一段萃取结合共沸精馏制取聚合级异戊二烯的方法转让专利
申请号 : CN200710063956.6
文献号 : CN101244975B
文献日 : 2010-05-19
发明人 : 戴伟 , 田保亮 , 冯海强 , 杨志钢 , 高继东 , 鲁云
申请人 : 中国石油化工股份有限公司 , 中国石油化工股份有限公司北京化工研究院
摘要 :
本发明的一段萃取结合共沸精馏制取聚合级异戊二烯的方法属于碳五馏分分离的技术领域，为了现有碳五分离流程中第二萃取单元存在的能耗高、操作复杂和操作要求苛刻以及萃取溶剂损失大等问题，提供一种一段萃取精馏分离裂解碳五馏分的方法，该方法利用精馏方法脱除环戊二烯和利用共沸精馏方法脱除炔烃，不需要二次萃取就能得到聚合级异戊二烯产品，省去了第二萃取单元和溶剂精制塔，本发明的方法操作简单，易于操作，生产成本降低。在相同的原料处理负荷下，本发明的聚合级异戊二烯单元的热量能耗约为现有第二萃取单元的20％，间戊二烯从预脱重塔塔釜采出，不进入萃取精馏单元，萃取精馏塔、解析塔和脱重塔的处理量降低50％，相应地能耗也降低50％，建设成本和生产成本大大降低。
权利要求 :
1.一种一段萃取结合共沸精馏制取聚合级异戊二烯的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)预处理单元：裂解碳五镏分进入预脱轻塔从塔顶脱除含碳四、炔烃和烷烃的轻组分，塔釜采出的物料进入二聚反应器进行二聚反应，使其中的环戊二烯二聚成双环戊二烯，然后进入预脱重塔，从塔顶采出以异戊二烯为主的物料，从塔釜采出以间戊二烯和双环戊二烯为主的物料，塔顶物料送入萃取精馏单元；
(2)萃取精馏单元：来自预脱重塔塔顶的物料从中部进入萃取精馏塔，萃取溶剂从上部进入萃取精馏塔，经萃取精馏作用从塔顶采出碳五烷烃和单烯烃，含有异戊二烯、炔烃和环戊二烯的溶剂从塔釜采出，该含烃的溶剂进入解析塔，从解析塔顶采出异戊二烯、炔烃和环戊二烯，从解析塔釜采出的溶剂循环使用，或来自萃取精馏塔釜的含烃的溶剂进入第一解析塔进行解析回收溶剂，第一解析塔与第二解析塔串联操作，第一解析塔顶采出的气体进入第二解析塔的下部，第二解析塔釜的液体从第一解析塔塔顶进入，从第二解析塔顶采出异戊二烯、炔烃和环戊二烯，从第一解析塔釜采出的溶剂循环使用；
(3)聚合级异戊二烯单元：使来自解析塔顶或第二解析塔顶的物料与作为共沸剂的异戊烷进入共沸精馏塔，从塔顶分离出异戊烷和炔烃，从塔釜采出异戊二烯，使异戊二烯中的炔烃质量含量小于50ppm；来自共沸精馏塔塔顶的物料进入装有催化剂的加氢反应器，经催化加氢将炔烃加氢脱除；从加氢反应器出来的物料进入气液分离罐，从气液分离罐下端分出的液体循环回共沸精馏塔使用，从上端分离放出的气体经压缩循环回加氢反应器使用；来自共沸精馏塔塔釜的物料进入脱重塔的下部，从塔顶采出异戊二烯，使异戊二烯中的环戊二烯质量含量小于1ppm，塔釜采出环戊二烯和夹带的异戊二烯。
2.如权利要求1所述的一段萃取结合共沸精馏制取聚合级异戊二烯的方法，其特征在于，在脱重塔前设置二聚反应器使物料中的环戊二烯二聚成双环戊二烯。
3.如权利要求1或2所述的一段萃取结合共沸精馏制取聚合级异戊二烯的方法，其特征在于，来自预脱重塔塔釜的物料和来自脱重塔塔釜的物料合并，送入碳五蒸出塔，在碳五蒸出塔塔顶采出碳五烃，从塔釜采出双环戊二烯，塔顶碳五烃进入间戊二烯精制塔，从塔顶采出含异戊二烯的物料，该物料进入预脱重塔前的二聚反应器或预脱重塔，塔釜得到间戊二烯产品。
4.如权利要求1或2所述的一段萃取结合共沸精馏制取聚合级异戊二烯的方法，其特征在于，来自预脱重塔塔釜的物料送入碳五蒸出塔，在碳五蒸出塔塔顶采出碳五烃，从塔釜采出双环戊二烯，塔顶碳五烃进入间戊二烯精制塔，从塔顶采出含异戊二烯的物料，该物料和来自脱重塔塔釜的物料合并进入预脱重塔前的二聚反应器或预脱重塔，塔釜得到间戊二烯产品。
5.如权利要求1或2所述的一段萃取结合共沸精馏制取聚合级异戊二烯的方法，其特征在于，预脱重塔具有70～130块理论板数，回流比为5～20，塔顶温度为40～60℃，从中部进料。
6.如权利要求1或2所述的一段萃取结合共沸精馏制取聚合级异戊二烯的方法，其特征在于，脱重塔具有70～150块理论板数，回流比为7～20，塔顶温度为40～60℃，从下部进料。
7.如权利要求1或2所述的一段萃取结合共沸精馏制取聚合级异戊二烯的方法，其特征在于，所述共沸精馏塔具有70～200块理论板，从塔中部进料，异戊二烯物料与异戊烷的重量比为20∶0.5～5，回流比为50～120。
8.如权利要求1或2所述的一段萃取结合共沸精馏制取聚合级异戊二烯的方法，其特征在于，在加氢反应器中装有钯基催化剂或镍基催化剂，反应条件为：反应压力1.0～5.0MPa，反应温度20～150℃，液体时空速0.1～10h-1。
