异戊二烯综述
异戊二烯理化性质与质量指标

异戊二烯理化性质与质量指标1.1 异戊二烯的概况异戊二烯学名:2-甲基-1,3-丁二烯;别名异戊间二烯;英文名:isoprene;2-Methyl-1,3-butadiene;分子式:C5H8;CH2=CHC=(CH3)CH2;分子量:68.12;C A S:78-79-5;图1.1 异戊二烯结构式异戊二烯是一种五碳化合物。
存在于某些生化上重要化合物的结构中,如泛醌、维生素A和维生素K。
工业异戊二烯为碳五(C5)馏分的重要组分,由石油裂解制乙烯所得副产C5馏份经脱轻、脱重、溶剂抽提精致而得到。
产品分聚合级、化学级两种规格。
是合成橡胶的重要单体。
1860年,美国人C.G.威廉斯把天然橡胶和杜仲杆裂解首次得到异戊二烯。
第二次世界大战期间,由于丁基橡胶的需要量增大,德国以松节油为原料生产异戊二烯,这是早期的异戊二烯工业生产方法。
60年代初,异戊二烯定向聚合生产聚异戊橡胶研制成功,这种合成橡胶的性能及结构最类似天然橡胶。
这一发现大大促进了异戊二烯的生产,先后出现了多种生产方法。
70年代乙烯工业的发展及装置大型化,为异戊二烯生产提供了丰富的原料C5馏分。
80年代初,世界异戊二烯年产量已超过1Mt,其中一半以上是由裂解C5馏分分离得到的。
异戊二烯是合成橡胶﹙SR﹚的重要单体。
主要用于合成异戊橡胶﹙IR﹚、SIS ﹙苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的简称﹚。
其次,用作合成丁基橡胶﹙IIR﹚的一种共聚单体,以改进IIR的硫化性能,异戊二烯还用于制造农药、医药、香料及黏结剂等。
1.2 异戊二烯的理化性质异戊二烯在常温下为一种无色、易挥发、油状流动性液体,有刺激性气味。
……异戊二烯因含有共扼双键,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。
表1.1 异戊二烯的理化性质表1.3 异戊二烯对环境的影响1.3.1 异戊二烯对环境的影响一、健康危害侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。
健康危害:异戊二烯有麻醉和刺激作用。
异戊二烯应用市场前景及其生产技术进展

异戊二烯应用市场前景及其生产技术进展
一、异戊二烯概况
异戊二烯(Isoprene)是一种具有重要工程应用价值的烯烃类有机化
合物,它以异戊二烯(Isoprene)指定,早在1851年由费尔伯特称露出。
异戊二烯由二甲基丙烯和二甲基丁烯混合物组成,其化学式为C5H8、异
戊二烯是烯烃类有机物中最简单的产物,因而它有着特殊的化学结构和性质,且广泛存在于植物中,通过衍生的反应将其应用于许多工业领域,具
有广泛的工业应用前景。
二、异戊二烯应用市场前景
1、橡胶制品。
异戊二烯是橡胶制品的主要原料,可用于生产轮胎、
软管、密封件等橡胶制品,其中近80%的橡胶制品主要使用异戊二烯,其
加工技术具有重要的技术价值,因此,异戊二烯的应用前景非常广阔。
2、合成材料。
异戊二烯具有良好的热稳定性,对耐高温粘合剂和塑
料的合成有重要的应用,包括建筑用塑料、烯烃类热熔胶及各种工程塑料等,使得异戊二烯在合成材料中具有广泛的应用前景。
3、润滑油。
异戊二烯是润滑油的重要组成成分,主要用于摩擦剂和
机械密封剂中,具有良好的抗氧化性能,耐热性和抗静电性,具有独特的
性质,在润滑油领域有着巨大的应用潜力。
异戊二烯综述

摘要:异戊二烯是合成橡胶的重要单体,主要用于生成异戊橡胶、丁基橡胶和SIS热塑性弹性等,也广泛应用于医药、农药、黏结剂及香料等领域。
本文介绍了传统的异戊烷和异戊烯脱氢、化学合成、萃取蒸馏等几种主要的化学生产方法和生物合成方法及催化合成膜分离等新技术应用于异戊二烯的生产,并对主要方法进行了对比,分析了其优缺点,同时对异戊二烯生产技术的发展提出了建议。
