%。

以石脑油为裂解原料表1 以石脑油为裂解原料的碳五馏分典型组分及下游应用情况目前，我国的碳五资源主要由俩部分组成：（1）炼油过程中所得的碳五馏分，1994年原油二次加工能力已超过6800万t/a,生产装置近200套，其中催化裂化装置能力超过5200万t/a。

工业技术乙烯工业　２０１４，２６（１）　２４～２７ＥＴＨＹＬＥＮＥＩＮＤＵＳＴＲＹ碳五分离工艺中的反应精馏技术周召方（中国石油化工股份有限公司武汉分公司，湖北武汉４３００８２） 摘　要：在裂解碳五馏分所采用的工艺中，反应精馏工艺比热二聚工艺有独特之处：减少副产物，提高异戊二烯、间戊二烯和双环戊二烯收率。

并且在处理低含量（３％～１０％）环戊二烯的原料中，由于在脱除环戊二烯过程中能有效地抑制除环戊二烯二聚反应外的其它二聚反应，从而减少了副产物的产生。

因此反应精馏技术既能提高产品双环戊二烯的质量，又能减少Ｃ５双烯的损失。

当原料中环戊二烯含量达到正常值（１０％～１６％）时，可以适当增加反应精馏塔的压力，提高环戊二烯的转化率。

关键词：裂解碳五反应精馏技术二聚反应 裂解乙烯中副产大量的碳五馏分，此馏分中富含４０％～６０％的双烯烃，其中异戊二烯（ＩＰ）约为２０％，间戊二烯（ＰＩＰ）约为１６％，环戊二烯（ＣＰＤ）＋双环戊二烯（ＤＣＰＤ）约为１９％。

由于具有特殊的分子结构，这些双烯烃化学性质活泼，可合成许多重要的高附加值产品，是化工利用的宝贵资源。

随着乙烯工业的快速发展和对合成橡胶及合成树脂的需求增大，作为一种重要的化工原料，裂解碳五馏分分离利用已经日益受到世界各国的普遍重视。

世界各国对Ｃ５馏分的应用，其深度和方案各异。

大体上可以分为两种方案：第一类为混合Ｃ５的应用。

包括合成石油树脂、加氢汽油、加氢后用作裂解原料、芳构化及用作燃料等；第二类是分离后单独利用。

其中分离混合Ｃ５馏分提纯出含量较高的异戊二烯、环戊二烯、双环戊二烯和间戊二烯。

分离出的环戊二烯、双环戊二烯和间戊二烯作为石油树脂的原料，而异戊二烯是制造合成橡胶及添加剂的宝贵原料。

工业上有采用热二聚法分离环戊二烯，然后用溶剂萃取精馏或共沸精馏法分离异戊二烯的，但在采用热二聚法分离环戊二烯的过程中，还将伴有异戊二烯、间戊二烯等参加的自二聚及三种双烯间的共二聚反应。

中国石化上海石油化工股份有限公司15万吨/年碳五分离装置施工组织设计建设单位：上海石油化工股份有限公司编制单位：上海金山石油化工建筑有限公司编制日期：二ＯＯ八年三月三日目录第一章编制说明第二章工程概况第三章工程范围及工期第四章施工组织方案第五章主要施工技术方案及措施第六章施工临时设施规划第七章物资供应及运输第八章主要技术经济指标第一章编制说明1、上海石化15万吨/年碳五分离装置是上海石化股份公司一个新建项目，主要用于在石油烃高温裂解制乙烯过程中副产碳五馏份。

2、编制依据：①中国石化集团上海工程有限公司出版的设计施工图；②国家现行的施工及验收标准和规范：《工程测量规范》GB50026—93《混凝土质量控制标准》GB50164-92《混凝土强度检验评定标准》GBJ107-87《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33—2001《钢筋焊接及验收规程》JGJ18—2003《建筑地基基础施工质量验收规范》GB50202—2002《组合钢模板技术规范》GBJ50214—2002《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205—2001《建筑地面工程施工及质量验收规范》GB50209-2002《建筑装饰工程施工及验收规范》JGJ73-91《屋面工程技术规范》GB50345-2004《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001③上海市的有关文明施工、文明工地的条例及规定；④公司质量手册、程序文件等有关技术文件。

3、本工程由上海石化股份公司投资兴建的，由中国石化集团上海工程有限公司设计，工程监理单位是上海金申工程监理有限公司，土建施工单位是上海金山石油化工建筑有限公司。

4、本施工组织设计的编制指导思想是本着顺利、安全、优质、高效的原则，以合同为准则，以业主满意为目标，以科学、严格的管理、雄厚的经济技术力量、先进的施工工艺、充足的设备人力资源，建立一套运行有效的工程组织管理机构，确保工程质量符合规范要求，验收一次合格。

