异戊二烯的生产工艺与技术路线的选择.doc

异戊二烯的生产工艺与技术路线的选择工业上有多种方法生产异戊二烯。除C5馏分分离得异戊二烯外，工业上还采用合成法生产。例如：采用C5以下的有机原料如丙烯、异丁烯、甲醛、丙酮和乙炔来合成；也可从C5馏分中的异戊烷、异戊烯脱氢制得。由于各国原料价格和供应情况不同，不同国家采取的合成方法也有所不同，但更多的异戊二烯还是直接来自C5馏分分离。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。目前，各国根据各自的情况来选择合适的工艺路线。2.1 异戊烷和异戊烯脱氢法脱氢法按反应机理分为催化脱氢和氧化脱氢。按原料分为异戊烷和异戊烯脱氢，除氧化脱氢外，其他脱氢法均已工业化。2.1.1 异戊烷两步催化脱氢法异戊烷两步催化脱氢法是由前苏联开发成功的，并于 1968年在前苏联实现工业化，目前是独联体和东欧国家生产异戊二烯的主要方法。该方法的原料异戊烷来自催化裂化或直馏汽油，工艺过程分为三步，先将异戊烷脱氢为异戊烯，再将异戊烯催化脱氢生产异戊二烯，再用乙腈或二甲基甲酰胺萃取蒸馏得高纯度的异戊二烯产品。两步脱氢反应均为可逆吸热反应，反应受热力学平衡限制。该方法的特点是原料便宜易得，但工艺流程比较复杂。2.1.2 异戊烯催化脱氢法异戊烯催化脱氢法是由美国开发，并于1961年由美国Shell公司采用该技术建成了1.8万吨/年的异戊二烯生产装置。至70年代，此法生产能力曾达l 9万吨/年。该法的原料是从炼油厂C5馏分中抽提分离异戊烯，异戊烯催化脱氢，脱氢产物分离精制提纯的异戊二烯产品。该法工艺流程见图2.3，过程分3步：2.2 化学合成法异戊二烯化学合成法主要包括异丁烯-甲醛为原料的烯醛法、乙炔-丙酮为原料的炔酮法和丙烯二聚法。2.2.1 异丁烯-甲醛法2.2.2 乙炔-丙酮法乙炔-丙酮法是由乙炔和丙酮为原料合成异戊二烯。最初是由意大利SNAM(斯纳姆)公司开发的，1970年在意大利的Renenna实现工业化，建有3万吨/年的工业装置。2.2.3 丙烯二聚法丙烯二聚法是由美国 Goodyear（固特异）和Scientific Design公司开发的，未经中试，直接从小试一步放大到工业装置，2.3 裂解C5馏分分离方法在石油烃类裂解制取乙烯的过程中，有大量的C5馏分产生。石油裂解C5馏分的组成十分复杂，一般可粗分为两大类：2.4 异戊二烯生产工艺优劣势比较与选择目前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。为了对比异戊二烯几种主要生产工艺技术，以6万吨/年生产装置为例，现将有关文献报导的主要工艺技术生产装置投资及原料和公用工程消耗情况列于下表2.1。表2.1 几种主要工艺技术生产装置投资及原料和公用工程消耗对比表从表2.1可以看出，针C5馏份对异戊二烯的分离，目前已实现工业化的几种分离工艺流程比较见表2.2。表2.2 几种分离异戊二烯的工艺流程比较表2.5 主要企业C5分离工艺技术及来源2.5.1 主要企业C5分离工艺技术（1）上海石化上海石化是我国第一家C5分离企业，1991年采用北京化工研究院的技术建成2.5万t/a C5分离工业性试验装置，19921994年进行了4次全流程开车，完成了工业性试验任务。该套技术是以裂解C5馏份为原料，以二甲基甲酰胺（DMF）为溶剂，经二聚、二次萃取精馏和常压蒸馏、减压蒸馏，最终分离出聚合级异戊二烯、化学级异戊二烯、间戊二烯和双环戊二烯（DCPD）。2.5.2 国内外C5分离技术来源由于目前工业化生产异戊二烯普遍采用二甲基甲酰胺（DMF）法、乙腈（ACN）法，故在此主要列出这两种方法的技术来源。表2.3 国内外C5分离技术来源2.6 异戊二烯工艺技术的改进与发展趋势无论是裂解C5馏分萃