裂解碳九加氢制备环戊烷及芳烃溶剂油

裂解碳九加氢制备环戊烷及芳烃溶剂油

作者：杨晶宇 许振兴 赵耀斌 张家栋 杨丰 来源：《中国化工贸易·中旬刊》2017年第02期

摘 要：以裂解碳九为原料，经解聚、精馏、加氢制备环戊烷及芳烃溶剂油的工艺进行了论证，重点考察了双环戊二烯解聚分离及C5/C9混合加氢条件。实验表明：裂解碳九在190℃时双环解聚率达90%以上，并得到了较好的分离。C5/C9混合原料在经过一段反应入口温度40-80℃，压力2.5-2.8MPa，二段反应入口温度130-150℃，压力2.5-2.8MPa两段加氢后，得到了水白色的透明液体，经过后续的分离得到了合格的环戊烷及芳烃溶剂油产品。 关键词：裂解碳九；双环戊二烯；解聚；加氢；环戊烷；芳烃溶剂油

随着乙烯装置规模的大型化和生产能力的不断提高，乙烯副产碳九馏分的综合利用变得越来越重要。合理的利用碳九原料，实现效益的最大化，成为目前石油化工行业面临的一个重要课题。

裂解碳九馏分组成及其复杂，从以往的资料看，裂解碳九主要用于加氢生产芳烃溶剂及三苯，根据用户需求切割成不同规格的溶剂油及芳烃，也可以提取有效组分聚合成石油树脂。还可以提取粗环戊二烯及粗甲基环戊二烯。本实验所用原料为裂解碳九，经解聚精馏、C5/C9混合加氢、负压精馏制取高纯环戊烷及芳烃溶剂油。所得环戊烷产品超过了国标的要求，可用作电冰箱、冰柜的保温材料。芳烃溶剂油产品达到了国标的要求，可用于油漆、涂料等行业作溶剂使用，也可作染料、胶粘剂、油墨的溶剂和农药的乳化剂、高级清洗剂等。 1 实验部分 1.1 原料

裂解碳九：双环戊二烯15%左右，中原乙烯生产；阻聚剂：对叔丁基邻苯二酚；镍基、镍钼基加氢催化剂：中国石化上海石油化工研究院生产；氢气为钢瓶氢，氢气含量大于99%； 1.2 所用设备

解聚精馏设备为自制，加氢装置为天津大学北洋化工实验设备有限公司制作。 1.3 实验操作

实验操作部分共分三部进行，第一步为双环戊二烯解聚及碳九分离，第二部为C5/C9混合加氢，第三部为环戊烷及加氢碳九分离。 1.3.1 双环戊二烯解聚及碳九分离

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解聚及碳九分离在三口烧瓶中进行。取中原乙烯裂解碳九1L，将其倒入三口烧瓶，加热升温至190℃，大部分双环戊二烯解聚成环戊二烯。控制解聚温度不超过200℃，保证双环戊二烯解聚完全，同时塔顶得到80%左右环戊二烯及碳九混合组分，塔底剩余20%左右的重组分。

1.3.2 C5/C9混合加氢

C5/C9混合加氢在微反加氢装置上进行模拟。取一段加氢镍基催化剂、二段加氢镍钼基催化剂分别装于微反加氢装置上，一段加氢催化剂进行还原，二段加氢催化剂进行预硫化，参数参照有关文献。

取解聚塔顶得到C5/C9混合组分进微反装置，控制参数如下：一反入口温度：40～80℃，一反压力：2.5～3.0MPa；二反入口温度：120～150℃，二反压力：2.5～3.0MPa。 2.3.3 环戊烷及加氢碳九分离

取加氢产品使用精馏柱进行分离，得到环戊烷及加氢碳九产品。 2 结果与讨论

2.1 双环戊二烯解聚及碳九分离

经过热解聚后，裂解碳九中双环戊二烯解聚收率达到了85%以上，为了提高解聚收率和环戊二烯的纯度，阻止环戊二烯二次聚合，要在解聚产物中加入适量的阻聚剂。经过对塔顶产品及塔底产品的分析，塔顶产品中萘及重组分降低了90%，从而将萘、重组分及胶质富集于塔釜，减少了对加氢催化剂的损害。 2.2 C5/C9混合加氢

C5加氢工业生产的实例比较多，大多数选用固定床反应器，催化剂为颗粒状，催化剂为镍系催化剂。而C9加氢在国内还是一个全新的领域，由于裂解C9的组成极其复杂，约有150多种组分，多为烯烃和烯基芳烃，并有树枝状结构的茚、萘类易结焦组分和易聚合的环状二烯烃化合物，加氢难度甚大。镍基催化剂具有价格相对低廉、启动温度适中、活性高和抗杂质能力强的特点，是选择性加氢和全加氢催化剂的良好选择。C5/C9混合加氢实验装置来自天津大学北洋化工实验设备有限公司，催化剂来自中国石化上海石油化工研究院，经过不断对温度、压力、空速的优化，得到了水白色透明的C5/C9加氢产品。 2.3 环戊烷及加氢碳九分离

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加氢后的产品中主要含有环戊烷、加氢C9等，由于环戊烷与加氢C9沸点差别较大，可在塔板数为40块的精馏塔中分离，塔顶得到的产品纯度大于98%。塔釜得到水白色透明液体产品，溴值≤1mgBr2/100g，铜片腐蚀合格。

通过以上的实验和讨论可知，由裂解碳九加氢制环戊烷及溶剂油在技术和流程上是可行的，较理想的条件为：一段镍基催化剂，加氢温度40～80℃，压力：2.5～3.0MPa；二段镍钼基催化剂，加氢温度120～150℃，压力：2.5～3.0MPa。得到的环戊烷产品纯度大于98%，超过了国标中环戊烷的指标要求；得到的加氢碳九外观、溴值及铜片腐蚀均合格，满足了芳烃溶剂油的指标。 参考文献：

[1]徐泽辉.由双环戊二烯制备环戊烷[J].上海化工，2003（6）：17-19. [2]何开.裂解C9综合利用现状分析[J].广州化工，2012（13）：58-60.

[3]刘仲能.裂解碳九及其以上烃加氢的方法[P].中国.实用新型.201310435261.1.2013. [4]张敏.裂解碳九综合利用[M].北京：北京化工大学，2013.