煤制烯烃副产混合碳五的综合利用探讨知识讲解

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碳五资源的分离和综合利用

碳五资源的分离和综合利用

碳五资源的分离和综合利用1.前言工业上碳五(以下为C5)烃的来源大致有四个方面:裂解制乙烯的副产C5馏分,炼厂C5烃,油田及天然气中回收的C5烃,以及少量来自其他途径的C5烃,C5烃的分离和综合利用是合理利用石油资源的一个重要方面,也是降低石化生产成本的有效途径之一。

随着世界乙烯装置的不断增加,其裂解C5的数量将越来越多,如何合理利用好这部分资源是一个值得探讨的问题。

世界各国对C5的综合利用都非常重视,其中日本和美国是综合利用最好的国家。

日本在开发C5系列精细化工产品方面尤为显著,产品主要有多种香料、高级化妆品基油、角鲨烷以及医药中间体等。

另外,他们对于分离后的各个组分都尽可能的充分利用,这也是他们的C5利用率很高的一个重要原因。

美国的C5馏分主要用于生产异戊橡胶、石油树脂、不饱合聚酯树脂、乙丙橡胶,少量用于生产除草剂、阻燃等精细化工产品。

目前,国外的C5的分离和综合利用已由初期的混合使用转向分离单个组成的利用,并向制备精细化工产品方向发展。

而我国现在的C5资源比较分散,基本上没有利用,大多数仍作燃料油或直接烧掉,工业规模的碳五分离装置还是空白,分离单个组分的化工利用及精细化工仅仅是起步,综合利用水平远远落后于国外。

2.C5资源情况目前,我国的C5资源主要由两部分组成:(1)炼油过程中所得的C5馏分,1994年原油二次加工能力已经超过6800万t/a,生产装置近200套,其中催化裂化装置能力超过5200万t/a,年加工能力为4000万t/a。

仅此一项,一年的C5馏分即达320万t/a,加上催化重整,加氢裂化和延迟焦化等装置联产的C5,总计可达350万t/a以上。

(我公司催化裂化装置、催化重整装置、90万吨汽柴油加氢装置的凝析油、采油厂凝析油)(2)蒸汽裂解联产C5馏分,其产率和组成随裂解原料和操作条件而变化。

3.C5馏分组成3.1 裂解C5馏分组成由我国主要石化企业裂解C5典型组成可见,C5组成中异戊二烯含量在15%~23%,间戊二烯含量为14%~17%,环戊二烯/双环戊二烯含量为13%~21%,双烯烃的总量占裂解C5的40%~60%。

碳五馏分的分离及综合利用

碳五馏分的分离及综合利用

壁至堡坌塑坌曼墨壁鱼型里:!!:碳五馏分的分离及综合利用田凤(兰州石化研究院,兰州730060)摘要:本文介绍了混合碳五馏分的分离技术。

混合碳五馏分及其各组分的综合利用。

为我国乙烯工业副产综合利用提出建议。

I关键词:碳五馏分分离综合利用碳五(G)馏分是石油化工的炼油装置、催化裂化装置以及重质烃裂解装置裂解制乙烯过程中的副产品,是一种具有潜在价值的基本原料,随着石油化工的迅速发展,碳五也日益增多,世界各国对于碳五资源的开发和综合利用都非常重视,其中日本和美国是C,综合利用最好的国家。

目前,国外的碳五的分离和综合利用已由初期的混合使用转向分离单个组成的利用,并向制备精细化工产品方向发展。

而我国现在的G资源比较分数,基本上没有利用,大多数仍作燃料油或直接烧掉,工业规模的C5分离装置还是空白。

分离单个组分的化工利用及精细化工仅仅是起步,综合利用水平远远落后于国外。

因此,如何合理利用好这部分资源是一个值得探讨的问题。

l C5馏分组成截止2001年我国乙烯生产能力己超过5000kffa,副产C5馏分量600kt左右口J。

C5馏分的收率、组成主要取决于裂解原料的性质,我国的乙烯装置所用的原料各不相同,裂解C,产率也不同。

大庆石油化工总厂以油田轻烃和炼油厂的石脑油为原料,裂解C5馏分的产量约为乙烯产量的7.8%,齐鲁、扬子石化以及上海石化股份有限公司的30万讹乙烯装置以石脑油和轻柴油为原料,C,馏分产量约为乙烯产量的12%~15%。

