[发明专利]采用金属改性吸附剂脱除碳五馏分中异戊烯炔的工艺

说明书

本发明属于石油化工技术领域，具体为一种采用金属改性吸附剂脱除碳五馏分中异戊烯炔的工艺。本发明将物料通过装有磺酸基阳离子交换树脂/水构成的固定床进行脱氮处理后，再通过装填金属改性吸附剂的固定床进行吸附脱炔；其中：所述金属改性吸附剂中的金属是铜、锰或铈中一种或几种；吸附剂为活性炭、硅胶、分子筛或活性氧化铝。本发明的有益效果在于：工艺操作简单、异戊烯炔脱除率高，无环境污染，异戊二烯损失少，可以有效提高异戊二烯的产品质量。

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，具体涉及一种采用金属改性吸附剂脱除碳五馏分中异戊烯炔的工艺。

背景技术

在石脑油蒸汽裂解制乙烯的过程中副产相当数量的碳五馏份，碳五馏份通过分离可以生产间戊二烯、异戊二烯和双环戊二烯产品，这三种双烯烃由于其特殊的分子结构，化学性质活泼，经过下游加工后可转化为一系列附加值较高的化工产品。在碳五分离装置生产异戊二烯的过程中，通常采用以N,N-二甲基甲酰胺(以下简称DMF)为萃取剂的两次萃取精馏工艺来进行异戊二烯精制，萃取剂的作用是改变碳五馏份各组份的相对挥发度，实现各组份的分离。第一萃取精馏单元的主要功能是通过将碳五原料进行萃取精馏，从塔顶脱除其中的烷烃和单烯烃，塔釜所含的异戊二烯及少量炔烃和DMF再经解吸塔使烃类与DMF分离，再将从塔顶获得的烃类进行精馏，脱除大部份间戊二烯、环戊二烯、环戊烯、环戊烷，从塔顶得到含量98％以上的化学级异戊二烯产品。第二萃取精馏单元的主要功能是以化学级异戊二烯为原料，在加入适量的DMF后，在萃取精馏塔中通过萃取精馏使异戊二烯与环戊二烯和异戊烯炔分离，塔顶得到的粗异戊二烯送入脱轻塔进行精制，塔釜液则送入汽提塔使烃类与DMF分离。从脱轻塔塔顶采出的碳五馏份，侧线采出含量在99.5％以上的聚合级异戊二烯产品，塔釜则为重组份。碳五馏份的采出量约为聚合级异戊二烯产品质量的49％，在碳五馏份中，异戊烯炔含量通常在1～5％，其余主要为异戊二烯及微量二甲胺。目前在碳五分离装置中，是将碳五馏份与碳五装置的原料混合后，重新作为原料进入碳五分离装置。由于聚合级异戊二烯中主要的杂质是2-丁炔、异戊烯炔和环戊二烯三种，循环套用碳五馏份将会提高原料中的异戊烯炔含量，当碳五馏分中炔烃含量富集到一定的浓度，为保证生产装置的安全性，这部分馏分会作为副产物从生产装置中分离出来，该方法浪费了宝贵的异戊二烯资源，降低了异戊二烯的收率，使得过程经济性较差。如要满足聚合级异戊二烯产品中异戊烯炔含量≤15mg/kg的要求，势必要提高操作苛刻度，增加能耗；此外，在异戊二烯萃取精馏过程中，由于有微量水份的存在，少量DMF会发生水解反应转化为甲酸和二甲胺，因此采出的碳五馏份会引入少量二甲胺而呈现较强碱性。

采用选择吸附除去碳五馏分中炔烃杂质的方法是一种经济可行的方法，吸附法是利用被分离的物质在吸附剂上的吸附能力不同，分离系数不同，从而将其分开，以达到提纯某物质的目的。这一过程要求吸附剂具有较高的吸附容量和较高的吸附选择性，能够有效除去碳五馏分中的炔烃,而且还要尽量减少目标产物异戊二烯的损失。

对于碳四/碳五馏分脱炔烃的研究，目前主要集中在选择加氢方面的研究。北京化工研究院和石油化工学院有关催化剂制备以及脱炔烃方法的报道：石油化工学院的张谦温(CN102886262A)报道一种自制催化剂用于C4馏分脱炔烃的方法，针对现有萃取分离丁二烯技术的不足之处，提供一种碳四炔烃选择加氢催化剂、制备方法及其应用。

北京化工研究院(中国专利，公开号1412165A)公开了一种碳五馏分分离方法。介绍了异戊二烯制取单元中通过选择加氢脱除碳五馏分中炔烃的工艺。碳五原料在经过脱轻塔和脱重塔原料预处理单元后，物料进入选择加氢反应器，通过选择加氢反应将其中的异戊烯炔和2-丁炔等炔烃脱除，加氢物料进入萃取精馏单元，可以得到高纯度异戊二烯。

北京化工研究院的田保亮在(中国专利，公开号：CN1410515A)中提供了一种选择加氢催化剂及其制备方法以及在碳五馏分中应用，该催化剂是以氧化铝为载体的多金属催化剂，至少一种第ⅠB族金属，至少一种第Ⅷ族金属，至少一种碱金属，各族金属分别浸渍载体的方法制备，每一步浸渍后进行干燥焙烧处理。通过选择加氢反应，有效脱除碳五馏分中的炔烃。