本文公開了用于生產(chǎn)異戊二烯的方法。更具體地，本文公開了用于通過從熱解氣體(pyrolysisgas)或c5烴混合物中萃取異戊二烯來生產(chǎn)異戊二烯的方法，其中，可以將c5烴保留用作其他石油化工過程的原料。
背景技術(shù)：
在本文中提供的“背景”描述是為了總體上提供本公開的上下文。就其在此背景部分描述的程度而言，目前署名的發(fā)明人的工作以及提交時(shí)未另有資格作為現(xiàn)有技術(shù)的描述的方面，既沒有明確地也沒有隱含地承認(rèn)作為與本公開相對(duì)的現(xiàn)有技術(shù)。
具有式ch2＝c(ch3)ch＝ch2的異戊二烯或2-甲基-1,3-丁二烯是由許多工廠天然生產(chǎn)的有機(jī)化合物。例如，其是天然橡膠的單體。在標(biāo)準(zhǔn)條件下，異戊二烯是具有芳香氣味的無色液體。異戊二烯不溶于水，可溶于醇并且因?yàn)樗牡头悬c(diǎn)和雙鍵是非常易反應(yīng)的。
使用催化劑來聚合異戊二烯產(chǎn)生與天然橡膠非常類似和用于各式各樣的橡膠應(yīng)用的合成橡膠。合成橡膠的實(shí)例包括聚異戊二烯以及共聚物苯乙烯-異戊二烯和丁基橡膠。聚異戊二烯用于醫(yī)療設(shè)備、嬰兒奶瓶奶頭(babybottleteat)/奶嘴(nipple)、玩具、鞋底(shoesole)、輪胎、用于高爾夫球或紡織品的彈性膜和細(xì)絲(thread)、粘合劑、顏料(paint)和涂料(coating)。在氯化鋁引發(fā)劑存在的情況下由具有少量異戊二烯的異丁烯制成的丁基橡膠具有突出的不透氣性并被用于例如內(nèi)胎(innertube)和輪胎。苯乙烯-異戊二烯橡膠用于壓敏粘合劑。
在合成橡膠的生產(chǎn)中高純度的異戊二烯幾乎完全(90-95％)用作單體。相當(dāng)少量的異戊二烯作為中間體轉(zhuǎn)化為特殊化學(xué)品，包括維生素、藥物、調(diào)味料(flavoring)和香味劑(perfume)、和環(huán)氧硬化劑。
異戊二烯市場(chǎng)面臨的一些主要挑戰(zhàn)包括不充足供給和越來越高的價(jià)格。
存在用于工業(yè)化生產(chǎn)異戊二烯的多種不同的方法。相對(duì)于另一種方法選擇一種方法取決于原材料或原料的可用性和選擇的過程的經(jīng)濟(jì)性。用于生產(chǎn)異戊二烯的這些過程是由可以使用石油類原料的公司通常開發(fā)和通常使用的。原料包括例如shell的叔戊烯(tertiaryamylene)(它們的脫氫)、snamprogetti的乙炔和丙酮、ifpenergiesnouvelles的異丁烯和甲醛、goodyear的丙烯。
另外，可以從c5烴混合物或c5餾分中回收異戊二烯。美國(guó)專利號(hào)3,510,405描述了純化異戊二烯的方法，其中在無水條件下在n-烷基化低級(jí)脂肪酸酰胺溶劑的存在下使包含異戊二烯的環(huán)戊二烯經(jīng)受萃取蒸餾，從而作為萃取蒸餾的餾出液得到異戊二烯。
美國(guó)專利號(hào)3,775,259描述了在選擇的極性溶劑存在的情況下以兩階段萃取蒸餾從包含環(huán)戊二烯的c5餾分中回收異戊二烯的方法。在該方法期間，在80℃至120℃的溫度下將環(huán)戊二烯二聚為二環(huán)戊二烯以容易從溶劑中分離(通過蒸餾)。
美國(guó)專利號(hào)4,647,344提供了用于通過液-液萃取或萃取蒸餾回收異戊二烯、戊-1,3-二烯和環(huán)戊二烯的方法，其中，過程溫度和能量消耗兩者可以保持較低。
英國(guó)專利號(hào)1,072,687、1,340,149和1,417,733分別公開了單階段、兩階段和三階段萃取蒸餾過程來從c5烴混合物中回收異戊二烯。
通過引用將所有上述專利的全部?jī)?nèi)容結(jié)合到本文中。
當(dāng)將異戊二烯用于生產(chǎn)立體特異性聚合物時(shí)，必須得到高純度的異戊二烯，因?yàn)殡s質(zhì)對(duì)聚合將是極度不利的。鑒于以上所述，尋找生產(chǎn)異戊二烯的新方法和甚至用于異戊二烯生產(chǎn)的新原料來應(yīng)對(duì)全球需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
在多個(gè)實(shí)施方式中，公開了用于從包含c5烴的混合物中萃取異戊二烯的方法。