9.如权利要求1或2所述的一段萃取结合共沸精馏制取聚合级异戊二烯的方法，其特征在于，萃取精馏塔使用乙腈、二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮作为溶剂。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种碳五馏分分离的方法，更具体地说，本发明涉及一种分离裂解碳五馏分制取聚合级异戊二烯产品的方法。
背景技术
在石油裂解制乙烯的过程中副产相当数量的碳五馏分，碳五馏分中富含异戊二烯、环戊二烯和间戊二烯等双烯烃。这些双烯烃化学性质活泼，是重要的化工原料。由于石油烃类裂解原料、裂解深度和分离程度的不同，裂解碳五馏分中双烯烃含量有所不同，总含量在40～60％之间。因此，分离和利用碳五馏分对提高乙烯装置的经济效益，综合利用石油资源具有深远意义。
裂解碳五馏分含有20多种沸点相近、彼此易形成共沸物的组分，从其中分离出综合利用价值较高的碳五双烯烃，工艺较为复杂。碳五馏分含有例如丁炔-2和异戊烯炔等炔烃，这些炔烃含量一般在0.1～2％范围内，由于它们的化学性质活泼，是碳五双烯烃产品反应和聚合过程的主要有害杂质，因此有效地脱除其中的炔烃，该步骤是裂解碳五馏分分离工艺的重要步骤。
为了制取聚合级异戊二烯产品，在现有技术中普遍采用两段萃取精馏方法，现有工业化的裂解碳五馏分方法所使用的萃取溶剂有二甲基甲酰胺(DMF)、乙腈等。例如在北京化工研究院开发的碳五分离流程中，第一萃取单元脱除裂解碳五馏分中的烷烃和单烯烃，制得化学级异戊二烯，第二萃取单元脱除脱除其中的炔烃和环戊二烯，炔烃主要是丁炔-2和异戊烯炔，但是第二萃取单元存在着诸多问题，(1)在这样的两段萃取精馏方法中，操作设备较多，第二萃取单元的能耗很高，需要严格操作，(2)炔烃在某些设备中浓缩为操作带来不安全因素，(3)第二萃取单元存在黑渣子堵塞现象，溶剂回收单元有大量的焦质，并且难以清理，(4)溶剂消耗量大，增加了生产成本，同时具有环境污染问题。
裂解碳五馏分含有20多种沸点相近、彼此易形成共沸物的组分，从其中分离出综合利用价值较高的碳五双烯烃，工艺较为复杂。碳五馏分含有例如丁炔-2和异戊烯炔等炔烃，这些炔烃含量一般在0.1～2％范围内，由于它们的化学性质活泼，是碳五双烯烃产品反应和聚合过程的主要有害杂质，因此有效地脱除其中的炔烃，该步骤是裂解碳五馏分分离工艺的重要步骤。
为了制取聚合级异戊二烯产品，在现有技术中普遍采用两段萃取精馏方法，现有工业化的裂解碳五馏分方法所使用的萃取溶剂有二甲基甲酰胺(DMF)、乙腈等。例如在北京化工研究院开发的碳五分离流程中，第一萃取单元脱除裂解碳五馏分中的烷烃和单烯烃，制得化学级异戊二烯，第二萃取单元脱除脱除其中的炔烃和环戊二烯，炔烃主要是丁炔-2和异戊烯炔，但是第二萃取单元存在着诸多问题，(1)在这样的两段萃取精馏方法中，操作设备较多，第二萃取单元的能耗很高，需要严格操作，(2)炔烃在某些设备中浓缩为操作带来不安全因素，(3)第二萃取单元存在黑渣子堵塞现象，溶剂回收单元有大量的焦质，并且难以清理，(4)溶剂消耗量大，增加了生产成本，同时具有环境污染问题。
发明内容
本发明针对现有第二萃取单元脱存在的能耗高、操作困难、易堵塞、溶剂损耗大和不安全等问题，提出一种一段萃取精馏分离裂解碳五馏分的方法，该方法利用精馏方法脱除环戊二烯和利用共沸精馏方法脱除炔烃，不需要第二萃取单元就能得到聚合级异戊二烯产品。
具体技术方案如下。
本发明提出的一段萃取结合共沸精馏制取聚合级异戊二烯的方法包括以下步骤：
(1)预处理单元：裂解碳五馏分进入预脱轻塔从塔顶脱除含碳四、炔烃和烷烃的轻组分，塔釜采出的物料进入二聚反应器进行二聚反应，使其中的环戊二烯二聚成双环戊二烯，然后进入预脱重塔，从塔顶采出以异戊二烯为主的物料，从塔釜采出以间戊二烯和双环戊二烯为主的物料，塔顶物料送入萃取精馏单元；
(2)萃取精馏单元：来自预脱重塔塔顶的物料从中部进入萃取精馏塔，萃取溶剂从上部进入萃取精馏塔，经萃取精馏作用从塔顶采出碳五烷烃和单烯烃，含有异戊二烯、炔烃和环戊二烯的溶剂从塔釜采出，该含烃的溶剂进入解析塔，从解析塔顶采出异戊二烯、炔烃和环戊二烯，从解析塔釜采出的溶剂循环使用，
或者来自萃取精馏塔釜的含烃的溶剂进入第一解析塔进行解析回收溶剂，第一解析塔与第二解析塔串联操作，第一解析塔顶采出的气体进入第二解析塔的下部，第二解析塔釜的液体从第一解析塔塔顶进入，从第二解析塔顶采出异戊二烯、炔烃和环戊二烯，从第一解析塔釜采出的溶剂循环使用；
(3)聚合级异戊二烯单元：使来自解析塔顶或第二解析塔顶的物料与作为共沸剂的异戊烷进入共沸精馏塔，从塔顶分离出异戊烷和炔烃，从塔釜采出异戊二烯，使异戊二烯中的炔烃含量小于50ppm(质量)；来自共沸精馏塔塔顶的物料进入装有催化剂的加氢反应器，经催化加氢将炔烃加氢脱除；从加氢反应器出来的物料进入气液分离罐，从气液分离罐下端分出的液体循环回共沸精馏塔使用，从上端分离放出的氢气经压缩循环回加氢反应器使用；来自共沸精馏塔塔釜的物料进入脱重塔的下部，从塔顶采出异戊二烯，使异戊二烯中的环戊二烯含量小于1ppm(质量)，塔釜采出环戊二烯和夹带的异戊二烯。