最高的是吉林石化公司C,产率曾高达24.5嘣”。

表l列出的是我国主要乙烯装置裂解C5的典型组成【“。

组成齐鲁扬子上海燕山碳四4.686 50 2.75 210 异戊烷691 2.8l 2103.甲基I.T烯2.62 I…43 I 24正戊烷3.73 5 44 4 70 1.431.戊烯5.08 5邡7D5 7142.甲基I-丁烯5.8l 919 474667 反2.戊烯8.92 60l420 5.7l 顺2.戊烯2.67 262267l,4.戊二烯 2 30l 432.甲基2-丁烯2.68 2.80 286环戊烷22.60 0.68 0.76 异戊二烯23.50 17.13 2048 环戊烯3.79 4.78 3 8l2.丁炊16.10 14.7l 032 间戊二烯16.16 16.96 16 35 环戊二烯/双环戊二烯16.59 21.04 18.701.戊炔O.10异丙基乙炔0.302.戊炔010 碳六2.64 3.40037 5 60 其它430碳五二烯烃总量55.76 53,.90 55.13 S5 53碳五馏分的分离及综合利用由我国主要石化企业裂解c5典型组成可见,C5组成中异戊二烯含量在15%~23%:间戊二烯含量为14%~17%:环戊二烯仅环戊二烯含量为13%~21%;双烯烃的总量占裂解C5的40%~60%。

碳五的综合利用

碳五的综合利用
为 乙烯 产量 的 l 0 %一 2 0 %。 , C 5馏 分是 含 有 4 — 6个 碳 原 子 的 烷 烃 、
烯烃 、 双烯 烃 等 共 二 、 十 种 组 分 。多年 来 , 我 国这 部 分 资源 一直
没 有 得 到很 好 的利 用 。 国 内近 年 来 主 要 的 乙 烯 生 产 企 业 纷 纷 扩
建生 产 装 置 , 2 0 0 5年 上 半 年 南 京 扬 巴 、 上 海 塞 科 大 型 乙 烯装 置顺 利投产 , 另外埃克森福建 、 中海 油 壳 牌 等 大 型 合 资 乙烯 装 置 正在 建设之 中, 2 0 0 5年 我 国 乙烯 的 总 产能 将 达 到 1 1 0 0万 吨/ 年 。另外 陶 氏化 学 与 天 津 石化 合 资 1 0 0万 吨/ 年 乙 烯 项 目 、埃 克 森 与 广 州 石 化合 资 1 0 0万 吨, 年 乙 烯项 目 、 镇海炼化筹建 1 0 0吨, 年 乙 烯项 目 、上 海漕 泾 化 工 同 区计 划建 设 的 1 0 0万 吨, 年 乙 烯 项 目也 将 在 未 来 几 年 内 投 入 建设 ,神 华包 头煤 制 6 0万 吨 烯 烃 项 目建 投 产 , 预计 2 0 1 5年 我 国 乙烯 总 生 产 能 力 将 突破 1 5 0 0万 吨, 年 。届 时 可 利用的 C 5资 源达 到 1 5 0 — 3 0 0万 吨/ 年。 因此 . 开 发有 效 地 利 用 C 5
料 的开 发 是 项 目研 究 来自关 键 技 术 。而 该 催 化 剂 的 开 发 关 键 是 大
求, 具有重要意义。
2 . 我国 C 5的开 发 情 况
孔 径 催 化 剂 担 体 的制 备 . 目前 国 内连 续 化 同 定 床 反 应 所 用 的催 化 剂 主要 有 高 N i 分子的 N i O — C o O / A 1 2 0 3催 化 剂 及 P d / A 1 2 0 3 。 前 者 由 于还 原 后 N原 子簇 粒 在 高 温 下 容 易 迁 移 形 成 大 晶 粒 ,易 失 活. 而且高含量 的 N i O约 4 0 %一 4 5 %负载 到大 孔 担 体 上 后 造 成 催 化 剂 有 效 孔 容 或 孔径 大 幅 降低 .在 低 分 子 量 聚合 物 石 油树 脂 的 加 氢 反应 中会 很 快 造 成孔 道 堵 塞 而 失 活 , 其 平 均 寿命 较 低 。因 此 石 油树 脂 加 氢 催 化 剂 的工 业 使 用 仍 以 P d / A l 2 0 3为 主 。其 研 究 成 果 完 全 可 以替 代 进 口产 品 。

