[发明专利]制备聚合级异戊二烯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备聚合级异戊二烯的方法，特别涉及将石油裂解制乙烯副产的碳五馏份预处理脱除环戊二烯后的物料为原料，采用萃取精馏与溶剂分离同步进行分离聚合级异戊二烯的方法。

背景技术

裂解碳五(C5)馏分是石脑油及其它重质烃裂解制乙烯过程中的副产物，含量大约为乙烯产量的12％～20％左右。C5馏分中主要是烷烃、单烯烃、双烯烃和炔烃，其中含量较多的异戊二烯(IP)、间戊二烯(PD)和环戊二烯(CPD)，约占C5馏分产量的40％～60％。异戊二烯在碳五馏分中占15％-25％，在合成橡胶、医药农药中间体以及合成润滑油添加剂、橡胶硫化剂的生产方面具有广泛的用途，开发利用前景十分广阔。

但由于C5馏分组成复杂，组分间沸点相近，相对挥发度小，而且组分之间容易形成共沸，使得C5馏分的分离过程变得较为复杂。目前，国内一般使用热二聚方法先除去C5馏分中大部分的CPD，然后采用萃取精馏和普通精馏相结合的方法分离出化学级IP，两段式萃取精馏和普通精馏相结合的方法分离出聚合级IP，常用的萃取剂为二甲基甲酰胺(DMF)、乙腈(CAN)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)。

除常规的萃取精馏方法(DMF法，ACN法，NMP法)外，为了降低能耗，提高产品收率，研究者们开发了不同的新型工艺。美国固特异公司利用异戊二烯与正戊烷可以形成二元共沸物的特点.开发出了分离异戊二烯的共沸蒸馏法。该方法适合于正戊烷可作为异戊二烯聚合反应的溶剂或在正戊烷存在下对异戊二烯聚合反应没有影响的情况共沸精馏。整个流程只需要脱轻塔和脱重塔，脱轻塔脱除沸点比共沸物沸点低的组分，脱重塔脱除沸点比共沸物沸点高的组分。与萃取精馏法相比，共沸精馏法较好地解决了萃取精馏法由于使用溶剂而带来的溶剂损失、毒性、回收、分解和环保等与溶剂直接有关的各种问题。不会出现在高温下(溶剂的存在使体系处于较高的温度)异戊二烯、间戊二烯及环戊二烯、炔烃等的易阻聚以及浓缩炔烃的爆炸现象等。但其最大的缺点是：得到的产品是异戊二烯和正戊烷的共沸物，无法获得纯度较高的异戊二烯，进一步的提纯和再生需要较高的塔板及较大的回流比，在经济上不合算。

阮细强等开发了一种选择性催化加氢脱除炔烃以取代第二萃取单元的生产工艺。即在C₅馏分进行萃取分离前，采用催化剂进行选择性加氢除去异戊二烯中的微量炔烃，进而取代第二萃取单元。与传统的两段萃取流程相比，该工艺采用选择性加氢反应器，操作条件温和催化剂的选择性、活性和稳定性较高；由于取消了在整个流程中能耗较大的第二萃取单元,使得其能耗和生产成本大幅度下降：改进部分由于不使用溶剂，使聚合级异戊二烯产品中不含二甲胺，质量得到提高，减少整个流程中的溶剂用量。在此基础上，通过将反应精馏引入预脱重塔，可省去通常采用的热二聚反应器，使流程更为简化。但是选择加氢过程中会有部分异戊二烯因加氢而损失，降低了异戊二烯的收率

专利CN1709842公开一种共沸超精馏/萃取蒸馏耦合工艺。该方法先采取共沸超精馏通过脱轻单元和脱重单元得到符合聚合级要求的异戊二烯-正戊烷共沸物，然后用萃取蒸馏将正戊烷和异戊二烯分离，得到聚合级异戊二烯。该工艺综合了共沸超精馏和萃取精馏的优势，萃取蒸馏处理的对象仅仅是异戊二烯和正戊烷的混合物，使得溶剂处理和高温下产品的聚合等问题得到大大缓解。另外，也解决了单纯使用共沸超精馏只能得到异戊二烯和正戊烷混合物，而不能得到纯异戊二烯的不足，可同时生产高纯异戊二烯和正戊烷。

廖丽华等研究了一种以含NaSCN的NMP为萃取剂，萃取精馏分离异戊二烯的方法。该方法可以减少第一和第二萃取精馏塔需要的理论塔板数和溶剂比,采用该方法分离C5，异戊二烯、双环戊二烯和间戊二烯的纯度分别为99.90％、98.90％和90.30％.收率分别为98.86％、94.99％和98.93％，比传统的DMF法和NMP法均有提高。但在加盐萃取精馏在实际应用过程中，还存在盐的回收及结晶等问题，有待进一步完善。

由此可见，现有技术中利用石油裂解制乙烯副产的碳五馏份制备聚合级异戊二烯时无法兼顾能耗与异戊二烯收率、纯度的问题。

发明内容

本发明提供一种制备聚合级异戊二烯的方法，以脱除了环戊二烯的碳五馏分为原料，采用组合工艺，分离聚合级异戊二烯的方法。本发明对现有技术中萃取精馏法制备聚合级异戊二烯工艺进行改进，解决现有技术中萃取精馏法制备聚合级异戊二烯时，能耗高，减少异戊二烯的聚合，同时减少设备投资，降低投资成本。以下是本发明的具体技术方案：

制备聚合级异戊二烯的方法，主要包括以下步骤：