[发明专利]反应精馏分离裂解碳五馏份的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种裂解碳五馏份的分离方法，更具体地说，本发明涉及一种采用反应精馏技术和萃取技术分离裂解碳五馏份的方法。

背景技术

在石油裂解制乙烯的过程中副产相当数量的碳五馏分，碳五馏分中富含异戊二烯、环戊二烯和间戊二烯等双烯烃。这些双烯烃化学性质活泼，是重要的化工原料。由于石油烃类裂解原料、裂解深度和分离程度的不同，裂解碳五馏分中双烯烃含量有所不同，总含量在40％～60％之间。因此，分离和利用碳五馏分对提高乙烯装置的经济效益，综合利用石油资源具有深远意义。

裂解碳五馏分含有20多种沸点相近、彼此易形成共沸物的组分，从其中分离出综合利用价值较高的碳五双烯烃，工艺较为复杂。碳五馏分含有例如丁炔-2和异戊烯炔等炔烃，这些炔烃含量一般在0.1～2％范围内，由于它们的化学性质活泼，是碳五双烯烃产品反应和聚合过程的主要有害杂质，因此有效地脱除其中的炔烃是裂解碳五馏分分离工艺的重要步骤。

为了制取高纯度的异戊二烯产品，在现有技术中普遍采用两段萃取精馏方法，现有工业化的裂解碳五馏分分离方法所使用的萃取溶剂有二甲基甲酰胺（DMF）、乙腈等。例如在北京化工研究院开发的碳五分离流程中，首先利用原料预处理单元对碳五原料进行预处理，脱除其中的碳四等轻组分和大部分炔烃，使环戊二烯二聚成双环戊二烯，在预脱重塔中脱除间戊二烯等重组分；然后使用DMF作萃取溶剂，在第一萃取单元中脱除裂解碳五馏分中的烷烃和单烯烃，制得化学级异戊二烯；在第二萃取单元中脱除脱除其中的炔烃和环戊二烯，炔烃主要是丁炔-2和异戊烯炔；在另外一个单元中通过精馏生产间戊二烯产品和双环戊二烯产品；最后附带一个溶剂回收单元。很显然，该分离流程长，设备多，能耗高，尤其是第二萃取单元存在着诸多问题：（1）在这样的两段萃取精馏方法中，操作设备较多，第二萃取单元的能耗很高，需要严格操作，（2）炔烃在某些设备中浓缩为操作带来不安全因素，（3）第二萃取单元存在黑渣子堵塞现象，溶剂回收单元有大量的焦质，并且难以清理，（4）溶剂消耗量大，增加了生产成本，同时具有环境污染问题。在溶剂回收单元中采用水共沸精制塔回收溶剂，首先将待再生的溶剂在溶剂再生罐中减压蒸去焦质等重组分，气相所形成的物流进入水共沸精制塔，在该塔中加入水，使水与双环戊二烯形成共沸物，共沸沸点为97℃，这样将双环戊二烯与溶剂DMF分开。由于加入水，使溶剂DMF水解生成二甲胺和甲酸，甲酸又促进溶剂加速水解，造成溶剂损失并堵塞塔及其管道。

为了改善环戊二烯二聚反应中发生的各种副反应，中国专利申请CN200910087775.6提出了一个带有旋转片的管式反应器。中国专利CN200810057745.6提出反应精馏分离裂解碳五中环戊二烯的方法，该方法中反应精馏塔没有特意设置反应段，而是靠各个塔板上的停留时间，这些塔板的停留时间比较短，并且不能随意调节停留时间。中国专利CN200710178913.2提出在精馏塔塔身上悬挂一个二聚反应器，并且需要泵主动使液体流动，悬挂二聚反应器使得该精馏塔变复杂。

综上所述，现有的裂解碳五馏分中环戊二烯二聚反应还缺少较为简单且可调节停留时间的方法。

发明内容

本发明为了解决现有技术存在的裂解碳五馏分中环戊二烯二聚反应存在釜式反应器存在返混、管式反应器也存在副反应和现有反应精馏塔存在停留时间不可调等问题，提出了一种在精馏塔内设置二聚反应段的分离裂解碳五馏份中环戊二烯以及利用该方法的分离聚合级异戊二烯产品的方法。

具体技术方案如下。

本发明的反应精馏分离裂解碳五馏份中环戊二烯的方法，是使裂解碳五原料进入脱重反应精馏塔中部，所述脱重反应精馏塔的下部设置二聚反应段，在所述脱重反应精馏塔的下部设置一隔板，在隔板上开设一个孔，沿所述孔边缘向上连接一个筒体，在所述筒体与塔壁之间形成供物料停留的空间，在所述脱重反应精馏塔内部或外部设置一个U型管路，U型管路的一端与所述空间的下部连接，另一端与所述隔板下面的精馏段连接，在所述空间中停留的液体通过所述U型管路流入下面的精馏段，在所述U型管路的顶端设置一个通道与所述空间中液面上的气相连通，环戊二烯在所述空间中发生二聚反应生成双环戊二烯，从所述脱重反应精馏塔塔顶采出含异戊二烯的物流，从塔釜采出含间戊二烯的物流。