关键词:异戊二烯; 生产方法; 研究进展,;市场分析Abstract:Isoprene monomer is an important synthetic rubber, mainly used to generate isoprene rubber, butyl rubber and SIS thermoplastic elastomers etc., which are also widely used in medicine, pesticides, bonding agents and spices and other fields. This article describes the traditional iso-pentane and iso-pentene dehydrogenation, chemical synthesis, extraction, distillation of several major chemical production methods and biological synthesis and catalytic synthesis of new membrane separation technology in the production of isoprene, and main methods are compared, their advantages and disadvantages are analyzed, while isoprene production technology development is suggested.Key words: Isoprene; production methods; research progress; market analysis1 异戊二烯合成的工业意义异戊二烯是合成橡胶(SR)的重要单体,主要用于合成异戊橡胶(IR)、SIS(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物)和丁基橡胶(IIR)等;另外,SR还广泛应用于医药、农药、黏结剂及香料等领域,如生产熏衣草醇、樟醇、柠檬醛、甲基庚烯酮、氯菊酸乙酯、角鲨烯和角鳖烷、甲基四氢苯酐、二氯异戊烷以及异戊烯氯等多种精细化工产品,以及合成润滑油添加剂、橡胶硫化剂和催化剂等。
异戊二烯的生产范文

异戊二烯的生产范文
完整叙述包括合成原理、反应过程、反应体系、反应条件
1、合成原理
异戊二烯是一种化学异构体,是独立的烯烃,可以用作原料,是有机
合成中重要的中间体,常用与各种聚酯的合成。
异戊二烯具有它弯曲的构型,异构体间具有非常强的相互作用力,使得它的生产技术和工艺比较复杂。
2、反应过程
异戊二烯的生产过程主要是钠催化加氢反应,也可以采用钾催化的方法。
通常需要将异戊醇和活性碳的混合物经过加压加热转化为异戊二烯。
这个过程是一个自反应,因此反应温度必须调节,以防止失控的过量反应。
反应可以给出高达99%的转化率,可以在一个反应器中实现连续的生产
过程,尽量减少产品的损失。
3、反应体系
异戊二烯生产的反应体系主要是由异戊醇、活性碳、钠或钾组成。
a)异戊醇:异戊醇是主要原料,通常需要从较低的质量开始,以降低
毒性和腐蚀。
(b)活性碳:活性碳是用来增加反应速率和改善反应温度的重要物质。
(c)钠或钾:钠或钾作为催化剂,可以加速反应并改变反应温度,
但钠和钾的反应速率差别不大。
4、反应条件
为实现理想的产品转化率,控制反应条件非常重要。
异戊二烯范文

异戊二烯范文异戊二烯异戊二烯是一种具有强烈的特殊气味的化合物,也被称为“烯”的气味。
它是一种无色的液体化合物,具有独特的结构和性质。
在本文中,我将详细介绍异戊二烯的化学性质、物理性质和应用领域。
首先,让我们来看看异戊二烯的化学性质。