在本发明中，异戊二烯和异戊烯炔(2-甲基-1-丁烯-3-炔)的沸点均为34℃，它们之间采用普通精馏方法不可能分离。然而，异戊烷可以分别与丁炔-2和异戊烯炔形成共沸物，与异戊二烯不形成共沸物，异戊烷与异戊烯炔形成的共沸物的沸点为26.3℃，共沸组成为63.8质量％的异戊烷。异戊烷与丁炔-2形成的共沸物的沸点更低。从而利用异戊烷作为共沸剂可以脱除异戊二烯中的炔烃。
优选地，在脱重塔前设置二聚反应器使物料中的环戊二烯二聚成双环戊二烯。
本发明的方法还可以进一步包括步骤：来自预脱重塔塔釜的物料和来自脱重塔塔釜的物料合并，送入碳五蒸出塔，在碳五蒸出塔塔顶采出碳五烃，从塔釜采出双环戊二烯，塔顶碳五烃进入间戊二烯精制塔，从塔顶采出含异戊二烯的物料，该物料进入预脱重塔前的二聚反应器或预脱重塔，塔釜得到间戊二烯产品。
备选地，本发明的方法还可以进一步包括步骤：来自预脱重塔塔釜的物料送入碳五蒸出塔，在碳五蒸出塔塔顶采出碳五烃，从塔釜采出双环戊二烯，塔顶碳五烃进入间戊二烯精制塔，从塔顶采出含异戊二烯的物料，该物料和来自脱重塔塔釜的物料合并进入预脱重塔前的二聚反应器或预脱重塔，塔釜得到间戊二烯产品。
在本发明中，对于精馏塔的理论板数和具体操作条件没有特别的限定，本领域的技术人员可以根据实际情况通过计算选择合适的理论板数和操作条件，可以通过改变理论板数、进料流量和回流比来达到各个塔的分离目的。对于反应器的反应条件，本领域的技术人员可以参考现有技术进行合适的选择。
优选地，预脱重塔具有70～130块理论板数，回流比为5～20，塔顶温度为40～60℃，从中部进料。
优选地，脱重塔具有70～150块理论板数，回流比为7～20，塔顶温度为40～60℃，从下部进料。
优选地，所述共沸精馏塔具有70～200块理论板，从塔中部进料，异戊二烯物料与异戊烷的重量比为20∶0.5～5，回流比为50～120。
在加氢反应器中装有钯基催化剂或镍基催化剂，反应条件为：反应压力1.0～5.0MPa，反应温度20～150℃，液体时空速0.1～10h-1。由于来自共沸精馏塔顶的物料含有大量的异戊烷和少量的炔烃、异戊二烯，在该加氢反应器中进行催化加氢的目的就是将其中的炔烃加氢脱除，该加氢反应可以是选择性加氢除去炔烃，也可以是完全加氢反应除去包括异戊二烯在内的不饱和烃加氢除去，因此可以使用工业上通常使用的加氢用钯催化剂或镍催化剂，例如中石化北京化工研究院生产的各种加氢催化剂。对加氢反应条件没有特别的限定，本领域的技术人员可以根据常识自由选择，只要将异戊烷中的丁炔-2、异戊烯炔加氢除去就可以，丁炔-2加氢变成丁烷，其沸点很低，在异戊烷循环使用时可以通过在共沸精馏塔的回流罐上放空放出，异戊烯炔和异戊二烯加氢成异戊烷，不需要再进行分离。未加氢的异戊二烯和部分加氢生成的单烯烃与异戊烷一起循环回共沸精馏塔，异戊二烯的收率得到提高，少量的烯烃返回到共沸精馏塔中对异戊二烯的产品质量影响很小，可以忽略。
在本发明的分离方法中，萃取精馏塔可以使用本领域使用的任何溶剂，例如使用乙腈、二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮作为溶剂。因此既可以利用本发明的方法进行新装置的建设，还可以改造使用任何萃取剂的裂解碳五馏分分离装置。
高纯度的异戊二烯在用于聚合反应时，少量的炔烃会大量地消耗聚合催化剂，并且给聚合产物带来不利的颜色，因此一般要求用于聚合的高纯度异戊二烯中的炔烃小于50ppm和环戊二烯小于1ppm，采用本发明的分离方法，不需要进行第二段萃取就可以得到聚合级异戊二烯产品。
在本发明中，浓度均以质量计，百分比是指质量百分比，ppm是指×10-6(质量)。
本发明的方法与现有碳五馏分分离流程相比，具有以下优点：
1.本发明的一段萃取结合共沸精馏制取聚合级异戊二烯的方法只采用一段萃取精馏方法，不需要第二次萃取精馏方法就可以得到聚合级异戊二烯产品，因为没有第二萃取精馏单元，从而可以省略溶剂精制塔。溶剂精制塔的目的就是脱除循环溶剂中的双环戊二烯，避免在第二次萃取精馏时使异戊二烯产品中的环戊二烯含量高于1ppm，很显然，本发明的方法不存在这样的问题，就不需要溶剂精制塔。
2.本发明的方法使用的设备少，操作简单，易于操作，建设成本和生产成本降低。
3.在相同的原料处理负荷下，在本发明的聚合级异戊二烯单元中共沸精馏部分所需要的热量能耗约为现有第二萃取单元的热量能耗的20％。由于间戊二烯从预脱重塔塔釜采出，不进入萃取精馏单元，萃取精馏塔、解析塔和脱重塔的处理量降低50％，相应地能耗也降低50％，因此，生产成本大大降低。
具体技术方案如下。
本发明提出的一段萃取结合共沸精馏制取聚合级异戊二烯的方法包括以下步骤：
(1)预处理单元：裂解碳五馏分进入预脱轻塔从塔顶脱除含碳四、炔烃和烷烃的轻组分，塔釜采出的物料进入二聚反应器进行二聚反应，使其中的环戊二烯二聚成双环戊二烯，然后进入预脱重塔，从塔顶采出以异戊二烯为主的物料，从塔釜采出以间戊二烯和双环戊二烯为主的物料，塔顶物料送入萃取精馏单元；
