抽提法生产异戊二烯

2023/1/13 14:57:51 作者:霍夫曼
异戊二烯(2-methylbutadiene)别名2-甲基-1,3-丁二烯,分子式为C5H8,分子量为68.12。异戊二烯在常温下是一种无色易挥发、刺激性油状液体,不溶于水,易溶于乙醇、乙醚、丙酮。与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限>1.6%。异戊二烯因含共轭双键,化学性质活泼,易发生均聚和共聚反应,能与许多物质发生反应生成新的化合物。

异戊二烯是裂解C5中用途,含量最高的组分之一,通常是从裂解重质液态烃的混合C5馏分萃取而得。主要的生产方法有合成法、脱氢法和抽提法等3种。

异戊二烯.jpg

抽提法

所用的萃取剂有乙腈、二甲基酰胺、N-甲基吡咯烷酮和N-甲酰吗啉等。日本、美国、荷兰和德国等国均采用不同的萃取剂。用乙腈制取异戊二烯,原料容易获得,价格低,对碳钢几乎无腐蚀,粘度低,沸点不高,流程短,所以工业上主要采用乙腈法。此法制得的异戊二烯纯度高达98%,收率90%以上。另有采用二甲基甲酰胺,能耗低,异戊二烯纯度达99.5%,收率达95%。

尤其值得关注的是ARCO萃取工艺。该工艺是一种典型的萃取工艺,已实现了工业化,并取得了许可证。起始于烯烃厂C5馏分的该工艺由四部分组成:脱环戊二烯、萃取精馏、溶剂再生和产品精馏。该工艺的简化流程图见图7。

(1)DMF法:又称GPI法,由日本瑞翁公司首次开发成功。其主要工艺流程为:由石脑油裂解的C5原料与溶剂在塔内经充分接触后,从塔顶蒸出戊烷和戊烯,二烯烃和溶剂进入解吸塔,从塔顶蒸出的二烯烃送至精馏塔,塔釜分出1,3-戊二烯和环戊二烯,从塔顶分出的粗异戊二烯再经第二萃取塔、第二解吸塔、第二精馏塔,最后得到纯度为99.5%的聚合级异戊二烯产品。该法所用溶剂对异戊二烯的溶解度大,选择性好,用量少,操作费用低;溶剂对设备无腐蚀性,全流程可采用普通碳钢;可同时副产一定纯度的间戊二烯和双环戊二烯产品。

(2)ACN法:ACN法是目前国外分离C5馏分最主要的方法,其流程分为3个步骤:步是分离出环戊二烯;第二步是萃取液进入解吸塔,解吸出的二烯烃和炔烃用水洗除去夹带的乙腈,乙腈和水在溶剂回收塔中再生;第三步是将异丙基和异丙烯基乙炔和1,4-戊二烯从塔顶分离,塔釜液再进行进一步的蒸馏,从塔顶可得到异戊二烯产品。该方法的特点是乙腈来源丰富,价格低廉,对设备腐蚀性小溶剂黏度低,萃取塔效率高,操作温度低,物料发生聚合而造成设备堵塞等问题比较容易得到解决。但分离出来的产品纯度不高,只能满足丁基橡胶原料规格的要求。如果要获得更高纯度的产品,还需要进行进一步处理,这就使得生产过程复杂,成本增加。

(3)NMP法:NMP法由德国巴斯夫公司最先开发,随后又进行了改进。改进后的工艺采用催化加氢技术,取消第二萃取塔。含二烯烃的物流从萃取精馏塔的侧线采出,进入精馏塔;在精馏塔的塔顶得到异戊二烯,间戊二烯和环戊二烯及饱和溶剂则返回萃取精馏塔底部;底物进入加氢反应器,在含钯氧化铝载体催化剂上进行加氢反应,将间戊二烯转化为戊烯和戊烷,将环戊二烯转化为环戊烯和环戊烷,加氢后的物料返回到萃取精馏塔的顶部,塔顶馏出物为戊烯、戊烷、环戊烯和环戊烷等组分。该方法的特点是工艺流程相对比较简单,溶剂毒性小,能耗较低,可避免二烯烃聚合反应的发生。

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