异戊二烯的化学式为C5H8,分子量为68.12、它是一种具有高度不饱和性的烯烃,含有2个邻二烯烃基团。
由于这种结构,异戊二烯具有高度反应性,特别容易与其他化合物发生加成反应形成新的化合物。
异戊二烯的物理性质方面,它是一种无色液体,在常温常压下具有相对较低的沸点和相对较高的熔点。
在室温下,它会迅速挥发,产生刺激性的气味。
此外,由于它的不稳定性,异戊二烯容易聚合和聚合,形成链型或环型的高分子聚合物。
由于其独特的结构和性质,异戊二烯在许多领域中具有广泛的应用。
首先,由于异戊二烯具有高度反应性,它被广泛用于有机合成中。
它可以被用作合成其他有机化合物的原料,例如合成橡胶、塑料和杀虫剂等。
此外,由于它易于发生聚合反应,异戊二烯还可以用于制备高分子聚合物,如聚异戊二烯。
这种聚合物具有优异的物理和化学性质,可用于制备电线电缆、密封件和胶带等。
其次,由于其独特的气味,异戊二烯还被广泛用于香水和香精制造业。
它可以用于制作各种香气,从花香到果香,再到草本香气。
因此,异戊二烯在美容产品和个人卫生产品中被广泛用作调香剂。
此外,由于其刺激性的气味,它还可以用作熏香剂,用于祈祷和仪式等场合。
此外,由于其挥发性和易燃性,异戊二烯也可以用作溶剂。
它可以溶解许多有机化合物,例如油漆、油墨和胶水等。
此外,由于其低毒性,异戊二烯还可以用作食品添加剂,在食品工业中用于提取天然香料和调味品。
综上所述,异戊二烯是一种具有独特性质和广泛应用的化合物。
它具有高度反应性和不稳定性,可用于有机合成和高分子聚合物制备。
此外,由于其特殊气味,它还被广泛用于香水和香精制造业。
此外,由于其溶剂性和低毒性,异戊二烯还可以用作溶剂和食品添加剂。
异戊二烯综述范文

异戊二烯综述范文异戊二烯(Isoprene)是一种含有5个碳原子的烯烃类有机化合物,化学式为C5H8、它是一种无色液体,具有强烈的橡胶气味。
异戊二烯是一种具有广泛应用的化学品,尤其是在橡胶工业中。
1.异戊二烯的制备方法异戊二烯可以通过两种主要方法制备:一种是通过合成气(混合的一氧化碳和氢气)的反应,使用固体酸催化剂作为催化剂进行。
另一种是通过原料石油的副产品裂解反应得到。
2.异戊二烯的物理性质异戊二烯是一种具有挥发性的液体,其密度略高于水。
它具有低沸点和闪点,易燃。
在常温下,异戊二烯容易分解和聚合,所以需要在贮存和运输时加入抑制剂。
异戊二烯的溶解度较小,溶于乙醇、醚类等有机溶剂,不溶于水。
3.异戊二烯在橡胶工业中的应用异戊二烯是天然橡胶的主要成分之一,它与含有双键的其他单体反应,形成聚异戊二烯。
聚异戊二烯在交联过程中可以增强橡胶的耐热性、强度和耐磨性。
异戊二烯也用于生产烯烃橡胶、耐热胶和降低黏度的橡胶增塑剂等。
橡胶制品包括轮胎、密封件、橡胶管等,广泛应用于汽车工业和其他各种领域。
4.异戊二烯的化学性质异戊二烯是一个高度反应性的化合物,它具有很强的亲电性和核磁性。
由于它的特殊结构,异戊二烯容易与其他物质发生加成反应,形成环化化合物、多环化合物等。
这些反应在有机合成和多种化学工艺中得到广泛应用。
5.异戊二烯的环境影响异戊二烯是一种挥发性有机物,对环境有潜在的危害。
它是空气污染物之一,可从橡胶制品中挥发并进入大气中。
异戊二烯的挥发性和燃烧会产生有害气体,对空气质量和人体健康造成影响。
另外,异戊二烯也可能对水体和土壤产生污染。
6.异戊二烯的未来发展与应用随着环保意识的增强,替代性能较强的物质正在成为橡胶工业的研究热点之一、作为橡胶领域的重要化学品,异戊二烯在减少对环境的负面影响方面仍有一些挑战。
研究人员正在寻找和开发更环保的替代品,以促进橡胶工业的可持续发展。
总之,异戊二烯是一种重要的化学品,在橡胶工业中有广泛的应用。
异戊二烯

异戊二烯一般指2-甲基-1,3-丁二烯无色刺激性液体。
熔点-120℃,沸点34℃。
不溶于水,溶于苯,易溶于乙醇和乙醚。