(2)萃取精馏单元：来自预脱重塔塔顶的物料从中部进入萃取精馏塔，萃取溶剂从上部进入萃取精馏塔，经萃取精馏作用从塔顶采出碳五烷烃和单烯烃，含有异戊二烯、炔烃和环戊二烯的溶剂从塔釜采出，该含烃的溶剂进入解析塔，从解析塔顶采出异戊二烯、炔烃和环戊二烯，从解析塔釜采出的溶剂循环使用，
或者来自萃取精馏塔釜的含烃的溶剂进入第一解析塔进行解析回收溶剂，第一解析塔与第二解析塔串联操作，第一解析塔顶采出的气体进入第二解析塔的下部，第二解析塔釜的液体从第一解析塔塔顶进入，从第二解析塔顶采出异戊二烯、炔烃和环戊二烯，从第一解析塔釜采出的溶剂循环使用；
(3)聚合级异戊二烯单元：使来自解析塔顶或第二解析塔顶的物料与作为共沸剂的异戊烷进入共沸精馏塔，从塔顶分离出异戊烷和炔烃，从塔釜采出异戊二烯，使异戊二烯中的炔烃含量小于50ppm(质量)；来自共沸精馏塔塔顶的物料进入装有催化剂的加氢反应器，经催化加氢将炔烃加氢脱除；从加氢反应器出来的物料进入气液分离罐，从气液分离罐下端分出的液体循环回共沸精馏塔使用，从上端分离放出的氢气经压缩循环回加氢反应器使用；来自共沸精馏塔塔釜的物料进入脱重塔的下部，从塔顶采出异戊二烯，使异戊二烯中的环戊二烯含量小于1ppm(质量)，塔釜采出环戊二烯和夹带的异戊二烯。
在本发明中，异戊二烯和异戊烯炔(2-甲基-1-丁烯-3-炔)的沸点均为34℃，它们之间采用普通精馏方法不可能分离。然而，异戊烷可以分别与丁炔-2和异戊烯炔形成共沸物，与异戊二烯不形成共沸物，异戊烷与异戊烯炔形成的共沸物的沸点为26.3℃，共沸组成为63.8质量％的异戊烷。异戊烷与丁炔-2形成的共沸物的沸点更低。从而利用异戊烷作为共沸剂可以脱除异戊二烯中的炔烃。
优选地，在脱重塔前设置二聚反应器使物料中的环戊二烯二聚成双环戊二烯。
本发明的方法还可以进一步包括步骤：来自预脱重塔塔釜的物料和来自脱重塔塔釜的物料合并，送入碳五蒸出塔，在碳五蒸出塔塔顶采出碳五烃，从塔釜采出双环戊二烯，塔顶碳五烃进入间戊二烯精制塔，从塔顶采出含异戊二烯的物料，该物料进入预脱重塔前的二聚反应器或预脱重塔，塔釜得到间戊二烯产品。
备选地，本发明的方法还可以进一步包括步骤：来自预脱重塔塔釜的物料送入碳五蒸出塔，在碳五蒸出塔塔顶采出碳五烃，从塔釜采出双环戊二烯，塔顶碳五烃进入间戊二烯精制塔，从塔顶采出含异戊二烯的物料，该物料和来自脱重塔塔釜的物料合并进入预脱重塔前的二聚反应器或预脱重塔，塔釜得到间戊二烯产品。
在本发明中，对于精馏塔的理论板数和具体操作条件没有特别的限定，本领域的技术人员可以根据实际情况通过计算选择合适的理论板数和操作条件，可以通过改变理论板数、进料流量和回流比来达到各个塔的分离目的。对于反应器的反应条件，本领域的技术人员可以参考现有技术进行合适的选择。
优选地，预脱重塔具有70～130块理论板数，回流比为5～20，塔顶温度为40～60℃，从中部进料。
优选地，脱重塔具有70～150块理论板数，回流比为7～20，塔顶温度为40～60℃，从下部进料。
优选地，所述共沸精馏塔具有70～200块理论板，从塔中部进料，异戊二烯物料与异戊烷的重量比为20∶0.5～5，回流比为50～120。
在加氢反应器中装有钯基催化剂或镍基催化剂，反应条件为：反应压力1.0～5.0MPa，反应温度20～150℃，液体时空速0.1～10h-1。由于来自共沸精馏塔顶的物料含有大量的异戊烷和少量的炔烃、异戊二烯，在该加氢反应器中进行催化加氢的目的就是将其中的炔烃加氢脱除，该加氢反应可以是选择性加氢除去炔烃，也可以是完全加氢反应除去包括异戊二烯在内的不饱和烃加氢除去，因此可以使用工业上通常使用的加氢用钯催化剂或镍催化剂，例如中石化北京化工研究院生产的各种加氢催化剂。对加氢反应条件没有特别的限定，本领域的技术人员可以根据常识自由选择，只要将异戊烷中的丁炔-2、异戊烯炔加氢除去就可以，丁炔-2加氢变成丁烷，其沸点很低，在异戊烷循环使用时可以通过在共沸精馏塔的回流罐上放空放出，异戊烯炔和异戊二烯加氢成异戊烷，不需要再进行分离。未加氢的异戊二烯和部分加氢生成的单烯烃与异戊烷一起循环回共沸精馏塔，异戊二烯的收率得到提高，少量的烯烃返回到共沸精馏塔中对异戊二烯的产品质量影响很小，可以忽略。
在本发明的分离方法中，萃取精馏塔可以使用本领域使用的任何溶剂，例如使用乙腈、二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮作为溶剂。因此既可以利用本发明的方法进行新装置的建设，还可以改造使用任何萃取剂的裂解碳五馏分分离装置。
高纯度的异戊二烯在用于聚合反应时，少量的炔烃会大量地消耗聚合催化剂，并且给聚合产物带来不利的颜色，因此一般要求用于聚合的高纯度异戊二烯中的炔烃小于50ppm和环戊二烯小于1ppm，采用本发明的分离方法，不需要进行第二段萃取就可以得到聚合级异戊二烯产品。
在本发明中，浓度均以质量计，百分比是指质量百分比，ppm是指×10-6(质量)。
