[发明专利]分离碳五馏分并制取聚合级异戊二烯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及分离碳五馏分的方法，特别涉及由石油裂解制乙烯副产的碳五馏分通过热二聚和精馏、萃取精馏等分离过程获得粗双环戊二烯、粗间戊二烯和聚合级异戊二烯产品的方法。

背景技术

石油裂解制乙烯过程中会副产出一种碳五馏分，在所有的乙烯裂解副产物料中碳五馏分占有较高的比重。碳五馏分中含有总量为40～60wt％的环戊二烯、异戊二烯和间戊二烯，这三种双烯烃化学性质活泼，能与多种有机物进行反应，在树脂、橡胶、医药或农药以及其它精细化工领域均有广泛的用途。目前，分离制取环戊二烯、异戊二烯和间戊二烯是碳五馏分最主要也是最具经济价值的利用方法。碳五馏分成分复杂，许多组分的沸点相近，或容易形成共沸物，而三种双烯烃又较易自聚或互聚进而生成二聚物，因此通过简单的精馏过程无法将它们各自从碳五馏分中分离出高纯度的产品。现有技术中，几乎所有碳五分离工艺均是先对原料进行初步的分离(工业上习惯将此过程称为预分离或预处理)，然后再对初步分离物料分别进行精馏或萃取精馏等过程以获得高纯度的产品。在三种双烯烃中，环戊二烯最易发生热二聚反应生成沸点更高并热稳定性很好的双环戊二烯，而异戊二烯则与间戊二烯及双环戊二烯存在较大的沸点差。因此在初步分离阶段中，通常将环戊二烯经二聚反应转化为双环戊二烯，再配合数次精馏过程使三种双烯烃从碳五馏分中实现初步的分离。

传统的碳五馏分分离工艺流程在初步分离阶段通常都是先进行环戊二烯的热二聚反应，将环戊二烯转化为双环戊二烯，再通过精馏实现异戊二烯与间戊二烯及双环戊二烯的分离，有些则在热二聚前再增加精馏脱轻，以除去原料中的碳四组分和炔烃等轻组分。工业上常将此称为前热二聚法，典型的可见美国专利US3,510,405、中国专利ZL96116289.9及ZL96102485.2描述的技术方案。由于异戊二烯与环戊二烯共热二聚反应的活化能和环戊二烯热二聚反应的活化能较为接近，环戊二烯热二聚的同时，很易伴随发生异戊二烯与环戊二烯的共热二聚反应。传统的前热二聚法流程由于热二聚反应系统中异戊二烯浓度较高，加之要求经一次热二聚反应完成环戊二烯向二聚物的转化，采用的反应条件较为剧烈，因此会有相当数量的异戊二烯与环戊二烯共二聚物生成。这不仅导致异戊二烯和环戊二烯的大量损失，还会影响双环戊二烯产品纯度，因异戊二烯与环戊二烯二聚物和双环戊二烯的沸点很近，两者较难分离。中国专利ZL200710043976.7提出了一种后热二聚的碳五馏分分离方法，它在碳五馏分物料进行环戊二烯热二聚反应前先通过精馏将异戊二烯从碳五馏分物料中分离出来，以避免热二聚反应过程中异戊二烯与环戊二烯二聚物的生成。后热二聚工艺一定程度上克服了前热二聚工艺的缺陷，但其缺点是在分离提取异戊二烯时物料中环戊二烯尚未转化为双环戊二烯，经一次精馏将异戊二烯分离出来操作难度较高，精馏塔塔顶馏出物容易夹带环戊二烯。然而更为重要的是，分离异戊二烯的精馏塔塔釜及提馏段因环戊二烯浓度及物料所处温度均较高，这些部位的异戊二烯与环戊二烯极易发生共热二聚反应，因此系统中仍有相当数量的异戊二烯与环戊二烯二聚物生成。中国专利申请200910176552.7针对后热二聚工艺的缺陷提出了一种两次分离提取异戊二烯的碳五馏分分离方法，它在传统的前热二聚工艺流程的热二聚反应器前再设置一个精馏塔，在热二聚反应的前后分两次分离提取异戊二烯。该方法较好地解决了后热二聚工艺异戊二烯精馏分离塔塔顶馏出物易夹带环戊二烯的问题。但是，在第一异戊二烯精馏分离塔的塔釜及提馏段仍不可避免地发生异戊二烯与环戊二烯的共热二聚反应，在这点上它几乎是重蹈后热二聚工艺覆辙的。

由此可见，现有的碳五馏分分离方法均无法很好地解决分离过程中异戊二烯与环戊二烯因共热二聚而生成二聚物这一技术问题。

发明内容

本发明提供了一种分离碳五馏分并制取聚合级异戊二烯的方法，碳五馏分经分离后得到粗双环戊二烯和粗间戊二烯两种初步分离物料以及聚合级异戊二烯产品。本发明对分离流程作了进一步的改进，所解决的技术问题是不仅克服后热二聚工艺分离异戊二烯时精馏塔塔顶出料易夹带环戊二烯的缺陷，而且基本避免分离过程中异戊二烯与环戊二烯二聚物的生成。

以下是本发明解决上述技术问题的技术方案：

一种分离碳五馏分并制取聚合级异戊二烯的方法，包括以下步骤：

1)原料碳五馏分经精馏塔进行精馏以分离脱除轻组分杂质，塔釜温度控制为60～90℃，塔顶温度控制为40～50℃，操作压力控制为0.10～0.40MPaG，回流比控制为20～40。塔顶排出轻组分杂质，塔釜得碳五馏分物料；