我国乙烯裂解副产——C-%2c5-资源利用方式之探讨

我国乙烯裂解副产——C-%2c5-资源利用方式之探讨

一二!!呈:鍪璺圣塑型壁型主二=!!壅塑型星查茎查堡堕另外,由表还可看出:2010年许多乙烯生产单位的副产G的量与2004年相比有了相对大的增长,如中石化的上海石化、扬子石化、广州石化、茂名石化、天津石化等,中石油的抚顺石化、独山子石化、大庆石化等单位,这些单位的C5基本都达到了80kt/a以上。

这些Cs资源对乙烯生产厂家而言应该是一笔财富,利用的好,可以产生很不错的经济效益,而若作为燃料直接燃烧掉,实在显得可惜。

2确定我国cs资源利用方案时的原则探讨到2010年,我国许多乙烯生产企业已具备了各自利用的条件,因此,要做到合理、有效的利用Cs资源,就应该遵循一定的原则。

目前,许多乙烯生产单位的副产G直接作为燃料烧掉,白白浪费了Cs资源,现在,已有部分企业认识到了C5的价值,开始对c5进行部分组分或全部组分的利用,说明当企业逐步认识到Cs同样可以带来经济效益时,企业就会自觉或不自觉地将Cs当作是一种可以利用并能带来效益的则富资源看待,而不再白白浪费。

因此,我们在考虑利用Cs资源时,首先要进行积极宣传,使企业充分认识到Cs的利用价值,这样,企业就有主动地利用副产C5的渴望和愿望,在具体执行方案时,就会主动的配合。

原则l:要让生产单位充分认识到c;资源的私用价值当企业认识到C,也是一种资源,也可以带来经济效益时,企业就会主动的利用C5,并且能主动的寻找C,的替代燃料,此时,只要我们给企业指出在经济上可行的燃料种类时,企业就会比较乐意接受。

原则2:宣传cs的可能的替代燃料无论我们最终采用原地利用方案、原地分离浓缩,集中方案还是集中方案,我们都要考虑到企业的经济利益,利用好市场规律,要让企业觉得有钱赚。

原则3:利用市场规律i充分考虑企业的经济效益企业在利益面前,往往追求自身利益的最大化,因此,我们在利用各企业的C5时,还应做好企业之间的协调工作,使各企业服从规划,从而使c5得到比较合理的利用。

原则4:做好各企业之问的协调工作C,的利用途径多种多样,因此,为了避免国内产品雷同以及不必要的竞争,应对c5的利用统筹规划,在满足需要的同时,不同地区应有所侧重。

浅析碳五的综合利用及发展前景

浅析碳五的综合利用及发展前景

浅析碳五的综合利用及发展前景摘要:碳五作为重要的有机原料,它的深加工可以得到上百种的化工产品,和作为燃料相比,它的附加值增加了好几十倍。

欧美、日本等国家碳五的化工利用率达到了70%~80%,而我国也许不到15%.相差很大,因此碳五的综合利用及其发展前景在我国是相当有市场的。

本文全面论述了国内外碳五能源综合利用的现状,并对我国碳五的综合利用以及发展前景进行了展望,具有一定的参考价值。

关键词:碳五综合利用利用前景建议我国乙烯工业正处于快速发展的阶段,上万吨的乙烯装置在不断涌现,碳五资源也在不断丰富,加上现在不断完善和成熟的技术,投资收益提高很快,尤其近年来,有关碳五相关装置的建设步伐逐步加快,碳五资源量也在逐步丰富,因此实现碳五能源化工技术的重大突破,对于优化能源结构、保障能源安全具有非常重要的意义。

一、我国碳五的资源现状碳五能源综合开发需要走区域化发展的道路,这是从我国碳五相关能源及碳五分离产品的实际情况来考虑的,集中碳五资源,实现规模化利用,具有非常重要的意义。

