新建乙烯裝置C5綜合利用

韓會(huì)君

（中國(guó)石油大連石化公司第五聯(lián)合車間，遼寧 大連 116032）

隨著石油石化行業(yè)發(fā)展，新建乙烯及配套裝置已成為單純煉油企業(yè)力求轉(zhuǎn)型升級(jí)、實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的迫切需要。乙烯裝置副產(chǎn)的大量裂解C5的綜合利用既影響裝置的靈活先進(jìn)性，也影響裝置的綜合經(jīng)濟(jì)性，更直接關(guān)系到企業(yè)的綜合效益。

1 規(guī)劃裝置概況

某石化公司有煉油化工主體裝置37套，原油加工為2 050×104t/a。規(guī)劃建設(shè)150×104t/a乙烯及相關(guān)配套項(xiàng)目。乙烯裝置產(chǎn)出的C5隨裂解粗汽油經(jīng)加氫裝置抽提分離出約18×104t/a的C5產(chǎn)品（混合物）。

2 裂解C5的潛在價(jià)值

規(guī)劃乙烯裝置產(chǎn)出18.48×104t/a的C5組分中富含大量異戊二烯、戊二烯和環(huán)戊二烯等高附加值產(chǎn)品及潛在的乙丙烯產(chǎn)量，從提高總收益率、提升競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)以及助推產(chǎn)業(yè)技術(shù)提檔升級(jí)等方面，都應(yīng)該著重考慮選用適當(dāng)工藝路線，對(duì)裝置自產(chǎn)的C5組分加以綜合利用。

2.1 裂解C5的主要組成

裂解C5中富含50%以上的戊二烯和數(shù)量可觀的環(huán)戊烯、戊烯等較高附加值的物料。

2.2 裂解C5中主要成分的工業(yè)應(yīng)用

（1）工業(yè)生產(chǎn)中，異戊二烯的用途十分廣泛，可以生產(chǎn)二氯菊酸乙酯等高效低毒農(nóng)藥殺蟲劑；合成異戊橡膠、光刻膠原膠、丁基橡膠等高分子化合物；制取新型激素、化妝品和香料等基礎(chǔ)料。此外，異戊二烯還可以制備維生素E、芳樟醇、薰衣草醇等精細(xì)化學(xué)品［1、2］。

（2）間戊二烯是萜烯類樹脂、塑料、合成橡膠、尼龍和精細(xì)化工品的基礎(chǔ)原料，其最大宗的應(yīng)用是制造高級(jí)脂肪族石油樹脂，同時(shí)被廣泛用于膠粘劑、路標(biāo)漆、油墨和橡膠助劑等行業(yè)。高純度間戊二烯既可以用來(lái)制備高級(jí)石油樹脂，也可以用于順酐、環(huán)氧樹脂固化劑、涂料等方面。

（3）環(huán)戊二烯可生產(chǎn)合成橡膠和環(huán)戊烯丙菊酯等；制備消毒殺菌劑等精細(xì)化學(xué)品；生產(chǎn)高端樹脂，用于醫(yī)療衛(wèi)生；作為生產(chǎn)三元乙丙橡膠的基礎(chǔ)單體。高純度雙環(huán)戊二烯還可以生產(chǎn)能夠替代某些工程塑料和金屬的高端樹脂，市場(chǎng)前景廣闊。

3 裂解C5的利用加工路線

通過C5分離裝置，利用各種烴類沸點(diǎn)的不同或在溶劑中相對(duì)揮發(fā)度相異而進(jìn)行精餾、萃取精餾、共沸精餾等工藝，生產(chǎn)聚合級(jí)異戊二烯、間戊二烯和雙環(huán)戊二烯和抽余C5等產(chǎn)品，抽余C5可再結(jié)合需要采取“進(jìn)入調(diào)和汽油”、“進(jìn)行細(xì)分抽提純組分”等延伸路線進(jìn)行相應(yīng)利用，分離流程見圖1。

圖1 C5組分分離流程

3.1 環(huán)戊二烯（CPD）的分離

采用熱二聚路線：首先將CPD在反應(yīng)器中經(jīng)高溫自聚生成DCPD，然后將環(huán)戊二烯從裂解C5餾分中分餾出來(lái)。熱二聚反應(yīng)溫度不能太高，否則DCPD易加速解聚而生成CPD。在保證CPD較高轉(zhuǎn)化率同時(shí)，還須考慮IP（異戊二烯）和PD（間戊二烯）因共聚反應(yīng)的消耗。

3.2 異戊二烯（IP）的分離

溶劑萃取法又細(xì)分為DMF抽提法（又稱GPI法）、乙腈抽提法和N-甲基吡咯烷酮法等，應(yīng)用最廣泛和技術(shù)最成熟的方法是乙腈抽提法。

3.3 間戊二烯（PD）的分離

間戊二烯是裂解C5餾分中性質(zhì)活潑且商業(yè)價(jià)值較高的二烯烴之一［3］。通常在萃取精餾法分離IP的同時(shí)，進(jìn)行PD的聯(lián)產(chǎn)，其純度可達(dá)70%~85%；其后，經(jīng)過精餾精制可獲得純度達(dá)90%~99%的間戊二烯產(chǎn)品。

綜上，18.48×104t/a的裂解C5經(jīng)分離后，可產(chǎn)2.55×104t/a戊二烯，2.77×104t/a異戊二烯，3.73×104t/a雙環(huán)戊二烯。剩余9.43×104t/a抽余C5經(jīng)加氫后摻入輕石腦油作裂解料。經(jīng)摻混，乙烯和苯的收率增加0.75%和0.24%，雙烯收率、三烯收率和高附收率增加0.73%、0.77%和1.03%［4］。

4 催化轉(zhuǎn)化路線

利用C5選擇加氫工藝，直接以裂解汽油加氫裝置副產(chǎn)的C5餾分為原料，在催化劑的作用下，將其中的烯烴轉(zhuǎn)化為乙烯和丙烯目的產(chǎn)物，并副產(chǎn)部分抽余油（6.7×104t/a）。該部分抽余油可混入輕石進(jìn)裂解料增產(chǎn)乙丙烯高效產(chǎn)品（增產(chǎn)乙烯2.23×104t/a，丙烯1.21×104t/a）［5］。以烯烴轉(zhuǎn)化率為基準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)算的雙烯產(chǎn)量見表1。

表1 裂解C5催化轉(zhuǎn)化產(chǎn)雙烯量

5 結(jié)束語(yǔ)

采用C5綜合利用加工路線，項(xiàng)目年產(chǎn)數(shù)量可觀的戊二烯等高附加值產(chǎn)品的同時(shí)，還可增產(chǎn)乙丙烯等產(chǎn)品。戊二烯等物料既可作為產(chǎn)品售出也可進(jìn)行相應(yīng)產(chǎn)業(yè)鏈的自我延伸。抽余C5可選擇進(jìn)入汽油調(diào)和組分，也可進(jìn)行純組分提取。