分子中含有共轭双键,容易发生聚合反应。
在贮藏过程中易发生氧化和聚合,常加入少量稳定剂如对苯二酚等。
主要用于制取丁苯橡胶和顺式聚异戊二烯橡胶。
可由高温热裂石油气制得,或由异戊烷和异戊烯脱氢制得,也可由乙炔和丙酮缩合制取。
危险性概述健康危害:该品有麻醉和刺激作用。
急性中毒:大量高浓度吸入,可迅速出现头痛,头昏、耳鸣、无力、恶心、眼痛、流泪、喷嚏、喉痛、咳嗽、胸闷甚至呼吸困难。
不久出现中枢神经系统麻醉前的兴奋症状,如烦躁不安、大声哭闹、肌肉抽搐、震颤等;严重者昏迷。
一般在数小时后逐步清醒。
通常无后遗症。
该品可引起皮肤充血与水肿,其后可有轻度剥脱。
可经完整皮肤吸收。
大量吸入,或口服,饮酒,不及时救治会窒息死亡。
燃爆危险:该品极度易燃,具刺激性。
[1]急救措施皮肤接触:脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗至少15分钟。
就医。
眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。
就医。
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。
保持呼吸道通畅。
如呼吸困难,给输氧。
如呼吸停止,立即进行人工呼吸。
就医。
食入:饮足量温水,催吐。
就医。
[1]毒性作用试验数据编号毒性类型测试方法测试对象使用剂量毒性作用1急性毒性吸入啮齿动物——大鼠180gm/m3/4H1.行为毒性——全身麻醉2.肺部、胸部或者呼吸毒性——抑制呼吸酶2急性毒性吸入啮齿动物——小鼠139gm/m3/2H1.肺部、胸部或者呼吸毒性——其他变化3多次剂量口服啮齿动物——大鼠157mg/kg/9W-C1.行为毒性——条件反射变化4多次剂量吸入啮齿动物——大鼠3400mg/m3/22W-I1.大脑毒性——大脑重量变化2.肺部、胸部或者呼吸毒性——肺部重量变化3.肾、输尿管和膀胱毒性——肾重量变化5多次剂量吸入啮齿动物——小鼠3400mg/m3/17W-I 1.行为毒性——生理心理变化6多次剂量吸入啮齿动物——小鼠700ppm/6H/13W-I1.胃肠道毒性——其他变化7多次吸入啮齿动3400mg/m3/11.行为毒性——条件反射异。
异戊二烯的生产

5.4.2异戊二烯异戊二烯﹙2-methylbutadiene﹚别名异戊间二烯、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、溶于苯,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%。
异戊二烯因含有共扼双键,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。
异戊二烯是合成橡胶(SR)的重要单体。
主要用于合成异戊橡胶(IR)、SIS(苯乙烯—异戊二烯—苯乙烯嵌段共聚物的简称)。
其次,用作合成丁基橡胶(IIR)的一种共聚单体,以改进IIR的硫化性能,异戊二烯还用于制造农药、医药、香料及黏结剂等。
1943年,美国Enjay公司利用丙酮作溶剂,从裂解C5馏分中抽提出异戊二烯作为丁基橡胶的第三单体使用。
1954年,采用Zigler—Natts型催化剂使异戊二烯进行等规聚合生成IR的试验获得成功。
此后,世界异戊二烯的生产得到迅速发展。
异戊二烯的生产方法主要有异戊烷、异戊烯脱氢法;化学合成法(包括异丁烯—甲醛法、乙炔—丙酮法、丙烯二聚法)和裂解C5馏分萃取蒸馏法等。
本节重点介绍异丁烯—甲醛法,该方法是采用异丁烯和甲醛为原料生产异戊二烯,因此又称为烯醛合成法。
可分为一步法和两步法,—步法正在开发中,两步法1964年由前苏联开发,于1972年在日本东丽公司实现工业化。
