[发明专利]一种NMP法一段萃取精馏分离碳五馏分的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳五馏分的分离方法，更具体地说，本发明涉及一种以NMP(N-methyl pyrrolidone，N-甲基吡咯烷酮)与盐溶液的混合溶剂作为萃取剂的一段萃取精馏分离碳五馏分的方法。 

背景技术

碳五馏分是乙烯生产装置的重要联产品，其中异戊二烯、环戊二烯和间戊二烯等皆是有机化工和精细化工的重要原料。随着石油化工的发展，碳五馏分的分离和利用对合理利用资源、提高乙烯装置的经济性有重要意义。裂解碳五馏分中各组分不仅沸点相近，还可相互形成二组分及三组分共沸物，采用普通蒸馏的方法难以得到高纯度产品。分离工艺一般采用溶剂通过萃取精馏来分离异戊二烯、间戊二烯和环戊二烯等，工业上常用的溶剂有乙腈(ACN)、二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等。 

乙腈抽提法，简称ACN法，是国外广泛采用的C₅馏分分离方法之一。乙腈法的特点是来源丰富，价格低廉，对设备腐蚀小。由于乙腈粘度低，故萃取蒸馏塔的塔板效率较高。同时由于沸点低，使系统温度较低，可以节省能耗。乙腈法的缺点是溶剂选择性较低，要求理论板数较高，并且回流比较大，沸点低虽然会使能耗较低，但同时也使产品夹带少量溶剂，需要水洗。DMF法又称GPI法，最早由日本瑞翁公司于1971年开发。DMF法的缺点是溶剂稳定性较差，极易水解、热容高、沸点高。并且，DMF的毒性相对较高，对操作人员的身体健康有着潜在的不良影响。NMP法由德国BASF公司开发成功。相比其他溶剂， NMP具有更好的选择性和对二烯烃的溶解能力，可以很好地将异戊二烯与环戊二烯、炔烃等分离开来，所需理论板数少，稳定性较好，能较好地抑制水解，由于沸点高从而溶剂消耗量少于其他溶剂，并且不与水形成共沸物，废水易于生化处理。 

Butadiene and isoprene from naphtha cracking for ethylene[the oil and gasjournal，1967，65(2)：98～104]公开了BASF公司的NMP法碳五分离工艺，裂解C5馏分首先进入预洗塔，用NMP洗涤，从塔顶侧部采出的环戊二烯、间戊二烯，丁炔等不易溶解组分进入水洗塔，经水洗后排出。预洗塔顶部物料进入萃取蒸馏塔，顶部蒸出戊烷、戊烯，釜液进入汽提塔，汽提塔底部溶剂和水等送溶剂回收塔，经处理后循环使用，汽提塔蒸出物送回萃取精馏塔，由汽提塔中部侧线采出异戊二烯物料，经水洗塔洗涤后送入异戊二烯精馏塔，由精馏塔顶部得到纯度在97％以上的异戊二烯。该工艺采用预洗和萃取精馏两段萃取精馏工艺，流程较长，操作复杂。 

现有的碳五馏分分离工艺主要为以DMF为萃取剂的两段萃取精馏工艺，每段包括萃取精馏和汽提。碳五馏分先进入预处理单元，预处理单元包括预脱轻、二聚反应、预脱重三部分。碳五馏分在预脱轻装置中脱除原料中大部分低沸点组分，然后进入二聚反应器，在此大部分环戊二烯二聚为双环戊二烯，二聚产物再进入预脱重装置，将异戊二烯与间戊二烯、双环戊二烯进行初步分离。预脱重塔塔顶物料进入第一萃取精馏塔，萃取精馏塔塔顶分离出烷烃和单烯烃作为抽余液，异戊二烯和溶剂进入第一汽提塔，汽提出的碳五馏分进入脱重塔，在此异戊二烯与间戊二烯、双环戊二烯进一步分离。粗异戊二烯进入第二萃取精馏单元，脱除其中的少量的环戊二烯及炔烃，第二萃取精馏塔顶的异戊二烯进入脱轻塔进一步精制得到合格的聚合级异戊二烯产品，萃取精馏塔釜的溶剂进入后面的第二汽提塔和真空汽提塔进行汽提，分离出的溶剂再循环利用。自预脱重塔和脱重塔釜的物料被送往间戊二烯和双环戊二烯精制单元。现有的碳 五馏分分离流程较长，设备台数多，操作复杂。 

为了改进现有的碳五馏分分离流程，各研究单位已开展了大量的研究，取得了一定的进展。 

CNl412165公开了一种以DMF为溶剂的选择催化加氢工艺脱除炔烃、将石油裂解碳五馏分中碳五双烯烃与其它组分进行分离的一段萃取精馏工艺方法。其特点在于，在碳五物料进行萃取分离前，先通过选择性催化加氢工艺脱除其中的炔烃，再经反应精馏脱除微量环戊二烯。该工艺省去了第二段萃取精馏、简化了溶剂回收单元，减少了投资费用、操作费用及能耗，降低了生产成本。但是由于溶剂DMF的选择性有限，催化精馏单元的溶剂比及循环比较大，操作费用较高。并且，由于在工艺中采用了催化反应，产品质量会受到催化剂活性、选择性等性能的影响，生产周期也会受到催化剂寿命的制约。