根据国内碳五分离装置规模小、产量低、产品种类和牌号少的现状,决定了必须集中碳五能源进行规模化生产,同时将几套乙烯装置碳五的副产物集中后进行规模分离。

例如美国固特异公司的8.4万吨异戊二烯年生产能力就是集中了雪佛龙、埃克森等公司的浓缩碳五。

与此同时,碳五能源开发还必须搞好综合利用配套,拉长它的产业链。

所以需要首先在碳五馏分中单独分离出异戊二烯和环戊二烯,再向中下游产品加工延伸,如聚异戊橡胶、亚甲基降冰片烯(ENB)、二氯菊酸乙酯和甲基庚烯酮等,提浓后的间戊二烯馏分还可用于生产碳五石油树脂。

同时,碳五能源利用需要加速技术成果的不断推广。

北京化工研究院研发的碳五全分离技术,以二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,经二聚、二次萃取精馏和常压、减压精馏,分离出双环戊二烯、聚合级异戊二烯、化学级异戊二烯等等,工艺要完善,并且需要经过生产实践检验,这样这项技术就将会对我国提升碳五资源利用水平产生非常重要的意义。

乙烯装置副产裂解碳五综合利用的探讨

乙烯装置副产裂解碳五综合利用的探讨

乙烯装置副产裂解碳五综合利用的探讨乙烯装置是现代炼油和化工行业中非常重要的装置之一,其主要用途是生产乙烯,是合成塑料和合成橡胶的重要原料。

在乙烯生产过程中,除了主产品乙烯以外,还会产生一定数量的副产物。

其中之一就是裂解碳五,也称为裂解汽油。

裂解碳五主要包含C5以下的烃类物质,如丁烯、丁烷、异丁烯、异丁烷等。

这些副产物在传统的乙烯装置中通常被视为废弃物,被焚烧或者被废弃处理。

本文将对乙烯装置副产裂解碳五的综合利用进行探讨。

裂解碳五的主要成分是丁烯和丁烷,这些物质具有一定的经济价值和利用潜力。

首先,丁烯和丁烷可以被用作燃料,用于代替煤炭和天然气等传统能源。

丁烯可以通过催化裂化等方法进一步转化为丁二烯等高附加值产品,用于合成橡胶和塑料等材料。

此外,丁烯还可用于合成大量有机化工产品,如高级石油化工产品、润滑油添加剂和溶剂等。

丁烷也有广泛的应用领域,如作为溶剂、燃料和涂料等。

裂解碳五的综合利用可以带来多重经济效益。

首先,通过对裂解碳五的综合利用,可以最大限度地减少废弃物的产生和环境污染。

将裂解碳五作为燃料或原料使用,可以降低乙烯装置的能源消耗和生产成本。

其次,裂解碳五的综合利用还可以创造更多的就业机会和经济增长点,推动相关产业的发展。

通过开发和应用裂解碳五的高附加值利用技术,可以提高装置的能效和产品附加值,增加企业的收入和利润。

在乙烯装置副产裂解碳五的综合利用中,关键的技术和工艺包括裂解碳五的分离和提纯、催化转化、提纯和合成等。

通过裂解碳五的分离和提纯,可以得到纯度较高的丁烯和丁烷。

而对于裂解碳五中其他杂质和成分的处理,则需要通过各种化学工艺和工程设备来实现。

在催化转化过程中,可以选择合适的催化剂和反应条件,将裂解碳五中的丁烯转化为更高附加值的产品。

在提纯和合成过程中,则需要使用适当的分离和合成技术,以获得所需的纯度和产品。

在实际应用中,乙烯装置副产裂解碳五的综合利用面临一些技术和经济上的挑战。

首先,裂解碳五的分离和提纯技术相对复杂和精细,需要高度专业化的技术和设备支持。

混合碳四碳五物料的综合利用方法

混合碳四碳五物料的综合利用方法

混合碳四碳五物料的综合利用方法碳四(C4)和碳五(C5)物料是在炼油和石化工业过程中产生的副产品,它们主要由4个碳原子和5个碳原子组成,具有较高的热值和化学活性。

