C5馏份是乙烯生产过程中的副产品,由于裂解原料及裂解深度不同,其产量一般为乙烯产量的10%~20%。C5馏份包含4~6个碳原子的烷烃、烯烃、环烷烃、环烯烃、双烯烃、环双烯烃、炔烃、烯炔烃等一共20多种组份,其中含量较高的是异戊二烯、间戊二烯、环戊二烯(CPD)/双环戊二烯(DCPD),因此C5馏份的分离后利用集中在这几种双烯烃产品上。C5馏份中各组份的含量随裂解原料及裂解深度不同而有差异,其中异戊二烯含量一般为15%~25%,间戊二烯含量一般为14%~20%,环戊二烯/双环戊二烯含量一般为13%~25%,双烯烃含量合计一般为45%~60%。
1. 我国乙烯工业大发展,C5资源越来越丰富
近年来,我国乙烯工业快速发展,已有多个百万吨级乙烯项目相继投产,尚有多个百万吨级乙烯项目正在建设或计划建设。作为乙烯的副产品,C5馏份产量相应快速增长,我国1994年乙烯产量仅为212万吨,副产C5馏份约25万吨;2006年乙烯产量上升到941万吨,C5馏份产量相应上升到115万吨左右,较1994年增长了3.6倍,见表1。预计我国2010年乙烯产量将达到1500万吨,可副产C5馏份200万吨左右。
表1 我国历年乙烯及C5馏份产量
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年份 |
乙烯产量(万吨) |
C5馏份产量(万吨) |
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1994 |
212 |
25 |
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1997 |
356 |
40 |
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2002 |
541 |
65 |
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2005 |
755 |
90 |
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2006 |
941 |
115 |
注:乙烯产量由国家统计局公布,C5馏份产量由业内专家根据乙烯产量估计。
2. 我国C5全分离技术成熟
我国C5全分离技术主要源于北京化工研究院,该院开发的C5全分离技术以二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,经二聚、二次萃取精馏和常压、减压精馏,分离出双环戊二烯、聚合级异戊二烯、化学级异戊二烯、间戊二烯等。双环戊二烯含量≥78%;聚合级异戊二烯含量≥99.3%,杂质环戊二烯含量≤1μg/g,炔烃含量≤50μg/g;化学级异戊二烯含量≥98%;间戊二烯含量≥65%,杂质环戊二烯和双环戊二烯含量小于1%。
该C5全分离工艺一共有6个单元,即预处理单元、第一萃取精馏单元、第二萃取精馏单元、间戊二烯和双环戊二烯精制单元、溶剂再生及精制单元、辅助单元。
3. 我国C5分离利用尚处于初级阶段
目前我国约有一半的C5馏份未经分离就直接用作燃料或用于聚合石油树脂,只有一半左右被分离利用。经调查统计,截止到2007年7月底,全国有17家大小企业分离C5馏份,C5分离能力合计在70万t/a左右,其中分离能力最大的企业是山东玉皇化工有限公司,其C5分离能力达12万t/a;其它企业C5分离能力大多在2万~5万t/a。
目前我国C5分离水平参差不齐,一些企业只分离出双环戊二烯(含量在80%左右);另有一些企业除双环戊二烯以外,还分离出间戊二烯(含量≥65%);只有上海石油化工股份有限公司、山东玉皇化工有限公司、淄博齐鲁乙烯鲁华化工有限公司等几家企业能同时分离出双环戊二烯(含量在80%左右)、间戊二烯(含量≥65%)、异戊二烯(含量≥98.5%)。
上海石油化工股份有限公司是我国第一家C5分离企业,也是我国目前C5分离水平最高的企业,最早于1995年建成2.5万t/a C5分离工业性试验装置,后经扩建,C5分离能力达到6.5万t/a;不仅分离出双环戊二烯(含量≥78%)、间戊二烯(含量≥65%)、聚合级异戊二烯(含量≥99.3%)、化学级异戊二烯(含量≥98.5%),还分离出异戊烯(含量≥99.0%)、戊烷(含量≥99.5%)等,基本实现了全分离。
总体来看,我国C5分离利用无论是规模还是深度,同日本、美国等发达国家相比,还有较大差距,因此也有很大的发展潜力。