本发明的方法与现有碳五馏分分离流程相比，具有以下优点：
1.本发明的一段萃取结合共沸精馏制取聚合级异戊二烯的方法只采用一段萃取精馏方法，不需要第二次萃取精馏方法就可以得到聚合级异戊二烯产品，因为没有第二萃取精馏单元，从而可以省略溶剂精制塔。溶剂精制塔的目的就是脱除循环溶剂中的双环戊二烯，避免在第二次萃取精馏时使异戊二烯产品中的环戊二烯含量高于1ppm，很显然，本发明的方法不存在这样的问题，就不需要溶剂精制塔。
2.本发明的方法使用的设备少，操作简单，易于操作，建设成本和生产成本降低。
3.在相同的原料处理负荷下，在本发明的聚合级异戊二烯单元中共沸精馏部分所需要的热量能耗约为现有第二萃取单元的热量能耗的20％。由于间戊二烯从预脱重塔塔釜采出，不进入萃取精馏单元，萃取精馏塔、解析塔和脱重塔的处理量降低50％，相应地能耗也降低50％，因此，生产成本大大降低。
附图说明
图1是我国现有裂解碳五馏分分离流程的示意图。
图2是本发明的一段萃取结合共沸精馏制取聚合级异戊二烯的方法的流程示意图。
符号说明：
在图1中，T-101 预脱轻塔；R-101 二聚反应器；T-102 预脱重塔；T-201第一萃取塔；T-202、T-203 一萃解析塔；T-204 脱重塔；T-301 第二萃取塔；T-302 脱轻塔；T-303 二萃解析塔；T-304 真空解析塔；T-401 碳五蒸出塔；T-402 间戊二烯精制塔；T-403 双环戊二烯精制塔；E-501 溶剂再生塔；V-501焦质稀释塔；T-501 溶剂精制塔；
在图2中，1共沸精馏塔；R-301 加氢反应器；V-301 气液分离罐；2 脱重塔，其余与图1中的符号含义相同。
图2是本发明的一段萃取结合共沸精馏制取聚合级异戊二烯的方法的流程示意图。
符号说明：
在图1中，T-101 预脱轻塔；R-101 二聚反应器；T-102 预脱重塔；T-201第一萃取塔；T-202、T-203 一萃解析塔；T-204 脱重塔；T-301 第二萃取塔；T-302 脱轻塔；T-303 二萃解析塔；T-304 真空解析塔；T-401 碳五蒸出塔；T-402 间戊二烯精制塔；T-403 双环戊二烯精制塔；E-501 溶剂再生塔；V-501焦质稀释塔；T-501 溶剂精制塔；
在图2中，1共沸精馏塔；R-301 加氢反应器；V-301 气液分离罐；2 脱重塔，其余与图1中的符号含义相同。
具体实施方式
下面结合附图进一步本发明的一段萃取结合共沸精馏制取聚合级异戊二烯的方法。
参照图1，由北京化工研究院研究的碳五馏分分离方法在金山建设有工业试验装置，采用两段萃取精馏方法，共包括5个单元，即原料预处理单元、第一萃取单元、第二萃取单元、间戊二烯和双环精制单元以及溶剂回收单元。原料预处理单元在预脱轻塔T-101中脱除大部分炔烃和轻组分，经过二聚反应器R-101将环戊二烯转变成双环戊二烯，在预脱重塔T-102中脱除。在第一萃取单元中，第一萃取塔T-201采用溶剂脱除烷烃和单烯烃，含有异戊二烯的溶剂经一萃解析塔T-202和T-203解析回收溶剂，解析出的物料含有异戊二烯、炔烃(主要为丁炔-2、异戊烯炔)、间戊二烯、少量环戊二烯、环戊烯、环戊烷等组分，经过脱重塔T-204从塔顶分离出异戊二烯、炔烃、微量环戊二烯。在第二萃取单元中再次利用溶剂在第二萃取塔T-301中将异戊烯炔和环戊二烯萃取入溶剂中，塔顶分离出异戊二烯和丁炔-2，该物料进入脱轻塔T-302将其中的丁炔-2(异戊二烯：34℃，丁炔-2：27℃)分离出，溶剂经过常压解析塔T-303和减压解析塔T-304回收溶剂。间戊二烯和双环精制单元经过脱碳五塔T-401、间戊二烯精制塔T-402和双环精制塔T-403得到间戊二烯产品和双环产品。溶剂回收单元首先利用再生釜E-501脱除其中的焦质，焦质在V-501中经稀释放出，然后利用水与双环共沸在溶剂精制塔T-501蒸出其中的双环，避免进入第二萃取单元的回收溶剂带有双环组分使生产的异戊二烯产品中的环戊二烯不合格。
下面参照图2解释本发明的一个实施方案。
本发明提出的一段萃取结合共沸精馏制取聚合级异戊二烯的方法包括以下步骤：
(1)预处理单元：裂解碳五馏分进入预脱轻塔T-101从塔顶脱除含碳四、炔烃和烷烃的轻组分，塔釜采出的物料进入二聚反应器R-101进行二聚反应，使其中的环戊二烯二聚成双环戊二烯，然后进入预脱重塔T-102，从塔顶采出以异戊二烯为主的物料，从塔釜采出以间戊二烯和双环戊二烯为主的物料，塔顶物料送入萃取精馏单元；
(2)萃取精馏单元：来自预脱重塔T-102塔顶的物料从中部进入萃取精馏塔，萃取溶剂从上部进入萃取精馏塔T-201，经萃取精馏作用从塔顶采出碳五烷烃和单烯烃，含有异戊二烯、炔烃和环戊二烯的溶剂从塔釜采出，该含烃的溶剂进入第一解析塔T-202进行解析回收溶剂，第一解析塔T-202与第二解析塔T-203串联操作，第一解析塔T-202顶采出的气体进入第二解析塔T-203的下部，第二解析塔T-203釜的液体从第一解析塔T-202塔顶进入，从第二解析塔T-203顶采出异戊二烯、炔烃和环戊二烯，从第一解析塔T-202釜采出的溶剂循环使用，从第二解析塔T-203塔釜采出少量溶剂去溶剂再生单元进行再生；