在传统工艺中,这些副产品通常被燃烧成热能或转化为低值的燃料。

然而,随着资源稀缺性的提高和环境保护意识的加强,将碳四碳五物料以综合利用有机合成原料、高值化学品和燃料的方法变得越来越重要。

下面,我将介绍一些混合碳四碳五物料综合利用的方法。

1.加氢裂解:碳四碳五物料可以通过加氢裂解的方法转化为低碳烷烃和烯烃。

在适当的温度和压力下,碳四碳五物料可以通过催化剂的作用,经过裂解和重整反应,生成低碳烷烃和烯烃,如丁烷、异丁烯、戊烷和戊烯。

这些产物可以用作汽车燃料、溶剂和化工原料。

2.合成气制备:碳四碳五物料可以通过合成气制备方法转化为合成气,即一种由一氧化碳和氢气组成的混合气体。

合成气可以用于合成各种高值化学品和燃料,包括甲醇、氨、乙醇和合成烃等。

合成气制备通常需要使用适当的催化剂和反应条件。

3.催化烷基化:碳四碳五物料可以通过催化剂的作用与合适的烷烃反应,进行烷基化反应。

该反应可以将碳四碳五物料转化为高碳值的烷烃,如壬烷、二甲基癸烷和二甲基戊烷等。

这些高碳值的烷烃可以被用做润滑油、添加剂和化工原料。

4.氧化制备有机酮:碳四碳五物料可以通过氧化反应转化为有机酮。

有机酮是一类重要的化工原料,广泛用于溶剂、树脂和橡胶工业中。

碳四碳五物料可以通过氧化剂的作用,在适当的温度和条件下,进行氧化反应生成相应的有机酮。

5.聚合制备高分子材料:碳四碳五物料可以通过聚合反应形成高分子材料,如聚丁烯、聚戊烯等。

这些高分子材料具有良好的物理性质和化学性质,可以用于制备塑料、橡胶和纤维等各种材料。

综上所述,碳四碳五物料可以通过加氢裂解、合成气制备、催化烷基化、氧化制备有机酮和聚合制备高分子材料等方法综合利用。

这些方法可以将碳四碳五物料转化为低碳烷烃和烯烃、合成气、高碳值的烷烃、有机酮和高分子材料等高值化学品和燃料。

C5馏分的资源和利用

C5馏分的资源和利用

C5馏分的资源和利用㈠资源C5馏分主要指来源于石油烃高温裂解制乙烯过程的副产C5馏烃和石油炼厂催化裂化汽油中所含C5烃,两种不同来源的C5馏分其组成和用途大不相同。

1、裂解C5馏分乙烯装置副产C5馏分(简称裂解C5馏分)的组成和含量通常随原料的轻重、裂解深度和脱戊烷塔的工艺和操作条件的变化而不同。

我国生产乙烯主要用轻柴油和石脑油等较重的裂解料,副产C5的量也较多,一般是乙烯产量的14%~20%(若用C2~C4气态烃作原料,为2%~6%)。

在轻柴油等较重原料的裂解C5馏分中约含异戊二烯15%~20%;环戊二烯和双环戊二烯15%~17%;间戊二烯10%~20%和1-戊烯+2-戊烯为14%~20%。

化学活泼的双烯烃总含量约为50%,它们是宝贵的化工和精细化工原料,也是分离利用的重点,其次是戊烯。

2、炼厂副产C5馏分炼厂C5馏分大多来源于催化裂化装置,主要含异戊烷和异戊烯,基本不含C5二烯烃。

一般炼厂催化裂化装置得到的C5馏分量约为装置进料量的8%~12%。

我国原油加工能力为2亿吨/年,炼厂催化裂化加工能力约为5000万吨/年,潜含C5馏分270万吨/年,其中异戊烯量约为110万吨/年。

㈡分离和利用1、分离裂解C5馏分组分多,各组分间沸点较近,相互间还能生成共沸物,难于用蒸馏方法进行分离。

工业上常采用先加热二聚的方法分离出环戊二烯,然后采用溶剂萃取蒸馏分离异戊二烯和间戊二烯的路线。

加热二聚法利用环戊二烯受热易聚合的特点,先将环戊二烯(CPD)热聚成二聚体---双环戊二烯(DCPD),由于双环戊二烯的沸点(166.6℃)明显高于其他戊二烯的沸点(30℃~45℃),通过蒸馏即可从C5馏分中分离出双环戊二烯。