2019年09月碳五分离装置萃取系统运行周期缩短的原因及措施刘俊张念波徐东海刘春友于良(辽宁北化鲁华化工有限公司，辽宁盘锦124000)摘要：针对碳五抽提装置DMF 萃取法生产中出现萃取精馏塔、汽提塔塔盘堵塞，运行周期短，严重制约装置效能发挥的问题，结合裂解碳五馏分中异戊二烯等双烯烃易聚合产生多聚物的机理，分析了装置产生聚合的原因，提出并采取了排除工艺（设备）设计缺陷、严格控制系统微量水、裂解碳五原料的质量控制、提高系统除氧剂加入量及适量增加水解抑制剂等改善循环溶剂品质的措施，延长了装置的生产运行周期。

关键词：DMF 萃取法；异戊二烯双烯烃聚合；设备运行周期国内目前裂解C5分离装置约有14家，生产工艺大致有两种：DMF 萃取法和ACN （乙腈法）。

唯有2011年11月开工运行的抚顺伊科思采用的是乙腈法（ACN ），其他都采用了DMF 萃取法。

因DMF 萃取法和ACN 萃取法相比较，溶剂选择性高、毒性低、对设备无腐蚀、产出异戊二烯质量高等特点成为最理想的生产工艺。

但因DMF 沸点高的缘故，国内目前除上海金山、茂名鲁华运行周期较长外，其他普遍无法克服因裂解碳五原料中双烯烃化学性质活泼，导致在操作温度高的环境中发生聚合反应，生成聚合物（焦质），使萃取装置汽提塔、解析塔塔盘、再沸器等堵塞，迫使装置停车检修。

我公司碳五装置建于2013年，设计能力8万吨/年，技术采用淄博鲁华泓锦新材料股份有限公司DMF 萃取法。

装置于2014年11月开车，先后在2015年共计3次，2016年共计4次，2017年共计3次因第一、二萃取塔压差高而停车检修，同时萃取塔、汽提塔再沸器平均运行周期平均不过30天，严重制约装置的长周期运行，对产品的收率、公用工程及辅料的单耗指标控制、生产安全管理难度、精益管理水平的提升等产生非常不利的影响因素，因此，解决抽提单元长周期运行的生产瓶颈问题迫在眉睫。

为了解决裂解碳五DMF 萃取法因工艺操作温度高易发生聚合反应，生成聚合物（焦质）对设备运行周期的影响，利用消除系统局部过热点、水及氧的因素来改善循环溶剂的品质。

裂解C5分离异戊二烯工艺研究进展摘要：随着乙烯工业的飞速发展，C5资源也日渐丰富，而异戊二烯的产量是衡量裂解C5利用率的一大指标，本文主要阐述了国内外分离利用裂解C5馏分中异戊二烯的工艺技术现状。

关键词：裂解C5 异戊二烯分离工艺石油烃类裂解制乙烯过程中，伴随产生较大量的C5馏分，裂解原料不同，C5的组成也略有不同，随着乙烯装置的扩容改造，C5馏分的产量也明显增加。

C5馏分也是一种宝贵的资源，可以用来生产一系列的具有高附加值的产品，然而目前我国相当一部分C5用作乙烯装置的燃料或用作其他燃料浪费掉了，C5作为一种潜在的资源，具有广阔的发展前景，其开发利用已经备受国内外公司企业的普遍关注。

1、裂解C5的组成石油烃类裂解过程中副产的C5产量约为乙烯的13%～16%，裂解C5的组成也非常的复杂，沸点也较接近，各组分间形成的共沸物也相对较多，并且其中的二烯烃易发生聚合，因此C5分离的难度也相对较大。

其主要由二烯烃组成，较活泼，二烯烃中的异戊二烯、间戊二烯以及双环戊二烯的含量高达50%以上，也成为C5资源综合利用的重点组分。

分离制取异戊二烯、间戊二烯以及双环戊二烯等二烯烃[1，2]，可作为橡胶、医药化学品以及其他精细化工品的原料。

美国、日本在此方面的可发应用相对较早，现在处于领先地位。

异戊二烯可用于生产性能类似甚至优于天然橡胶的异戊橡胶，异戊橡胶应用广泛，前景广阔，市场价值高。

此外，异戊二烯还可用于生产丁基橡胶、乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性弹性体（SIS）、高反式异戊二烯橡胶、芳樟醇等，另外异戊二烯还可用于制备医药化学品、香料、杀虫剂等。

间戊二烯可用于生产环氧树脂固化剂、间戊二烯树脂[3]、尼龙、塑料、顺酐、涂料油墨以及粘合剂等，其中间戊二烯树脂可用于改善橡胶的加工性能，造纸业中性施胶剂以及建筑业中的石膏板等。

双环戊二烯可进行氢化、加成、卤化、聚合、缩合以及还原等反应，其用途广泛，是树脂和诸多精细化学品的重要原料，可用于生产制备乙丙橡胶、石油树脂、改性不饱和聚酯、聚双环戊二烯树脂，降冰片烯橡胶、防腐剂、固化剂、增塑剂、合成香料，还可用于生产硫化水泥等。