5.4.2.1异丁烯—甲醛两步法生产异戊二烯第一步在酸性催化剂存在下,异丁烯与甲醛经Prins反应缩合生成4,4二甲基—l,3—二氧六环(DMD)。
反应条件:温度70~100℃,压力0.7~0.8MPa,异丁烯/甲醛摩尔比1∶2~3。
异丁烯转化率可达89%~98%,甲醛转化率92%~96%。
生成的DMD以异丁烯计收率为88%~89%,以甲醛计为80%~83%。
即:第一步的主要副反应有:第二步DMD裂解生成异戊二烯、甲醛、和水。
缩合生成的DMD经蒸馏脱除剩余C4及较重的副产品,得到较纯的DMD。
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摘要:异戊二烯是合成橡胶的重要单体,主要用于生成异戊橡胶、丁基橡胶和SIS热塑性弹性等,也广泛应用于医药、农药、黏结剂及香料等领域。
本文介绍了传统的异戊烷和异戊烯脱氢、化学合成、萃取蒸馏等几种主要的化学生产方法和生物合成方法及催化合成膜分离等新技术应用于异戊二烯的生产,并对主要方法进行了对比,分析了其优缺点,同时对异戊二烯生产技术的发展提出了建议。
关键词:异戊二烯; 生产方法; 研究进展,;市场分析Abstract:Isoprene monomer is an important synthetic rubber, mainly used to generate isoprene rubber, butyl rubber and SIS thermoplastic elastomers etc., which are also widely used in medicine, pesticides, bonding agents and spices and other fields. This article describes the traditional iso-pentane and iso-pentene dehydrogenation, chemical synthesis, extraction, distillation of several major chemical production methods and biological synthesis and catalytic synthesis of new membrane separation technology in the production of isoprene, and main methods are compared, their advantages and disadvantages are analyzed, while isoprene production technology development is suggested.Key words: Isoprene; production methods; research progress; market analysis1 异戊二烯合成的工业意义异戊二烯是合成橡胶(SR)的重要单体,主要用于合成异戊橡胶(IR)、SIS(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物)和丁基橡胶(IIR)等;另外,SR还广泛应用于医药、农药、黏结剂及香料等领域,如生产熏衣草醇、樟醇、柠檬醛、甲基庚烯酮、氯菊酸乙酯、角鲨烯和角鳖烷、甲基四氢苯酐、二氯异戊烷以及异戊烯氯等多种精细化工产品,以及合成润滑油添加剂、橡胶硫化剂和催化剂等。
目前我国SR主要用于生产IR、SIS、IIR橡胶产品,生产除虫菊酯类杀虫剂、芳樟醇以及生产集成电路用的光刻胶等精细化工产品[1]。