溶剂萃取蒸馏法(GPI法)的基本原理是利用溶剂对不同组分的溶解度不同,加入溶剂后,选择性地改变了C5馏分组分间的相对挥发度,再通过蒸馏达到分离目的。

已成功的分离技术有:⑴ 用二甲基甲酰胺(DMF)作溶剂的萃取蒸馏法(GPI法) 过程分两步:第一步用二甲基甲酰胺从C5馏分中抽提二烯烃,第二步从二烯烃中抽提乙炔和丙二烯。

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煤制烯烃副产混合碳五的综合利用探讨煤制烯烃副产混合碳五的综合利用探讨摘要:煤制烯烃技术是替代石油生产低烯烃的新型工艺路线,混合碳五是煤制烯烃重要的副产品,和石油化工副产混合碳五既有相似之处也存在差异,本文借鉴石油化工副产碳五馏分的综合利用技术,同时针对煤基甲醇制烯烃副产混合碳五馏分的特点,就甲醇制烯烃副产混合碳五馏分的综合利用进行探讨,指出了甲醇制烯烃副产混合碳五馏分利用的关键是其单烯烃组分的综合利用。

关键词:混合碳五加氢 TAME MTODiscussion on Comprehensive Utilization of C5 Fraction from Coal to Olefins ProcessGuorong He(Shenhua Baotou Coal Chemical Co. Ltd, Baotou 014010, China)Abstract: Coal-to-olefins, as a potential method instead of conventional oil route, has received wide attention in the past years. Mixed C5 fractions produced in methanol-to-olefins(MTO) process were commented in this paper that provided utilization means for mixed C5 fractions, and comprehensive utilization for C5 fration will bring the best economics for MTO plant by increasing the value of C5 byproducts.Key words: MTO TAME C5 fration hydrogenation神华包头煤制烯烃项目是以煤为原料,通过煤气化制甲醇、甲醇转化制烯烃、烯烃聚合工艺路线生产聚烯烃的世界首套、全球最大、国家级煤制烯烃示范工程。

该项目总投资170多亿元,主要包括180万吨/年甲醇装置、60万吨/年具有自主知识产权由中科院大连化物所开发的DMTO工艺技术甲醇制烯烃装置,2007年9月开工建设,2010年5月全面建成,8月打通全流程,投料试车一次成功。

神华包头煤制烯烃项目的成功投产,实现了煤化工和石油化工有机衔接,是能源化工技术领域中重大突破,对于优化能源结构、保障能源安全具有重要意义。

可以预见,随着煤制烯烃技术的成功应用,煤制烯烃产业规模将不断扩大,其副产混合碳五馏分也将随之增加;60万吨/年规模的煤制烯烃装置每年副产混合碳五3.5-4.5万吨,由于技术路线不同,煤制烯烃副产碳五馏分与传统石油化工副产碳五馏分也有差异,煤制烯烃领域对于副产混合碳五的利用处于刚刚起步的阶段,如何利用好这部分物料关系到煤制烯烃产业的综合技术水平和整体经济效益;本文主要就煤制烯烃副产碳五馏分的分离和深加工技术进行探讨。

一、煤制烯烃副产混合碳五的组成煤基甲醇制烯烃过程副产的混合碳五馏分组成十分复杂,以碳五为主,另有C6-C10等烃类,含有各类不饱和烃、环烷烃、链烷烃以及它们的碳架异构体、顺反异构体、双键和三键异构体等总计140多种组分,其主要成分见表1。

相对于石油化工乙烯装置的副产碳五馏分,煤基甲醇制烯烃过程副产的混合碳五馏分中二烯烃含量较低,其烯烃含量大约84%,C5成分大约65%,煤制烯烃副产混合碳五中含有很多有价值的宝贵资源,可广泛应用于橡胶、香料、维生素片等精细化工产业,如何从中分离和生产出具有高附加值的产品及其中间产品是实现混合碳五资源高效利用的重要课题。

二、混合碳五的利用1.燃料煤基甲醇制烯烃过程副产的混合碳五馏分组成十分复杂,总计140多种组分,有些组分沸点接近,且易形成二元甚至多元共沸体系,进行提纯分离相当困难,目前副产混合碳五主要作为燃料利用。