(3)聚合级异戊二烯单元：使来自第二解析塔T-203顶的物料与作为共沸剂的异戊烷进入共沸精馏塔1，从塔顶分离出异戊烷和炔烃，从塔釜采出异戊二烯，使异戊二烯中的炔烃含量小于50ppm；来自共沸精馏塔1塔顶的物料进入装有催化剂的加氢反应器R-301，反应条件为：反应压力1.0～5.0MPa，反应温度20～150℃，液体时空速0.1～10h-1，经催化加氢将炔烃加氢脱除；从加氢反应器R-301出来的物料进入气液分离罐V-301，从气液分离罐V-301下端分出的液体循环回共沸精馏塔1使用，从上端分出的氢气经压缩循环回加氢反应器R-301使用；来自共沸精馏塔1塔釜的物料进入脱重塔2的下部，从塔顶采出异戊二烯，使异戊二烯中的环戊二烯含量小于1ppm，塔釜采出环戊二烯和夹带的异戊二烯。
本发明的方法可以进一步包括步骤：来自预脱重塔T-102塔釜的物料和来自脱重塔2塔釜的物料合并，送入碳五蒸出塔T-401，在碳五蒸出塔T-401塔顶采出碳五烃，从塔釜采出双环戊二烯，塔顶碳五烃进入间戊二烯精制塔T-402，从塔顶采出含异戊二烯的物料，该物料进入二聚反应器R-101或预脱重塔T-102，当然也可以送往原料罐，塔釜得到间戊二烯产品。或者，来自脱重塔2塔釜的物料与来自间戊二烯精制塔T-402塔顶的物料合并送往二聚反应器R-101或预脱重塔T-102。循环这些物料可以回收其中的异戊二烯以提高整个装置的异戊二烯收率，当然这不是必不可少的步骤。来自碳五蒸出塔T-401塔釜的物料进入双环戊二烯精制塔T-403，塔釜得到双环戊二烯产品。这部分与我国现有的裂解碳五馏分分离装置相同，这里不具体描述。当然本领域的技术人员可以根据实际情况通过计算设计这三个精馏塔。
从第二解析塔T-203塔釜抽出部分溶剂送往溶剂再生釜E-501，减压加热，蒸出溶剂，溶剂循环利用，溶剂再生釜E-501的残渣放倒溶剂稀释罐V-501定期放出。溶剂再生釜以及再生条件和现有的再生釜相同，通过减压蒸馏分离掉焦质就可以，这里不具体描述。但是与现有技术相比，本发明不需要溶剂精制塔。
实施例1
以燕山石化公司的裂解碳五馏分为原料，利用本发明的分离方法进行裂解碳五馏分分离，原料组成和各操作装置的进出物料组成列于下表中。
(1)预处理单元：31,000kg/h的裂解碳五馏分进入预脱轻塔T-101中部，预脱轻塔T-101具有80块理论板，回流比为22，塔顶温度为45℃，从塔顶脱除含碳四、炔烃和烷烃的轻组分，塔釜采出的物料进入二聚反应器R-101，在80～85℃下进行二聚反应，使其中的环戊二烯二聚成双环戊二烯，然后进入预脱重塔T-102，预脱重塔T-102具有85块理论板，回流比为10，塔顶温度为50℃，从塔顶采出以异戊二烯为主的物料，从塔釜采出以间戊二烯和双环戊二烯为主的物料，塔顶物料送入萃取精馏单元；
(2)萃取精馏单元：来自预脱重塔T-102塔顶的物料从中部进入萃取精馏塔T-201，萃取精馏塔T-201具有110块理论板，回流比为3，萃取溶剂从上部进入萃取精馏塔T-201，在本实施例中溶剂为二甲基甲酰胺，但本发明不局限于它，溶剂与碳五烃进料的进料质量流量比为5.5，经萃取精馏作用从塔顶采出碳五烷烃和单烯烃，含有异戊二烯、炔烃和环戊二烯的溶剂从塔釜采出，该含烃的溶剂进入第一解析塔T-202进行解析回收溶剂，第一解析塔T-202与第二解析塔T-203串联操作，第一解析塔T-202顶采出的气体进入第二解析塔T-203的下部，第二解析塔T-203釜的液体从第一解析塔T-202塔顶进入，从第二解析塔T-203顶采出异戊二烯、炔烃和环戊二烯，从第一解析塔T-202釜采出的溶剂循环使用，从第二解析塔T-203塔釜采出少量溶剂去溶剂再生单元进行再生，第一解析塔T-202与第二解析塔T-203分别具有15块理论板，第二解析塔T-203的回流比为1，塔顶温度为50℃；
(3)聚合级异戊二烯单元：使来自第二解析塔T-203顶的物料与作为共沸剂的异戊烷进入共沸精馏塔1，共沸精馏塔1具有100块理论板，回流比为100，异戊烷与异戊二烯的进料质量流量比为1∶20，塔顶温度为45℃，从塔顶分离出异戊烷和炔烃，从塔釜采出异戊二烯，使异戊二烯中的炔烃含量小于50ppm；来自共沸精馏塔1塔顶的物料进入装有北京化工研究院生产的钯催化剂的加氢反应器R-301，经催化加氢将炔烃加氢脱除，加氢压力为3.0Mpa，加氢温度为45～60℃，体积时空速为3h-1，经分析，加氢后的物料基本不含有炔烃和烯烃；从加氢反应器R-301出来的物料进入气液分离罐V-301，从气液分离罐V-301下端分出的液体循环回共沸精馏塔1使用，从上端分出的氢气经压缩循环回加氢反应器R-301使用；来自共沸精馏塔1塔釜的物料进入脱重塔2的下部，脱重塔2具有100块理论板，回流比为15，塔顶温度为45℃，从塔顶采出异戊二烯，使异戊二烯中的环戊二烯含量小于1ppm，塔釜采出环戊二烯和夹带的异戊二烯。