异戊橡胶由异戊二烯聚合制得,高顺式 1,4-聚异戊二烯橡胶是一种通用型合成橡胶,其微观结构和力学性能与天然橡胶(NR)相近,故有“合成天然橡胶”之称,在很多应用中可以替代NR 或并用,具有拉伸结晶倾向,生胶强度高等特点;丁基橡胶是异丁烯与异戊二烯(3%~5%)的共聚体,具有良好的耐老化性、电性能以及气密性的合成橡胶;苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段聚合物(SIS)主要用于黏接剂生产。
基庚烯酮是制备芳樟醇、柠檬醛的主要原料,以甲基庚烯酮为起始原料合成维生素 A、E、K、β-胡罗卜素、角鲨烷和抗溃疡药等[7]。
2 化学合成异戊二烯方法异戊二烯(2-甲基-1,3-丁二烯)是裂解 C5中用途最大、含量较高的组分之一,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3种[2],见图 1。
2.1 合成法2.1.1烯醛法[3]由异丁烯和甲醛合成,分一步法和二步法。
烯醛一步法,由异丁烯和甲醛经一步气相催化合成。
(1)异丁烯-甲醛两步法[2]:在酸性催化剂存在下,异丁烯与甲醛经 Prins 反应生成4,4-二甲基-1,3-二氧六环(DMD),第二步DMD 裂解生成异戊二烯、甲醛和水。
该法是由日本开发并实现了工业化的,俄罗斯也实现了工业化。
此法的缺点:流程长、成本高、收率低、选择性差。
(2)异丁烯-甲醛一步法两步法流程长,副产物复杂。
由异丁烯和甲醛一步合成异戊二烯很有吸引力,日本和原苏联做了大量研究工作。
该法在中俄技术交流会上曾作为俄方技术进行推荐。
2.1.2 丙酮法[2]意大利安尼斯奇公司以天然气为原料裂解制得乙炔,然后再与丙酮合成甲基丁醇,进一步脱水制异戊二烯。
其反应分三步进行。
该法物料无腐蚀性,收率较高。
但原料价格贵,并且所使用的乙炔危险性很大。
故一般不予采用。
2.1.3 松节油裂解法我国有试验单位,但未见成果报道。
丙烯二聚法美国古德赛公司曾采用过,现在已停产。
2.2 脱氢法该法包括异戊烷脱氢法、异戊烯催化脱氢法和丁烷催化脱氢法,分别以异戊烷、异戊烯和丁烷为原料来进行脱氢处理。
2.2.1 异戊烷脱氢法[2]异戊烷脱氢法所用的原料异戊烷来自催化裂化或直馏汽油,工艺过程主要分为三步:首先将异戊烷脱氢为异戊烯,采用类似催化裂化的流化床反应器装置,催化剂为微球状氧化铬-氧化铝;再将异戊烯催化脱氢得异戊二烯,采用片状钙-镍-磷酸型催化剂和绝热式固定床反应器;最后将脱氢产物经两个萃取蒸馏塔用二甲基甲酰胺或乙腈萃取蒸馏制得粗异戊二烯,经碱液处理、加氢除炔后得到高纯度产品。
为了得到有利于工业生产的转化率,反应必须在高温(500~600℃以上)进行,导致热解、异构化等副反应增加。
因此,虽然该方法的原料价廉易得,但成本和消耗定额高,制备高纯度产品的工艺流程较复杂,缺乏发展前途。
2.2.2 异戊烯催化脱氢法该工艺流程分三步:从炼厂催化裂化装置副产的C5馏分中抽提分离出异戊烯;采用氧化铁、氧化铬和碳酸盐催化剂,在固定床绝热式反应器中,异戊烯于600℃催化脱氢;脱氢产物进行萃取蒸馏和精制精制得到99.2%~99.7%纯度的异戊二烯产品。
该法可用质量分数范围很宽的异戊烯(10%~30%)为原料。
2.2.3 丁烷催化脱氢首先需要将正丁烷或异丁烷转变成合成异戊二烯的前驱体异戊烯,再将异戊烯脱氢制得异戊二烯。
以丁烷为原料生产异戊二烯和异戊烯,首先将丁烷异构化生成异丁烷;再将异丁烷裂解生成丙烯和异戊烯;最后异戊烯脱氢生成异戊二烯。
该路线提供了一种异戊二烯生产的技术思路。
但是操作过程相对较为复杂,制的产物纯度较低需要进一步的纯化。
2.3 抽提萃取法[3]该法是工业上分离异戊二烯的主要方法。
溶剂对不同组分的溶解度不同,加入选择性溶剂改变C5馏分中各组分间的相对挥发度,进而通过蒸馏达到分离异戊二烯的目的。
目前所用的溶剂有乙腈(ACN)、二甲基甲胺酰(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)和N-甲酰吗啉(NMF)等。
