工业上碳五（以下为C
5
5烃，油田及天然气中回收的C
5
烃，以及少量来自其他途径的C
5
烃，
C
5
烃的分离和综合利用是合理利用石油资源的一个重要方面，也是降低石化生产
成本的有效途径之一。随着世界乙烯装置的不断增加，其裂解C
5
的数量将越来越多，如何合理利用好这部分资源是一个值得探讨的问题。
世界各国对C
5
的综合利用都非常重视，其中日本和美国是综合利用最好的
国家。日本在开发C
5
系列精细化工产品方面尤为显著，产品主要有多种香料、高级化妆品基油、角鲨烷以及医药中间体等。另外，他们对于分离后的各个组分
都尽可能的充分利用，这也是他们的C
5利用率很高的一个重要原因。美国的C
5
馏分主要用于生产异戊橡胶、石油树脂、不饱合聚酯树脂、乙丙橡胶，少量用于
生产除草剂、阻燃等精细化工产品。
目前，国外的C
5
的分离和综合利用已由初期的混合使用转向分离单个组成
的利用，并向制备精细化工产品方向发展。而我国现在的C
5
资源比较分散，基本上没有利用，大多数仍作燃料油或直接烧掉，工业规模的碳五分离装置还是空白，分离单个组分的化工利用及精细化工仅仅是起步，综合利用水平远远落后于国外。
钥匙胚2.C5资源情况
目前，我国的C
5
资源主要由两部分组成：
（1）炼油过程中所得的C
5
馏分，1994年原油二次加工能力已经超过6800万t/a，生产装置近200套，其中催化裂化装置能力超过5200万t/a，年加工能力为4000
万t/a。仅此一项，一年的C
5
馏分即达320万t/a，加上催化重整，加氢裂化和
延迟焦化等装置联产的C
5
，总计可达350万t/a以上。(我公司催化裂化装置、催化重整装置、90万吨汽柴油加氢装置的凝析油、采油厂凝析油) （2）蒸汽裂解联产C
5
馏分，其产率和组成随裂解原料和操作条件而变化。
3.C5馏分组成
3.1 裂解C
5
馏分组成
由我国主要石化企业裂解C
5典型组成可见，C
5
组成中异戊二烯含量在15%～
23%，间戊二烯含量为14%～17%，环戊二烯/双环戊二烯含量为13%～21%，双烯
烃的总量占裂解C
5
的40%～60%。此外还有一定数量的单烯烃。烯烃总含量在80%～90%之间。
3.2 催化裂化（FCC）C
5
馏分组成
石油炼制过程中的炼厂气含有大量的C
5烃，其主要组成是C
5
烷烃及烯烃，
经冷凝和分馏后得到C
5馏分。典型的流化催化裂化C
5
组成见表3.4。
表3.4 典型的流化催化裂化（FCC）C5馏分组成（w%）
石油炼制过程的C
5
馏分是提高汽油辛烷值的重要掺合剂，也是脱氢制取异
戊二烯的重要原料。近年随着人们对环境保护以识的增强，对汽油的燃烧质量要
求越来越高，发达国家对无铅抗爆剂进行了大量的研究，开发了C
5
馏分的醚化
及异构化技术。炼厂C
5
馏分现在在进一步向化工应用方面迈进。
4.C5馏分的分离
4.1 工业上常采用的三种分离双烯烃流程
C
5
馏分是由20多种沸点相近的化合物组成，含量差别很大，异构物很多。有的组份还能形成共沸物，难于分离。而且其组成分布和含量随着裂解原料、裂解深度、操作工艺条件的不同而有差异。其中含量较高的是异戊二烯为15～20%，
环戊二烯15～17%，间戊二烯10～12%，所以分离回收含量较高的三组份是C
5
分
siv-011离和利用的关键，其中异戊二烯又是分离和利用的中心。
为了有效利用C
5
馏分中的主要组分，需要选择合适的分离方法以制取一定
纯度的单体。目前裂解C
5
馏分的分离主要集中在化工利用价值高的异戊二烯（ISP）、环戊二烯（CDP）、间戊二烯（PIP）上。
C 5分离过程是基于环戊二烯易于二聚成双环戊二烯（其沸点明显高于C
5
馏分
中其它组份的沸点）。而双环成二烯（DCPD）在高温下又可解聚成环戊二烯的特
点，分离出环戊二烯。脱除双环戊二烯后的C
5
或采用精馏分离得到50%～60% 的异戊二烯和间戊二烯的浓缩物，或采用萃取精馏得到70%以上的间戊二烯和99%以上的异戊二烯(见图4.1)。
4.2 环戊二烯的分离
由于环戊二烯在蒸馏过程中容易聚合成双环戊二烯，给操作带来了困难，所
以在C
5
馏分的分离中将其先除去，脱除环戊二烯的方法有加热二聚溶剂萃取、蒸馏二聚和化学分离等，可根据原料中环戊二烯的含量和单体的应用途径选择适
当的分离方法。其中加热二聚是国外采用最广泛的裂解C
5
馏分的工业分离方法。
4.2.1 加热二聚
该法利用环戊二烯加热比其他C
5
烃易二聚的特点，将环戊二烯（CPD）加热
二聚为双环戊二烯（DCPD），再利用DCPD的沸点（166.6℃）明显高于其他C
5
的沸点（30～45℃）的特点，通过蒸馏即可从C
5
馏分中单独将环戊二烯分离。