来自预脱重塔T-102塔釜的物料和来自脱重塔2塔釜的物料合并，送入碳五蒸出塔T-401，在碳五蒸出塔T-401塔顶采出碳五烃，从塔釜采出双环戊二烯，塔顶碳五烃进入间戊二烯精制塔T-402，从塔顶采出含异戊二烯的物料，该物料进入二聚反应器R-101或预脱重塔T-102，当然也可以送往原料罐，塔釜得到间戊二烯产品。或者，来自脱重塔2塔釜的物料与来自间戊二烯精制塔T-402塔顶的物料合并送往二聚反应器R-101或预脱重塔T-102。来自碳五蒸出塔T-401塔釜的物料进入双环戊二烯精制塔T-403，塔釜得到双环戊二烯产品。这部分与我国现有的裂解碳五馏分分离装置基本相同，这里不具体描述。当然本领域的技术人员可以根据实际情况通过计算设计这三个精馏塔。
从第二解析塔T-203塔釜抽出部分溶剂送往溶剂再生釜E-501，减压加热，蒸出溶剂，溶剂循环利用，溶剂再生釜E-501的残渣放倒溶剂稀释罐V-501定期放出。溶剂再生釜以及再生条件和现有的再生釜相同，通过减压蒸馏分离掉焦质就可以，这里不具体描述。但是与现有技术相比，本发明不需要溶剂精制塔。
表 主要装置的进出物料组成
参照图1，由北京化工研究院研究的碳五馏分分离方法在金山建设有工业试验装置，采用两段萃取精馏方法，共包括5个单元，即原料预处理单元、第一萃取单元、第二萃取单元、间戊二烯和双环精制单元以及溶剂回收单元。原料预处理单元在预脱轻塔T-101中脱除大部分炔烃和轻组分，经过二聚反应器R-101将环戊二烯转变成双环戊二烯，在预脱重塔T-102中脱除。在第一萃取单元中，第一萃取塔T-201采用溶剂脱除烷烃和单烯烃，含有异戊二烯的溶剂经一萃解析塔T-202和T-203解析回收溶剂，解析出的物料含有异戊二烯、炔烃(主要为丁炔-2、异戊烯炔)、间戊二烯、少量环戊二烯、环戊烯、环戊烷等组分，经过脱重塔T-204从塔顶分离出异戊二烯、炔烃、微量环戊二烯。在第二萃取单元中再次利用溶剂在第二萃取塔T-301中将异戊烯炔和环戊二烯萃取入溶剂中，塔顶分离出异戊二烯和丁炔-2，该物料进入脱轻塔T-302将其中的丁炔-2(异戊二烯：34℃，丁炔-2：27℃)分离出，溶剂经过常压解析塔T-303和减压解析塔T-304回收溶剂。间戊二烯和双环精制单元经过脱碳五塔T-401、间戊二烯精制塔T-402和双环精制塔T-403得到间戊二烯产品和双环产品。溶剂回收单元首先利用再生釜E-501脱除其中的焦质，焦质在V-501中经稀释放出，然后利用水与双环共沸在溶剂精制塔T-501蒸出其中的双环，避免进入第二萃取单元的回收溶剂带有双环组分使生产的异戊二烯产品中的环戊二烯不合格。
下面参照图2解释本发明的一个实施方案。
本发明提出的一段萃取结合共沸精馏制取聚合级异戊二烯的方法包括以下步骤：
(1)预处理单元：裂解碳五馏分进入预脱轻塔T-101从塔顶脱除含碳四、炔烃和烷烃的轻组分，塔釜采出的物料进入二聚反应器R-101进行二聚反应，使其中的环戊二烯二聚成双环戊二烯，然后进入预脱重塔T-102，从塔顶采出以异戊二烯为主的物料，从塔釜采出以间戊二烯和双环戊二烯为主的物料，塔顶物料送入萃取精馏单元；
(2)萃取精馏单元：来自预脱重塔T-102塔顶的物料从中部进入萃取精馏塔，萃取溶剂从上部进入萃取精馏塔T-201，经萃取精馏作用从塔顶采出碳五烷烃和单烯烃，含有异戊二烯、炔烃和环戊二烯的溶剂从塔釜采出，该含烃的溶剂进入第一解析塔T-202进行解析回收溶剂，第一解析塔T-202与第二解析塔T-203串联操作，第一解析塔T-202顶采出的气体进入第二解析塔T-203的下部，第二解析塔T-203釜的液体从第一解析塔T-202塔顶进入，从第二解析塔T-203顶采出异戊二烯、炔烃和环戊二烯，从第一解析塔T-202釜采出的溶剂循环使用，从第二解析塔T-203塔釜采出少量溶剂去溶剂再生单元进行再生；
(3)聚合级异戊二烯单元：使来自第二解析塔T-203顶的物料与作为共沸剂的异戊烷进入共沸精馏塔1，从塔顶分离出异戊烷和炔烃，从塔釜采出异戊二烯，使异戊二烯中的炔烃含量小于50ppm；来自共沸精馏塔1塔顶的物料进入装有催化剂的加氢反应器R-301，反应条件为：反应压力1.0～5.0MPa，反应温度20～150℃，液体时空速0.1～10h-1，经催化加氢将炔烃加氢脱除；从加氢反应器R-301出来的物料进入气液分离罐V-301，从气液分离罐V-301下端分出的液体循环回共沸精馏塔1使用，从上端分出的氢气经压缩循环回加氢反应器R-301使用；来自共沸精馏塔1塔釜的物料进入脱重塔2的下部，从塔顶采出异戊二烯，使异戊二烯中的环戊二烯含量小于1ppm，塔釜采出环戊二烯和夹带的异戊二烯。
