1、产品简介
石油烃裂解制乙烯过程中副产的碳五馏分中利用价值较高且含量较多的组分是异戊二烯、环戊二烯(双环戊二烯)和间戊二烯,三者约占碳五馏分的40——55%。
通过将碳五馏分加工,分离出异戊二烯、环戊二烯(双环戊二烯)和间戊二烯,广泛应用于高分子材料合成中。另外,剩余的抽余碳五也是不可多得的优质化工原料。
异戊二烯
在所有的C5馏分中,目前以异戊二烯的用途最为广泛,其主要用途有:
合成高分子化合物系列,如异戊橡胶(IR)、苯乙烯-IP-苯乙烯共聚物(SIS橡胶)、丁基橡胶(IIR)、负型光刻胶原胶等;
合成萜烯类化合物,制取新激素、维生素E、化妆品角烷、香料等;
生产二氯菊酸乙酯 高效、低毒农药杀虫剂等。
双环戊二烯(DCPD)主要用于:
生产石油树脂、改性不饱和聚酯、三元乙丙橡胶和聚双环戊二烯等。
双环戊二烯还可用于生产农药、香料、环氧树脂固化剂、润滑油添加剂、阻燃剂、金刚烷、戊二醛、戊二醇、葵二酸、三环癸烯醇等产品应用领域十分双环戊二烯广泛。
间戊二烯
间戊二烯主要用途有:
生产高级脂肪族石油树脂,此类树脂通常具有颜色浅、密度低、饱和度高等特性,广泛用于胶黏剂、热熔型路标漆、涂料、油墨、橡胶助剂等行业;
生产特种精细化工产品,如环氧树脂固化剂、醇酸树脂、印刷油墨、香料、间戊二烯不饱和醇、酯等。
抽余碳五
分离后剩余的抽余C5油主要含单烯烃,这部分物料可以通过烷基化或醚化,主要用于加工制造甲基叔戊基醚(TAME)。
二、技术特点
碳五分离技术根据采用萃取精馏溶剂的不同,可分为二甲基甲酰胺(DMF)法、乙腈(ACN)法及N-甲基吡咯烷酮(NMP)法三种。
在自有乙腈法碳四抽提丁二烯技术的基础上,经过多年的基础研究与计算机模拟,青岛伊科思率先开发出乙腈法碳五分离技术,实现了乙腈法碳五分离技术的国产化。
伊科思研究开发的乙腈抽提法碳五分离技术拥有以下技术成果:
热集成技术与流程集成技术成功应用于碳五分离,使流程更加紧凑节能;
充分掌握工程放大规律,掌握了大型塔设备和大型换热器的设计方法;
具有国际先进水平的产品质量和技术经济指标;
具有优异的长周期运转性能;
本技术通过山东省科学技术厅技术鉴定(鲁科成鉴字【2012】第489号);
形成专有技术“流程集成节能的乙腈抽提法碳五分离产业化新技术”ZYJS2012-037S。
本技术中环戊二烯二聚反应装置获得国家颁发的实用新型专利证书(CN201720057U)。
环戊二烯二聚反应装置
三、工艺流程
总工艺流程
本工艺技术首先在反应器中加热碳五馏分,使环戊二烯聚合生成双环戊二烯,经分离后得到粗双环戊二烯,如果需要,可以再经过两次普通精馏得到85——95%的双环戊二烯副产品。
碳五馏分中,各组成相对挥发度差异很小,采用普通精馏很难得到比较纯的产品,因此,在本技术中,采用乙腈作为溶剂,萃取精馏的方式来完成产品的精制。在乙腈溶液存在下,碳五组成的相对挥发度自高到低呈现如下的排列:碳五烷烃>碳五单烯烃>异戊二烯>间戊二烯>碳五炔烃>环戊二烯。因此,采用二次萃取精馏就可以分离出比较纯的异戊二烯。
经过脱除双环戊二烯的碳五组分后在第一萃取系统中,将碳五烷烃、单烯烃与二烯烃分离,在第二萃取系统中将碳五炔烃及环戊二烯脱除。然后经过两级精馏分别脱除间戊二烯、重组分和轻组分2-丁炔等,得到聚合级异戊二烯产品。
在分离双环戊二烯及异戊二烯的过程中,将间戊二烯副产品采出。
四、原料要求
裂解碳五
本技术对原料的适应性强,异戊二烯最低浓度可达到15%。
乙腈
五、消耗定额
本技术与美国L公司、欧洲S公司、日本J公司主要技术经济指标比较如下:
注:测算标准为原料碳五中IPD含量≥18%,CPD含量≥22%,TPD≥8%。
六、产品质量
异戊二烯
双环戊二烯
双环戊二烯浓度可达80%(wt%)。
间戊二烯
间戊二烯根据原料组成的不同,可达65——75%(wt%)。
抽余碳五
抽余碳五中异戊二烯含量<1.5%。
七、三废排放
废水
八、装置占地
每年碳五处理量15万吨的工艺装置占地为140m×30m,分为塔区、装置内管廊和装置框架三部分。
九、投资估算
注:上述投资估算是以15万吨/年碳五分离装置界区为基础计算的,工艺装置共有设备230台(套),其中塔器19台。
十、项目业绩
2008年,吉林石化5.5万吨/年碳五分离装置技术转让及工程设计。
2011年,抚顺伊科思新材料有限公司15万吨/年碳五分离装置技术转让及工程总承包
抚顺伊科思新材料有限公司15万吨/年碳五分离联产4万吨/年异戊橡胶装置