一种从非芳烃油中提取分离环戊烷的方法技术

本发明专利技术涉及一种从非芳烃油中提取分离环戊烷的方法，该方法包括：（1）从非芳烃油中精馏提取得到环戊烷粗品；（2）用分子筛吸附剂吸附环戊烷粗品中的杂质正己烷；和（3）采用微孔吸附剂吸附环戊烷粗品中的杂质苯。所述方法无化学反应、工艺流程简单、成本低廉，是不同于石化产品生产环戊烷的新技术，开辟了焦化产品生产环戊烷的新路线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环戊烷的分离方法，具体而言涉及ー种从非芳烃油中提取分离环戊烷的方法。
技术介绍
环戊烷具有导热系数小、抗老化性能好、臭氧 破坏系数为零、温室效应低等优点，常被用作硬质聚氨酯泡沫的新型发泡剂，用于替代对大气臭氧层有破坏作用的氯氟烃(CFCs)，现已广泛应用于生产无氟冰箱、冰柜行业以及冷库、管线保温等领域。随着蒙特利尔等公约规定的禁用ODS (消耗臭氧层物质)期限的临近，氯氟烃(CFCs)和氢氯氟烃(HCFCs)类产品不久将被禁用，环戊烷必将成为聚氨酯发泡剂领域的主角。当前国家标准要求环戊烷的纯度高于95%，对环戊烷产品质量和使用性能影响较大的杂质为苯和正己烷。苯是ー种致癌物质，国标对苯的含量做出了严格的限制。正己烷对人体健康毒害较小，但它对聚氨酯类材料的发泡有不利影响。所以必须将苯和正己烷的含量控制到国标要求的范围内。当前环戊烷的生产主要以石化こ烯裂解副产环戊ニ烯为原料，经过解聚、加氢、精馏等エ艺获得环戊烷产品。现有的技术主要针对此エ艺进行研究，如中国专利CN1911875A、CN1417178A,此生产エ艺涉及诸多化学反应，其路线复杂、成本较高。在煤化工生产过程中会产生非芳烃油副产品，非芳烃油中含有较高比例的环戊烷(质量分数约为33%)，以及约3. 5%的正己烷、约5. 8%的甲基环戊烷、约15. 5%的苯、约17. 8%的环己烷、约I. 7%的正庚烷和约0. 5%的甲苯等几种成分。从非芳烃油中分离环戊烷的方法不涉及化学反应，不仅エ艺流程简单、成本低，而且可増加企业的经济效益。
技术实现思路
本专利技术提供了，该方法包括(I)从非芳烃油中精馏提取得到环戊烷粗品；(2)用分子筛吸附剂吸附环戊烷粗品中的杂质正己烷；和(3)采用微孔吸附剂吸附环戊烷粗品中的杂质苯。上述步骤(2)和(3)也可以交换顺序，即先采用微孔吸附剂吸附环戊烷粗品中的杂质苯，再用分子筛吸附剂吸附环戊烷粗品中的杂质正己烷。本专利技术从非芳烃油中提取分离环戊烷的方法中，精馏可以以间歇或连续方式进行，优选采用连续精馏方式从非芳烃油中提取环戊烷粗产品。精馏所用塔板数为22飞0，优选为26-45，更优选为28-40。精馏塔釜温度为70-85°C，优选70_80°C，更优选为78°C。回流比为8:1以上，优选为8: f 40:1，更优选为8: f 15:1，最优选为10:1。连续精馏方式适用于エ业化生产，22 50的塔板数可有效分离环戊烷和其他物质，降低杂质正己烷和苯的含量，塔釜温度在70-85°C，可将环戊烷的纯度控制在92-94%范围内，回流比为8:1以上可保证环戊烷的采用量。本专利技术从非芳烃油中提取分离环戊烷的方法中，用于吸附环戊烷粗产品中的正己烷的分子筛吸附剂可以为选自IOX分子筛、5A分子筛和ZSM-5分子筛的ー种或多种。IOX分子筛是ー种含钙和钠的硅铝化合物，硅铝比为2. 6-3. 0，有效孔径为0. 9nm，其孔道具有优先吸附正己烷等链状烷烃的特点，适用于正己烷与环戊烷的分离。5A分子筛也是ー种含钙和钠的硅铝化合物，硅铝比为2，其有效孔径为0. 5nm，可吸附小于该孔径的任何分子。由于正己烷的分子直径0. 42nm，环戊烷的分子直径为0. 66nm，所以5A分子筛能吸附正己烷使之与环戊烷分离。ZSM-5分子筛是ー种硅铝比可调的分子筛，有效孔径为0. 53nm，低硅铝比的ZSM-5分子筛对正己烷的吸附作用较强。本专利技术从非芳烃油中提取分离环戊烷的方法中，用于吸附环戊烷粗产品中的苯的微孔吸附剂可以为选自硅胶、活性炭和13X分子筛中的ー种或多种。硅胶是ー种高活性吸附材料，它具有多孔结构、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等特点，对苯有较好的吸附作用。