本发明的方法可以进一步包括步骤：来自预脱重塔T-102塔釜的物料和来自脱重塔2塔釜的物料合并，送入碳五蒸出塔T-401，在碳五蒸出塔T-401塔顶采出碳五烃，从塔釜采出双环戊二烯，塔顶碳五烃进入间戊二烯精制塔T-402，从塔顶采出含异戊二烯的物料，该物料进入二聚反应器R-101或预脱重塔T-102，当然也可以送往原料罐，塔釜得到间戊二烯产品。或者，来自脱重塔2塔釜的物料与来自间戊二烯精制塔T-402塔顶的物料合并送往二聚反应器R-101或预脱重塔T-102。循环这些物料可以回收其中的异戊二烯以提高整个装置的异戊二烯收率，当然这不是必不可少的步骤。来自碳五蒸出塔T-401塔釜的物料进入双环戊二烯精制塔T-403，塔釜得到双环戊二烯产品。这部分与我国现有的裂解碳五馏分分离装置相同，这里不具体描述。当然本领域的技术人员可以根据实际情况通过计算设计这三个精馏塔。
从第二解析塔T-203塔釜抽出部分溶剂送往溶剂再生釜E-501，减压加热，蒸出溶剂，溶剂循环利用，溶剂再生釜E-501的残渣放倒溶剂稀释罐V-501定期放出。溶剂再生釜以及再生条件和现有的再生釜相同，通过减压蒸馏分离掉焦质就可以，这里不具体描述。但是与现有技术相比，本发明不需要溶剂精制塔。
实施例1
以燕山石化公司的裂解碳五馏分为原料，利用本发明的分离方法进行裂解碳五馏分分离，原料组成和各操作装置的进出物料组成列于下表中。
(1)预处理单元：31,000kg/h的裂解碳五馏分进入预脱轻塔T-101中部，预脱轻塔T-101具有80块理论板，回流比为22，塔顶温度为45℃，从塔顶脱除含碳四、炔烃和烷烃的轻组分，塔釜采出的物料进入二聚反应器R-101，在80～85℃下进行二聚反应，使其中的环戊二烯二聚成双环戊二烯，然后进入预脱重塔T-102，预脱重塔T-102具有85块理论板，回流比为10，塔顶温度为50℃，从塔顶采出以异戊二烯为主的物料，从塔釜采出以间戊二烯和双环戊二烯为主的物料，塔顶物料送入萃取精馏单元；
(2)萃取精馏单元：来自预脱重塔T-102塔顶的物料从中部进入萃取精馏塔T-201，萃取精馏塔T-201具有110块理论板，回流比为3，萃取溶剂从上部进入萃取精馏塔T-201，在本实施例中溶剂为二甲基甲酰胺，但本发明不局限于它，溶剂与碳五烃进料的进料质量流量比为5.5，经萃取精馏作用从塔顶采出碳五烷烃和单烯烃，含有异戊二烯、炔烃和环戊二烯的溶剂从塔釜采出，该含烃的溶剂进入第一解析塔T-202进行解析回收溶剂，第一解析塔T-202与第二解析塔T-203串联操作，第一解析塔T-202顶采出的气体进入第二解析塔T-203的下部，第二解析塔T-203釜的液体从第一解析塔T-202塔顶进入，从第二解析塔T-203顶采出异戊二烯、炔烃和环戊二烯，从第一解析塔T-202釜采出的溶剂循环使用，从第二解析塔T-203塔釜采出少量溶剂去溶剂再生单元进行再生，第一解析塔T-202与第二解析塔T-203分别具有15块理论板，第二解析塔T-203的回流比为1，塔顶温度为50℃；
(3)聚合级异戊二烯单元：使来自第二解析塔T-203顶的物料与作为共沸剂的异戊烷进入共沸精馏塔1，共沸精馏塔1具有100块理论板，回流比为100，异戊烷与异戊二烯的进料质量流量比为1∶20，塔顶温度为45℃，从塔顶分离出异戊烷和炔烃，从塔釜采出异戊二烯，使异戊二烯中的炔烃含量小于50ppm；来自共沸精馏塔1塔顶的物料进入装有北京化工研究院生产的钯催化剂的加氢反应器R-301，经催化加氢将炔烃加氢脱除，加氢压力为3.0Mpa，加氢温度为45～60℃，体积时空速为3h-1，经分析，加氢后的物料基本不含有炔烃和烯烃；从加氢反应器R-301出来的物料进入气液分离罐V-301，从气液分离罐V-301下端分出的液体循环回共沸精馏塔1使用，从上端分出的氢气经压缩循环回加氢反应器R-301使用；来自共沸精馏塔1塔釜的物料进入脱重塔2的下部，脱重塔2具有100块理论板，回流比为15，塔顶温度为45℃，从塔顶采出异戊二烯，使异戊二烯中的环戊二烯含量小于1ppm，塔釜采出环戊二烯和夹带的异戊二烯。
来自预脱重塔T-102塔釜的物料和来自脱重塔2塔釜的物料合并，送入碳五蒸出塔T-401，在碳五蒸出塔T-401塔顶采出碳五烃，从塔釜采出双环戊二烯，塔顶碳五烃进入间戊二烯精制塔T-402，从塔顶采出含异戊二烯的物料，该物料进入二聚反应器R-101或预脱重塔T-102，当然也可以送往原料罐，塔釜得到间戊二烯产品。或者，来自脱重塔2塔釜的物料与来自间戊二烯精制塔T-402塔顶的物料合并送往二聚反应器R-101或预脱重塔T-102。来自碳五蒸出塔T-401塔釜的物料进入双环戊二烯精制塔T-403，塔釜得到双环戊二烯产品。这部分与我国现有的裂解碳五馏分分离装置基本相同，这里不具体描述。当然本领域的技术人员可以根据实际情况通过计算设计这三个精馏塔。
从第二解析塔T-203塔釜抽出部分溶剂送往溶剂再生釜E-501，减压加热，蒸出溶剂，溶剂循环利用，溶剂再生釜E-501的残渣放倒溶剂稀释罐V-501定期放出。溶剂再生釜以及再生条件和现有的再生釜相同，通过减压蒸馏分离掉焦质就可以，这里不具体描述。但是与现有技术相比，本发明不需要溶剂精制塔。
表 主要装置的进出物料组成