2.石油树脂应用领域混合碳五可以生产碳五石油树脂和C5-C9共聚石油树脂,碳五石油树脂广泛用于橡胶、路标漆、热熔胶、胶粘带、油墨、塑料以及纸张填料等方面[1]。

世界发达国家石油树脂正朝规模化、品牌化、产品多样化的方向发展。

我国的石油树脂产业起步较晚,由于混合碳五馏分生产技术相对落后以及缺乏必要的分离精制手段,目前,我国石油树脂生产分散、规模小、质量不高、产品单一,我国目前对石油树脂的需求很大,尤其是高档产品[2]。

三、混合碳五的深加工煤基甲醇制烯烃副产混合碳五馏分中含有高附加值组分,用来作为燃料,造成极大的资源浪费,所以将这些物质进行进一步的分离和深加工是非常有必要的;借鉴石油化工乙烯装置副产碳五馏分的综合利用技术,同时针对煤基甲醇制烯烃副产混合碳五馏分的特点,甲醇制烯烃副产混合碳五馏分可以从以下几个方面进行深加工综合利用。

表1 煤制烯烃副产混合碳五主要成分组成1.混合碳五的加氢分离工艺煤基甲醇制烯烃副产碳五馏分中含有大量烯炔烃、炔烃、链烯烃、环烯烃、二烯烃,依据不同的需要,可通过全加氢或选择加氢将其转化为饱和烷烃或烯烃,再加以分离利用,碳五馏分加氢分离后正戊烷、环戊烷和少量的烯烃产品,用于作为氯氟烃的替代物,可有效地减少温室效应;异戊烷纯品是发性泡聚苯乙烯(EPS)发泡剂的主要原料,还可与环戊烷混合为在电气领域广泛应用的环异戊烷;同时正戊烷、环戊烷和环戊烷等可作为裂解原料,增产低碳烯烃[3]。

裂解方程如下:CH3(CH2)3CH3→C2H4+C3H6+H2 (1)CH3CH(CH3)CH3→C2H4+C3H6+ CH4+ C4H8+H2 (2)北京东方石化公司东方化工厂在原有的乙烯裂解和汽油加氢装置的基础上,于1998年新建了一套加氢后混合碳五的分离装置,主要从加氢碳五馏分分离出较高附加值的正戊烷、环戊烷和环戊烷等产品;如图1a所示,混合碳五加氢后的原料首先进行预热,接着进入脱氢单元,在脱氢单元在分离出较轻的C3、C4组分和塔釜料异戊烷、正戊烷、环戊烷、C6及C6+,塔釜料再进入正异戊烷分离单元,分离出异戊烷、正戊烷和环戊烷、C6及C6+,异戊烷、正戊烷进入异戊烷分离单元分离出异戊烷,异戊烷进入异戊烷中间罐分析合格后,即可送入异戊烷罐用于进一步加工或外卖;而环戊烷、C6及C6+重组分进入环戊烷分离单元,环戊烷分离出来,进入环戊烷中间罐分析合格后,即可送入环戊烷罐用于进一步加工或外卖;脱氢单元馏出物、异戊烷分离单元和环戊烷分离单元塔釜料送入返回罐,可用于裂解增产乙烯丙烯。

当要生产正戊烷时,可调整脱轻单元的工艺参数,使C3、C4、异戊烷轻组分与正戊烷、环戊烷进行分离,馏出异戊烷、碳三、碳四轻组分,送人返回罐。

正戊烷与环戊烷送到正/异戊烷分离单元和正戊烷分离单元进行分离出正戊烷[4]。

该工艺可根据市场情况灵活调整产品结构,获得较好的经济效益,乙烯裂解副产碳五馏分加氢后的组成和煤制烯烃副产碳五加氢后馏分组分有相似之处,该工艺对于煤制烯烃副产混合碳五的加氢分离利用有较好的参照价值。

