新建乙烯装置C5综合利用

2021-12-23韩会君

炼油与化工 2021年6期

关键词：丙烯收率乙烯

韩会君

（中国石油大连石化公司第五联合车间，辽宁大连 116032）

随着石油石化行业发展，新建乙烯及配套装置已成为单纯炼油企业力求转型升级、实现高质量发展的迫切需要。乙烯装置副产的大量裂解C5的综合利用既影响装置的灵活先进性，也影响装置的综合经济性，更直接关系到企业的综合效益。

1 规划装置概况

某石化公司有炼油化工主体装置37套，原油加工为2 050×104t/a。规划建设150×104t/a乙烯及相关配套项目。乙烯装置产出的C5随裂解粗汽油经加氢装置抽提分离出约18×104t/a的C5产品（混合物）。

2 裂解C5的潜在价值

规划乙烯装置产出18.48×104t/a的C5组分中富含大量异戊二烯、戊二烯和环戊二烯等高附加值产品及潜在的乙丙烯产量，从提高总收益率、提升竞争优势以及助推产业技术提档升级等方面，都应该着重考虑选用适当工艺路线，对装置自产的C5组分加以综合利用。

2.1 裂解C5的主要组成

裂解C5中富含50%以上的戊二烯和数量可观的环戊烯、戊烯等较高附加值的物料。

2.2 裂解C5中主要成分的工业应用

（1）工业生产中，异戊二烯的用途十分广泛，可以生产二氯菊酸乙酯等高效低毒农药杀虫剂；合成异戊橡胶、光刻胶原胶、丁基橡胶等高分子化合物；制取新型激素、化妆品和香料等基础料。此外，异戊二烯还可以制备维生素E、芳樟醇、薰衣草醇等精细化学品［1、2］。

（2）间戊二烯是萜烯类树脂、塑料、合成橡胶、尼龙和精细化工品的基础原料，其最大宗的应用是制造高级脂肪族石油树脂，同时被广泛用于胶粘剂、路标漆、油墨和橡胶助剂等行业。高纯度间戊二烯既可以用来制备高级石油树脂，也可以用于顺酐、环氧树脂固化剂、涂料等方面。

（3）环戊二烯可生产合成橡胶和环戊烯丙菊酯等；制备消毒杀菌剂等精细化学品；生产高端树脂，用于医疗卫生；作为生产三元乙丙橡胶的基础单体。高纯度双环戊二烯还可以生产能够替代某些工程塑料和金属的高端树脂，市场前景广阔。

3 裂解C5的利用加工路线

通过C5分离装置，利用各种烃类沸点的不同或在溶剂中相对挥发度相异而进行精馏、萃取精馏、共沸精馏等工艺，生产聚合级异戊二烯、间戊二烯和双环戊二烯和抽余C5等产品，抽余C5可再结合需要采取“进入调和汽油”、“进行细分抽提纯组分”等延伸路线进行相应利用，分离流程见图1。

图1 C5组分分离流程

3.1 环戊二烯（CPD）的分离

采用热二聚路线：首先将CPD在反应器中经高温自聚生成DCPD，然后将环戊二烯从裂解C5馏分中分馏出来。热二聚反应温度不能太高，否则DCPD易加速解聚而生成CPD。在保证CPD较高转化率同时，还须考虑IP（异戊二烯）和PD（间戊二烯）因共聚反应的消耗。

3.2 异戊二烯（IP）的分离

溶剂萃取法又细分为DMF抽提法（又称GPI法）、乙腈抽提法和N-甲基吡咯烷酮法等，应用最广泛和技术最成熟的方法是乙腈抽提法。

3.3 间戊二烯（PD）的分离

间戊二烯是裂解C5馏分中性质活泼且商业价值较高的二烯烃之一［3］。通常在萃取精馏法分离IP的同时，进行PD的联产，其纯度可达70%~85%；其后，经过精馏精制可获得纯度达90%~99%的间戊二烯产品。

综上，18.48×104t/a的裂解C5经分离后，可产2.55×104t/a戊二烯，2.77×104t/a异戊二烯，3.73×104t/a双环戊二烯。剩余9.43×104t/a抽余C5经加氢后掺入轻石脑油作裂解料。经掺混，乙烯和苯的收率增加0.75%和0.24%，双烯收率、三烯收率和高附收率增加0.73%、0.77%和1.03%［4］。

4 催化转化路线

利用C5选择加氢工艺，直接以裂解汽油加氢装置副产的C5馏分为原料，在催化剂的作用下，将其中的烯烃转化为乙烯和丙烯目的产物，并副产部分抽余油（6.7×104t/a）。该部分抽余油可混入轻石进裂解料增产乙丙烯高效产品（增产乙烯2.23×104t/a，丙烯1.21×104t/a）［5］。以烯烃转化率为基准进行测算的双烯产量见表1。