防辐射材料加热二聚处理时间可随处理温度和CPD浓度的变化而不同，以避免异戊二烯共聚损失。热处理温度一般不宜过高，二聚反应可在90～100℃，表压0.35～0.7MPa和1～3h停留时间下进行，转化率为90%～95%。
图4.1一般采用的三种分离双烯烃的流程
典型的日立化成法其实质即为加热二聚。该法是把C
馏分先在聚合釜中不
5
高于130℃加热1h，CPD聚合成DCPD，从塔中继续蒸出沸点50～70℃馏分。含有DCPD 80%～90%的第二蒸馏塔塔底物再送入分解塔，使DCPD在130～200℃下分解制得高纯度的CPD，经解吸塔和冷凝器进入第二蒸馏塔中精馏，得纯度为98%～99%的DCPD。
4.2.2 蒸馏二聚
中的环戊二烯（CPD）含量较少（CPD含量＜5%＝的馏分可使用先蒸对于C
5
馏后二聚的方法。富集CPD浓度较高的馏分进行二聚处理，以减少环戊二烯的共
聚损失，提高二聚速度，可减少反应器的容积。道化学公司即采用此法：将C
5馏分送入减压蒸馏塔中，在塔顶温度164℃、13.33KPa下真空蒸馏，蒸出物经预热器加热到210℃后经减压阀进入分解塔，在410℃下停留0.8s后进入蒸汽解吸塔，在塔底温度120℃和塔顶温度33℃下蒸馏，馏出物在聚合釜中二聚制得DCPD，纯度大于95%。
4.2.3 化学分离
裂解C
馏分中环戊二烯（CPD）不经分离可直接与氢气、顺酐或丙烯腈等反
5
应，这些选择性加成反应在实际也是分离CPD的一种化学方法。从而降低了C
5馏分中的CPD的量，有利于其它有效组分的进一步分离、提纯和利用。
4.3 异戊二烯的分离
馏分中重要的组分之一，其结构特殊，能进行多种反应，由异戊二烯是C
5
于近年来应用异戊二烯开发精细化工产品，使它越来越受到重视。从裂解C
馏
5
分中分离异戊二烯通常采用萃取精馏法和共沸精馏法。溶剂萃取的基本原理是利
组分之间的相对用溶剂对不同组分溶解度的不同，加入选择性溶剂改变裂解C
5
挥发度，进而通过蒸馏达到分离异戊二烯的目的，异戊二烯的分离关键在于选择适当的溶剂。
4.3.1 二甲基酰胺抽提法
该法又称GPI法，由日本瑞翁公司于1971年开发成功，它是世界上最先进
为原的分离技术，也是异戊二烯生产中成本最低的方法。它采用石脑油裂解C
5
料，溶剂为无水二甲基甲酰胺充分接触，从塔顶蒸出戊烷和戊烯馏分，塔顶二烯烃和溶剂进入第一解吸塔，从塔顶蒸出的二烯烃送至第一精馏塔，塔釜分出1，3－戊二烯和环戊二烯，从塔顶分出的粗异戊二烯再经第二萃取塔，第二解吸塔，
第二精馏塔，最后得纯度为99.5%的聚合级异戊二烯产品。
该法特点是二甲基甲酰胺对异戊二烯溶解度大，选择性好，用量少，操作费用低。溶剂对设备无腐蚀性。可同时副产一定纯度的间戊二烯和DCPD产品。
兰州大学，化工部化机院，北京化工研究院等单位在七十年代曾开发了溶剂
抽提C
5馏分中异戊二烯的小试工作，北京研究院在1978年建起一套60吨/年C
5截瘫支具
pe电熔管件
馏分的DMF溶剂萃取异戊二烯的小型中试装置，可得到99.72%的高纯度异戊二
烯产品。
4.3.2 乙氰抽提法
乙氰抽提法是国外应用最广泛的C
5
馏分分离方法之一，分别是由美国Esso 公司、美国Atlantic Richfield公司、日本合成橡胶公司开发。其原理相同，技术相似，只在流程安排及操作上有差异。
该法的整个流程可分三个步骤：第一步，环戊二烯的除去，用上面叙述的环
戊二烯分离方法。第二步，萃取蒸馏。萃取塔釜液是二烯烃和C
5
炔烃，萃取液再进入解吸塔，解吸出来的二烯烃和炔烃先用水先以除去夹带的乙氰，乙氰和水在溶剂回收塔里提浓再生。第三步，超精馏。将沸点相近的杂质如炔烃，特别是异丙基和异丙烯基乙炔和1,4
－戊二烯从塔顶分出，其釜液再蒸馏，从塔顶分出异戊二烯，其纯度可达99.5%。乙氰法特点是乙氰为丙烯氨氧化生产丙烯腈的副产物，来源丰富，价格低廉，对设备腐蚀小，由于乙氰粘度低，故萃取蒸馏塔塔板效率较高
4.3.3 N－甲基吡咯烷酮法
51ra此法由德国BASF公司最早开发，特点是流程简单，溶剂无毒，采用N－甲基吡咯烷酮预洗方式除去环戊二烯、1，3－戊二烯和2－丁炔，而不采用热二聚的方法除去CPD，因而异戊二烯收率较高达97%。
4.3.4 其它溶剂萃取蒸馏法
在意大利斯纳姆公司开发的N－甲酰吗啉法、法国石油科学院的二甲基亚砜尖、德国Bayer公司苯胺法、日本煤气公司的－甲氧基亚砜法等。但由于溶剂综合性能均未超过乙氰和二甲基甲酰胺，至今尚未能推广应用。
4.3.5 共沸蒸馏法
该法由美国Goodyear公司开发，并在法国合成聚异戊橡胶公司建成4万t/a 异戊二烯的工业化装置，于1976年初生产。其分离原理是利用异戊二烯和正戊
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