图1a加氢后混合碳五的分离流程示意图图1bTAME合成示意图吴长江等[5]也开发了碳五烷烃分离工艺对由裂解汽油加氢装置得到的混合碳五烷烃进行分离。

该工艺也由加氢和烷烃分离两部分组成,可同时得到正戊烷、异戊烷和环戊烷。

该工艺操作费用少、能耗低、成本不高、且可灵活调整产品方案,可为煤制烯烃副产混合碳五分离工艺借鉴。

2.增产制乙烯丙烯[6-10]在甲醇制烯烃工艺中,会有大量副产混合碳四、碳五的产生。

胡浩等研究把丁烯和C5以上副产品转化成丙烯和乙烯。

UOP/Hydro MTO技术的主要副产品为以丁烯为主的混合碳四和混合碳五以上物流,一般地,每生成l吨乙烯约产生0.34吨混合碳四碳五以上副产品,为了能够将这些副产品较好的利用起来,UOP/Hydro MTO工艺对原有工艺也进行了改进,Kuechiler将这些副产品循环回反应器参加对SAPO-34分子筛催化剂的流化,同时催化裂化为丙烯和乙烯。

Fung等设计了催化剂预处理区,将碳四和混合碳五副产品送至催化剂预处理单元对SAPO-34分子筛催化剂进行预处理。

Gregor等提出,可以将MTO工艺与烯烃裂解工艺(OC)结合起来,即把混合碳四碳五副产品送入OC装置部分进一步裂解,这样乙烯和丙烯产率大为提升。

3.醚化制TAME及生产高纯异戊烯3.1粗异戊烯醚化制TAME近年来,部分石化企业利用乙烯装置副产碳五馏分经过分离二烯烃后得到的抽余碳五进行醚化生产高辛烷值汽油调和剂甲基叔戊基醚(TAME),相对于叔丁醇、乙醇、甲醇、甲基叔丁基醚(MTBE)和乙基叔丁基醚(ETBE),TAME具有沸点高、雷德蒸汽压低、能量密度高、水掺混性能好以及环保性能优良等优点[11];乙烯装置副产碳五馏分经过分离二烯烃后得到的抽余碳五,和煤制烯烃副产混合碳五的组分相近,利用煤制烯烃副产混合碳五制备TAME 可作为其综合利用的有效途径之一。

3.1.1 醚化原理[11-17]混合碳五中的异戊烯与甲醇在催化剂表面发生醚化加成反应,首先异戊烯在酸性催化剂的作用下质子化形成媒介物叔丁基正碳离子,然后与甲醇的CH3O-进行亲核加成生成TAME,同时会发生一些副反应,生成叔戊醇、二聚异戊烯和二甲醚等。

主要反应如图1b。

3.1.2 齐鲁石化的催化蒸馏工艺[11,17]在进入醚化装置合成TAME之前,一般需要先出去原料中的腈、阳离子(如钠离子)和二烯烃等杂质,因为腈在醚化催化剂作用形成的铵和特胺会中和催化剂的酸性中心使催化剂失去活性,阳离子则会置换出酸性催化剂中的氢离子使得催化剂失效,而二烯烃易形成的胶质会堵塞催化剂的孔隙,大大地降低催化剂的催化活性和使用寿命。

如图2a所示为上海石化公司化工所采用了齐鲁石化的催化精馏工艺,其醚化装置流程示意图,经过除杂之后的甲醇和混合碳五按照一定比例送入醚化反应塔,其反应温度可由外循环的物料温度来调节,塔釜物料送入圆柱塔,圆柱塔塔釜分离出TAME产品,圆柱塔塔顶蒸汽送入催化蒸馏塔下塔,催化蒸馏塔具有催化合成和蒸馏分离双作用,使得生产的TAME立即被分离出去,打破了原有化学平衡,有助于提高异戊烯转化率;圆柱塔塔顶蒸汽馏分向上进入催化蒸馏塔上塔继续合成TAME,TAME流下与上升的圆柱塔塔顶蒸汽馏分对流传质后,送回圆柱塔进一步分离,催化蒸馏塔塔顶物料进入下游回收利用,异戊烯的转化率可达90%以上图2aTAME合成流程示意图图2b异戊烯合成流程示意图3.1.3 其他醚化工艺Snamprogetti公司的DET工艺[18],以碳五为主要原料,由骨架异构化反应单元、TAME合成单元和烷烃分离单元组成,其工艺特点是采用烯烃骨架异构化技术将低活性的戊烯异构化为较高活性类型的戊烯,再进一步醚化。

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