2.3.1 乙腈抽提法该法最早也是最主要的C5馏分分离方法,该流程可分为三个步骤:首先分离出环戊二烯;再将萃取液进入解吸塔,解吸出的二烯烃和炔烃用水洗涤,乙腈和水在溶剂回收塔中再生;最后将异丙基和异丙烯基乙炔和1,4-戊二烯从塔顶分离,对塔釜液进再蒸馏,异戊二烯产品从塔顶获得。
该法的特点是乙腈来源广泛且价格较低,其低沸点使得萃取条件温和,对碳钢无腐蚀性,容量解决因物料发生聚合而造成的设备堵塞,溶剂黏度低,萃取塔效率较高。
缺点异戊二烯纯度低,只能满足丁基橡胶原料规格的要求。
如果要达到异戊橡胶原料规格要求,必须进行化学处理,使得生产过程复杂,成本增加。
日本合成橡胶公司开发了热耦合式ACN抽提工艺路线,可使装置的热负荷降低约40%。
2.3.2 N,N-二甲基甲酰胺抽提法(GPI法/DMF法)该法的特点是:二甲基甲酰胺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。
2.3.3 N-甲基吡咯烷酮抽提法该法由德国BASF公司开发,釆用了含水3%~10%N-甲基吡咯烷酮作为溶剂,用预洗方式除去环戊二烯、1,3-戊二烯和2-丁炔,异戊二烯收率可达97%以上。
该工艺流程相对比较简单,能耗较低,溶剂毒性小,可避免二烯烃聚合反应的发生。
2.4.1. 共沸精馏法共沸精馏法[4]最初是由美国 Goodyear(Hugh,1976)公司开发的,国内南京工业大学(史美仁等,2005)也有此方面的研究,此法利用异戊二烯和正戊烷形成共沸物这一特性来分离出碳五馏分中的异戊二烯,所得产品为异戊二烯-正戊烷混合物(异戊二烯和正戊烷形成共沸物)。
一般情况下,该共沸物中异戊二烯的质量分数大于 70%。
共沸精馏整个流程实际只需脱轻塔和脱重塔 2 个塔。
为获得高纯度异戊二烯,可增设多个精馏塔,同时需要较多的塔板数和较大的回流比或者直接增加萃取精馏塔将混合物中正戊烷脱除。
与上述萃取精馏法相比,共沸精馏法的技术优点为:不存在因使用溶剂所带来的一系列问题;操作温度低,所以没有双烯烃、炔烃等聚合堵塞塔盘和再沸器等问题;无高浓度2-丁炔或其它炔烃的爆炸危险。
共沸精馏法最大的缺点是得到的产品为异戊二烯和正戊烷的共沸物,无法获得纯度较高的异戊二烯,进一步提纯的流程较为复杂。
南京工业大学开发了共沸超精馏/萃取蒸馏耦合工艺,该流程相对简单,先采取共沸超精馏得到符合聚合级的异戊二烯-正戊烷共沸物,再用萃取蒸馏法将正戊烷和异戊二烯分离得到聚合级的异戊二烯。
该工艺综合了共沸超精馏和萃取精馏的优势,解决了单纯使用共沸超精馏只得到异戊二烯和正戊烷混合物而异戊二烯纯度不足的问题。
韩国的 Son 等(2005)采用化学吸收法对异戊二烯进行分离。
该法利用 Ag+或 Cu+与双烯烃进行可逆反应,生成 Ag(或 Cu)-π双烯电子络合物,两者的相互作用,由于该络合物与有机物不互溶,从而可将双烯烃与烷烃分离。
络合反应是可逆反应,通过改变温度或压力可将络合物中的双烯烃回收,也使吸附剂循环使用。
化学吸附法具有能耗低、选择性好、投资小和对环境友好等优点,具有较大的潜力,已引起研究者的兴趣。
但目前该工艺未见有工业化装置报道。
2.4.3. 膜分离法[4]Herrera等(2008)利用螯合Ag+和Cu+几丁聚糖薄膜分离烯烃和烷烃,膜的厚度为 0.2~20m,生产过程的操作温度为 20~60℃,操作压力 0.1~10.7MPa,得到的烯烃质量分数可达到 99%以上。
此工艺需严格控制物流中硫化物的含量,最好控制在 1.0×10-5(质量分数)以下。
膜分离烯烃和烷烃流程具有投资小、易操作、操作温度低、环保和烯烃收率高等优点,缺点是需严格控制物流中硫的含量。
膜分离可与共沸精馏法联合,从而分离出共沸精馏中形成的异戊二烯-正戊烷共沸物中的异戊二烯,可使后者的流程大大简化、降低设备投资,同时也提供了一种分离异戊二烯的途径。