碳五馏分综合利用现状及发展前景

张鹏

摘  要：本文论述了C5资源在我国的分离与利用现状，介绍了重要组分的用途和前景，提出了裂解碳五组分的利用建议，展望了我国C5资源的分离利用的前景。

关键词：裂解碳五，异戊二烯，环戊二烯，综合利用

1引言

近年来，我国的炼油和化工一体化和煤（甲醇）制烯烃技术迅速发展，乙烯的生产持续扩大，生产过程中产生的碳五馏分随之急剧增加，已经成为乙烯工业不可忽视的伴生资源。在碳五馏分中使用不同组分生产精细化、多元化、高端化的化工产品，拓展产品应用领域，实现碳五资源（尤其是其中的碳五烷烃资源）的高值综合利用，是提高乙烯工业附加值的重要途径[1-2]。如何有效利用相当数量的碳五烷烃资源，生产出具有使用价值和市场需求的下游产品，是化工科技界面临的难题。

2我国C5资源利用现状

多年来裂解碳五馏分的综合利用一直受到各方面的重视。成立中国石油化工总公司后不久，“碳五分离综合利用”就被列入重点攻关任务[3]。北京化工研究院进一步完善了传统的试点设备，实施了全程试验，在1985年，它通过了中试鉴定和工业试验装置的基础设计审查。历经千辛万苦，终于在1994年末通过了国家计划委员会的正式鉴定。目前，该技术在总体上达到了国际先进水平。

技术的研发成功为我国碳五馏分的综合利用开辟了广阔的前景。与此同时，在碳五分离、新的利用途径和科研开发等方面也有许多新进展。

异戊二烯的利用方面，开展了合成试验研究。特别是在精细化学品领域，进行了合成甲基庚烯酮、反式异戊胶、光刻胶等多种研究，其中大部分在试验试验中取得了成功。

环戊二烯的利用方面，进行了合成二茂铁的研究，并且以二茂铁作催化剂，进行了消烟剂、抗辐射剂等的应用研究。另外，关于二氧化双环戊二烯树脂、戊二醛、金刚烷等合成方面也进行了很多研究。

随着裂解碳五产量的增加，我国已经具备了大规模的综合利用条件，受到各大石化公司的重视，利用方案也从初始混合利用向单组分分离利用转变，同时向制备精细化工产品方向发展。目前裂解C5馏分及其衍生物的综合利用已成为全球性商机[4]。

3 C5馏分的主要组分及发展前景

裂解碳五中含有许多重要有机化工原料，其中异戊二烯、环戊二烯、间戊二烯等二烯烃组分的价值最高、用途最广[2-3]。

3.1異戊二烯

在裂解碳五馏分中，异戊二烯的含量约占裂解碳五馏分的15%～20%，相对丰富。在全部碳五分离的单组份中，异戊二烯的用途最广泛，目前主要用于橡胶和精细化工行业。

异戊二烯在橡胶行业的应用主要体现在是合成橡胶的重要单体，主要用于异戊橡胶和丁基橡胶等行业，根据相关数据[3]显示，2018年我国工业用异戊二烯产能约33万t/a，产量约18万t/a，其中异戊橡胶行业消耗异戊二烯约4.4万吨，约占异戊二烯产量24.5%，丁基橡胶行业消耗异戊二烯约0.66万吨，约占异戊二烯产量的0.11%，以上三家橡胶行业对异戊二烯的消耗量占异戊二烯年产量的77.4%。

异戊二烯在精细化工行业的应用主要体现在用于新激素、维生素E、化妆品、香料或经异戊烯醇合成高效低毒农药杀虫剂的生产等[3]。异戊二烯在精细化工行业使用量所占比例很少，2018年精细化工行业异戊二烯的消耗量约3.14万吨，仅占异戊二烯产量的0.04%。

随着我国汽车工业的快速发展，对车用橡胶的用量也大幅度增加。目前，我国的汽车[4]用橡胶很大程度上依赖进口天然橡胶，而进口天然橡胶的价格较高且波动大，但由于以异戊二烯为原料生产的异戊橡胶几乎可完全代替天然橡胶，因此对异戊二烯的需求在未来将会稳步增加。

3.2环戊二烯

环戊二烯目前主要用于双环戊二烯改性的不饱和聚酯树脂、双环戊二烯改性石油树脂、抗氧剂、香料等。

在我国[4]，双环戊二烯的下游用途现在主要着眼于不饱和聚酯树脂生产，其它用途不能像不饱和聚酯这样大量消耗DCPD。双环戊二烯可有效降低不饱和聚酯树脂的生产成本，改善其部分机械性能、耐热性能等。

纵观国际市场和我国市场的经济发展，不饱和聚酯树脂产业在今后5～10年内将有持续发展的机会，随着市场经济的提高，将成为市场主流，产品需求将向高品质发展。

我国2018年[3]通过裂解C5馏分生产双环戊二烯产能约44.5万吨，产量约26.8万吨，双环型不饱和树脂消耗双环戊二烯约17.1万吨，约占64%，DPCD加氢石油树脂消耗双环戊二烯约8.4万吨，约占31%。当前国内DCPD加氢石油树脂的需求量达40万吨/年，2015年以前国内尚未生产DCPD氢化树脂，2018年已经达到10万t/a的产能规模，年均增长率3%左右，受到当前国内年近40万吨需求的刺激，未来三年DPCD氢化石油树脂产能增长5%左右。

4我国裂解碳五应用建议

4.1加强科研开发

我国生产企业应加强与科研机构的合作，加强新产品生产技术的开发力度，促进树脂加氢、异戊二烯等技术的开发，生产高质量的下游产品，提高产品等级和市场竞争力。

4.2制定综合利用方案

综合利用是提高企业效益的有效手段。裂解碳五分离出重要的双烯烃和单烯烃组分后，剩余组分可通过醚化工艺生产汽油组分，醚后组分还可以加氢后返回乙烯装置制备裂解原料，有利于乙烯裂解装置原料的优化和效果的提高。

4.3做好产品开发

目前，国际上碳五组分的利用趋势是单组份分离，配方化生产，制备特定性能、特定用途的产品，以提高产品附加值，获得最大收入效益，在生产石油树脂差异化品种和精细化工产品等方面尤为突出，也是我国今后的发展方向。

参考文献

[1]  高洪坤.碳五的综合利用[J].化工管理，2013（06）：2-3.

[2]  王军.国内裂解C_5产业链发展现状及趋势[J].现代化工，2019，39（08）：1-6.

[3]  张兆豪.浅谈裂解C5综合利用现状与发展前景[J].轻工科技，2020，36（01）：28-29+31.

[4]  张满玉.浅析我国裂解碳五的综合利用及发展前景[J].科技资讯，2012（24）：80.