一種從包含c5烴的混合物中萃取異戊二烯的方法，包括：將包含c5烴的混合物進(jìn)料到第一萃取蒸餾塔中并通過與第一極性溶劑接觸來萃取蒸餾混合物從而形成包含異戊二烯的第一塔頂產(chǎn)物以及包含環(huán)戊二烯且基本上不包含二環(huán)戊二烯的第一滑流(firstslipstream)；將第一塔頂產(chǎn)物進(jìn)料到第二萃取蒸餾塔中并通過與第二極性溶劑接觸來萃取蒸餾第一塔頂產(chǎn)物來形成包含未萃取的c5烴的第二塔頂產(chǎn)物以及包含異戊二烯和其他烴的第二滑流(secondslipstream)；在溶劑洗滌塔中用水洗滌第二滑流；在冷卻器中冷卻第二塔頂產(chǎn)物；以及在蒸餾塔中蒸餾第二塔頂產(chǎn)物來形成包含高純度異戊二烯的第三塔頂產(chǎn)物和底部產(chǎn)物。
一種從包含c5烴的混合物中萃取異戊二烯的方法，包括：將包含c5烴的混合物進(jìn)料到第一萃取蒸餾塔中并通過與第一極性溶劑接觸來萃取蒸餾混合物從而形成包含異戊二烯的第一塔頂產(chǎn)物以及包含環(huán)戊二烯且基本上不包含二環(huán)戊二烯的第一滑流；將第一塔頂產(chǎn)物進(jìn)料到第二萃取蒸餾塔中并通過與第二極性溶劑接觸來萃取蒸餾第一塔頂產(chǎn)物從而形成包含未萃取的c5烴的第二塔頂產(chǎn)物以及包含異戊二烯和其他烴的第二滑流；在溶劑洗滌塔中移開第二滑流中的溶劑雜質(zhì)；冷卻第二塔頂產(chǎn)物；以及在蒸餾塔中蒸餾第二塔頂產(chǎn)物來形成包含高純度異戊二烯的第三塔頂產(chǎn)物和底部產(chǎn)物。
一種從包含c5至c10烴的熱解氣(pygas)混合物中萃取異戊二烯的方法，包括：在脫戊烷蒸餾塔中蒸餾熱解氣混合物來形成包含c5烴的第一塔頂產(chǎn)物和包含c6至c10烴的第一底部產(chǎn)物；將第一塔頂產(chǎn)物進(jìn)料到第一萃取蒸餾塔中并通過與第一極性溶劑接觸來萃取蒸餾第一塔頂產(chǎn)物從而形成包含異戊二烯的第二塔頂產(chǎn)物以及包含環(huán)戊二烯且基本上不包含二環(huán)戊二烯的第一滑流；將第二塔頂產(chǎn)物進(jìn)料到第二萃取蒸餾塔中并通過與第二極性溶劑接觸來萃取蒸餾第二塔頂產(chǎn)物從而形成包含未萃取的c5烴的第三塔頂產(chǎn)物以及包含異戊二烯和其他烴的第二滑流；蒸餾第二滑流；在溶劑洗滌塔中洗滌第二滑流；冷卻第二塔頂產(chǎn)物；以及將第二塔頂產(chǎn)物進(jìn)料到蒸餾塔中來形成包含高純度異戊二烯的第四塔頂產(chǎn)物和底部產(chǎn)物。
上述段落通過總體介紹的方式提供，且不旨在限制隨附權(quán)利要求的范圍。通過結(jié)合附圖參考以下詳細(xì)描述將更好地理解所描述的實(shí)施方式連同進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)。
附圖說明
將容易獲得本發(fā)明的更全面理解以及本發(fā)明伴隨的許多優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)檫@些在結(jié)合附圖進(jìn)行考慮時(shí)參考以下詳細(xì)描述將變得更好理解，其中：
圖1是舉例說明了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的異戊二烯純化過程的示意圖。
具體實(shí)施方式
根據(jù)第一方面，本文公開了從包含c5烴的混合物中萃取異戊二烯的方法，包括在第一萃取蒸餾塔中蒸餾包含c5烴的混合物以及通過使其與第一極性溶劑接觸來萃取蒸餾所述混合物從而形成包含異戊二烯的第一塔頂產(chǎn)物。
在一個(gè)實(shí)施方式中，該方法提供了包含環(huán)戊二烯且基本上不包含二環(huán)戊二烯的第一滑流。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，將第一塔頂產(chǎn)物進(jìn)料到第二萃取蒸餾塔中并通過與第二極性溶劑接觸來萃取蒸餾從而形成包含未萃取的c5烴的第二塔頂產(chǎn)物以及包含異戊二烯和其他烴的第二滑流。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，該方法進(jìn)一步包括在蒸餾塔中蒸餾第二滑流來形成包含高純度異戊二烯的第三塔頂產(chǎn)物和底部產(chǎn)物。
在一個(gè)實(shí)施方式中，該方法可以進(jìn)一步包括冷卻第一滑流，以及將第一滑流分離為包含環(huán)戊二烯且基本上不包含二環(huán)戊二烯的油餾分以及包含第一極性溶劑的水餾分。
在一個(gè)實(shí)施方式中，該方法進(jìn)一步包括將包含環(huán)戊二烯且基本上不包含二環(huán)戊二烯的油餾分再循環(huán)至裂解器以形成一種或多種烯烴。