活性炭是ー种主要由元素碳组成的多孔物质，其碳具有类似石墨的层状晶体结构。活性炭内部含有大量微孔结构，有很大的孔容积和比表面积，其吸附能力取决于微孔对物质的吸附作用。苯是ー种非极性物质，活性炭属于弱极性物质，根据相似相溶原理，·活性炭更易吸附苯。13X分子筛是ー种钠X型分子筛，有效孔径为lnm，利用其孔道结构可吸附直径小于Inm分子，苯的分子直径为0. 66nm，故可用于苯的吸附。本专利技术从非芳烃油中提取分离环戊烷的方法中，吸附的空速优选控制在0. 5-2h_l，可保证吸附剂与吸附质有充分的接触时间，达到吸附除杂的目的。本专利技术从非芳烃油中提取分离环戊烷的方法中，吸附的温度为10-50°C，优选为20-50°C，更优选的温度为25°C。低温更有利于吸附作用，高温则使脱附速率加快，降低吸附效果。在一个优选的实施方式中，本专利技术的从非芳烃油中提取分离环戊烷的方法包括(I)以非芳烃油为原料，采用塔板数为40的精馏塔精馏分离，当塔釜温度控制在70-80°C，回流比为10:1时塔顶得到纯度为92-94%的环戊烷粗品；(2)将环戊烷粗品在空速为0. 5-2h_l，温度为20_50°C的条件下通过选自IOX分子筛、5A分子筛和ZSM-5分子筛中的ー种或多种分子筛吸附剂除去杂质正己烷；(3)在与步骤(2)相同的温度和空速下通过选自硅胶、活性炭和13X分子筛中的一种或多种微孔吸附剂除去苯，得到纯度高于95%的环戊烷合格产品。上述步骤(2)和(3)也可以交换顺序，即先在空速为0. 5-2h_l，温度为20_50°C的条件下通过选自硅胶、活性炭和13X分子筛中的一种或多种微孔吸附剂除去苯，再在相同的温度和空速下通过选自IOX分子筛、5A分子筛和ZSM-5分子筛中的ー种或多种分子筛吸附剂除去杂质正己烷，得到纯度高于95%的环戊烷合格产品。本专利技术的特点是无化学反应、エ艺流程简单、成本低廉，是不同于石化产品生产环戊烷的新技术，开辟了焦化产品生产环戊烷的新路线。附图说明图I是采用本专利技术方法从非芳烃油提取分离环戊烷的ー套优选装置的示意图，其中附图标记表示I-非芳烃油储罐；2-输液泵；3-精馏塔；4-输液泵；5-除正己烷吸附塔；6-输液泵；7—除苯吸附塔；8—环戊烷储罐。具体实施方式·图I显示了采用本专利技术方法从非芳烃油提取分离环戊烷的ー套优选装置，其包括储罐1，用于存贮非芳烃油；精馏塔3，用于精馏非芳烃油得到环戊烷粗品；吸附塔5，用于吸附除去正己烷；吸附塔7，用于吸附除去苯；储罐8，用于存贮环戊烷产品；以及输液泵2、4和6。精馏塔3还包括连接在塔底的再沸器和在塔顶的冷凝器。实施例非芳烃油来自煤化工副产品，购自邢台旭阳煤化工公司。IOX分子筛为八面型钙X型分子筛，购自国药集团北京试剂公司。5A分子筛为方钠型钙A分子筛，购自国药集团北京试剂公司。ZSM-5分子筛为丝光型高硅分子筛，购自国药集团北京试剂公司。硅胶为粗孔硅胶，购自国药集团北京试剂公司。活性炭为煤质类活性炭，购自国药集团北京试剂公司。13X分子筛为八面型钠X型分子筛，购自国药集团北京试剂公司。实施例I :用输液泵2将储罐I中的非芳烃油以10kg/h的流速加入精馏塔3中，塔釜温度控制在78°C，待塔顶温度稳定后以回流比为10:1采出环戊烷粗产品，用输液泵4将环戊烷粗产品以3kg/h的流速，在25°C温度下通过吸附塔5，吸附塔5内装填IOX分子筛吸附剂，装填量为I. 5kg，再用输液泵6将环戊烷粗产品以3kg/h的流速，在25°C温度下通过吸附塔7，吸附塔7内装填微孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从非芳烃油中提取分离环戊烷的方法，该方法包括：（1）从非芳烃油中精馏提取得到环戊烷粗品；（2）用分子筛吸附剂吸附环戊烷粗品中的杂质正己烷；和（3）采用微孔吸附剂吸附环戊烷粗品中的杂质苯，或者上述步骤（2）和（3）交换顺序。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张英伟，张新志，孙长江，郗少杰，
申请(专利权)人：北京旭阳化工技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：