[发明专利]一种DMF法萃取分离碳五的高效低垢阻聚工艺

说明书

本发明提供一种DMF法萃取分离碳五的高效低垢阻聚工艺，所用阻聚剂以质量份数比例计，包含4‑羟基‑TEMPO 100份、N,N‑二甲基羟胺60‑100份、乙二醇二叔丁醚70‑90份、乙二醇二甲酸酯70‑100份；阻聚剂仅需分别在第一萃取塔、第二萃取塔的DMF循环溶剂进口前加注；阻聚剂中4‑羟基‑TEMPO的耗用量较低，但焦油副产量不大，结垢较少较慢，过滤器堵塞较少较慢；在碳五原料条件较好时分离装置的检修周期容易达到一年以上。

技术领域

本发明属碳五分离工艺技术领域，具体涉及一种DMF法萃取分离碳五的高效低垢阻聚工艺。

背景技术

高温裂解法制乙烯过程副产的碳五，分离所得异戊二烯、间戊二烯、双环戊二烯，是橡胶合成和有机化工的重要原料。含二烯烃碳五的工业分离方法主要是溶剂萃取蒸馏法，如乙睛(ACN)法、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)法和N-甲基叶咯烷酮(MP)法，其中DMF法较为常用。

萃取分离碳五的DMF法又称GPI法，由日本瑞翁公司开发和实现工业化生产，基本工艺和效果如US3510405的记载。实践中该方法的工艺要点包括：含二烯烃碳五原料与DMF溶剂在第一萃取塔内经充分接触后，从塔顶蒸出戊烷和戊烯、2-甲基-2-丁烯、间戊二烯，其它成分进入DMF溶剂经塔釜进第一解吸塔；第一解吸塔塔顶蒸出含少量2-丁炔、异戊烯炔的环戊二烯和异戊二烯料送至第一精馏塔，塔釜为DMF溶剂基本在第一萃取塔、第一解吸塔循环利用，少部分抽去精制再生；第一精馏塔塔顶分出含少量2-丁炔、异戊烯炔的粗异戊二烯；粗异戊二烯再经第二萃取塔、第二/三解吸塔、第二精馏塔，分离出2-丁炔、异戊烯炔，获得纯度99.5％以上的聚合级异戊二烯产品，第二解吸塔塔釜为DMF溶剂也基本在第二萃取塔、第二/三解吸塔循环利用，少部分抽去精制再生。第一精馏塔塔釜分出的含间戊二烯、环戊二烯和重组分烃的混合料可直接利用、外售，也可进一步分离、制成间戊二烯、环戊二烯或双环戊二烯产品。第一、三解吸塔塔釜DMF溶剂去精制再生的部分，经溶剂再生釜蒸馏蒸出含DMF、水及双环戊二烯等烃的气流，冷凝得粗溶剂，粗溶剂送至溶剂精制塔进行共沸精馏，塔釜液采出冷却得精制DMF溶剂储存回用，塔顶蒸出水、双环戊二烯等烃的共沸物冷凝进行油水分离；溶剂再生釜运行过程中，当釜底物料粘度增加并积累至一定液量时，通入氮气破坏真空并趁热将焦油压出。

所述DMF法萃取分离异戊二烯工艺中，各萃取塔、解吸塔、精馏塔都需在各自的温度条件下长期连续操作，由于二烯烃尤其是少量炔烃、烯炔烃的化学性质活泼，会不可避免地发生链自由基聚合，包括二聚、多聚，而操作温度及物料体系中所含氧、水分都对聚合反应产生显著影响。聚合物的生成除了导致物料损耗，还在设备内部沉积或结垢，使浮阀、换热效果劣化及管道堵塞，尤其在塔釜加热器的表面，从而降低生产效率、缩短运行周期和形成安全隐患。因此体系中必须加入阻聚剂，以抑制聚合过程及减少结垢物的生成量。

DMF法异戊二烯萃取分离过程所用阻聚剂，常以哌啶氧自由基如4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-N-氧化物(简称4-羟基-TEMPO)为主要成分，其效费比较高。该类阻聚剂的作用机理主要包括：4-羟基-TEMPO不引发碳五二烯烃的聚合；4-羟基-TEMPO分子中的氮氧自由基与体系中新生成的二烯烃的不含氧活性自由基或含氧活性自由基反应，生成不能引发聚合的较稳定的低活性自由基分子，且所述低活性自由基还能继续与所述二烯烃的活性自由基反应，生成不能引发聚合的更稳定的活性更低的自由基或非自由基分子，从而使聚合终止和减缓。生产实践中，通常在循环的DMF溶剂中连续添加含4-羟基-TEMPO的阻聚剂，使萃取体系物料流中4-羟基-TEMPO的浓度保持在如50ppm以上水平；4-羟基-TEMPO的反应产物大部分进入DMF溶剂再生所产的焦油副产物中，少部分进入滤出物和结垢物等固体废物。