在一個(gè)實(shí)施方式中，第三塔頂產(chǎn)物具有至少99.5％的異戊二烯純度。
在一個(gè)實(shí)施方式中，極性溶劑是n-2-甲基吡咯烷酮。
根據(jù)第二方面，本文公開了從包含c5至c10烴的熱解氣混合物中萃取異戊二烯的方法，包括在脫戊烷蒸餾塔中蒸餾熱解氣混合物以形成包含c5烴的第一塔頂產(chǎn)物和包含c6至c10烴的第一底部產(chǎn)物。
在一個(gè)實(shí)施方式中，將第一塔頂產(chǎn)物進(jìn)料到第一萃取蒸餾塔中并通過使其與第一極性溶劑接觸來萃取蒸餾從而形成包含異戊二烯的第二塔頂產(chǎn)物。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，該方法提供了包含環(huán)戊二烯且基本上不包含二環(huán)戊二烯的第一滑流。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，將第二塔頂產(chǎn)物進(jìn)料到第二萃取蒸餾塔中并通過與第二極性溶劑接觸來萃取蒸餾從而形成包含未萃取的c5烴的第三塔頂產(chǎn)物。
在一個(gè)實(shí)施方式中，該方法提供了包含異戊二烯和其他烴的第二滑流。
在一個(gè)實(shí)施方式中，在蒸餾塔中蒸餾第二滑流來形成包含高純度異戊二烯的第四塔頂產(chǎn)物和底部產(chǎn)物。
在一個(gè)實(shí)施方式中，該方法可以進(jìn)一步包括冷卻第一滑流，以及將第一滑流分離為包含環(huán)戊二烯且基本上不包含二環(huán)戊二烯的油餾分以及包含第一極性溶劑的水餾分。
在一個(gè)實(shí)施方式中，該方法進(jìn)一步包括將包含環(huán)戊二烯且基本上不包含二環(huán)戊二烯的油餾分再循環(huán)至裂解器以形成一種或多種烯烴。
在一個(gè)實(shí)施方式中，第三塔頂產(chǎn)物具有至少99.5％的異戊二烯純度。
在一個(gè)實(shí)施方式中，極性溶劑是n-2-甲基吡咯烷酮。
根據(jù)本申請(qǐng)，提供了通過用極性溶劑的至少一次萃取蒸餾和可選地用其他蒸餾方法的組合從熱解氣流股中回收高純度異戊二烯的方法。該方法可選地不包括反應(yīng)如催化氫化和環(huán)戊二烯至二環(huán)戊二烯的二聚。由于環(huán)戊二烯沒有轉(zhuǎn)化為其二聚體，所以可以作為原料將它再循環(huán)至裂解器。
通過熱解作用(蒸汽裂解)的乙烯生產(chǎn)產(chǎn)生多種副產(chǎn)物，包括重c5+流股。c5+餾分(cut)在油汽行業(yè)中稱為熱解汽油(pyrolysisgasoline)或熱解氣(pygas)。因此，熱解氣是在c5-c10沸騰范圍(石腦油范圍)中的烴化合物的混合物。熱解氣的主要成分是苯(25％-50％)，以及可以通過蒸餾分離和純化的其他高價(jià)值組分包括異戊二烯、甲苯和二甲苯。在一個(gè)實(shí)施方式中，用作本公開的異戊二烯回收方法的起始原料的熱解氣流股包含例如c5-c12烷烴、c5-c10環(huán)烷烴(cycloalkane)(環(huán)烷烴(napthene))、c5-c10烯烴、c5-c10環(huán)烯烴、c5-c10炔烴、c8-c10環(huán)炔烴、c5-c10二烯烴和環(huán)二烯。在一個(gè)實(shí)施方式中，熱解氣流股可以包含痕量的小于5個(gè)碳原子的各種烴和/或大于10個(gè)碳原子的烴(例如最高達(dá)12個(gè)碳原子)。這些痕量通常是按質(zhì)量計(jì)不多于0.005％、例如0.002％至0.003％、例如0.001％至0.002％、例如0.0001％。
在本文所描述的方法的任何實(shí)施方式的最后回收的異戊二烯產(chǎn)物可以包含按質(zhì)量計(jì)至少99.5％的異戊二烯、例如99.6％至99.7％、例如99.8％至99.9％。因此，本文所描述的“高純度異戊二烯”是指至少99.5％純(按質(zhì)量計(jì))、例如99.6％至99.7％純、例如99.8％至99.9％純的異戊二烯。高純度異戊二烯具有按質(zhì)量計(jì)低于0.5％、例如0.3％至0.4％、例如0.1％至0.2％的環(huán)戊二烯含量。在一個(gè)實(shí)施方式中，高純度異戊二烯包含小于5份每百萬份(ppm)的環(huán)戊二烯，例如1至3ppm、例如小于或等于1ppm。
蒸餾是通過選擇性蒸發(fā)和冷凝從液體混合物中分離組分物質(zhì)的方法。如在本文中使用的，萃取蒸餾是一類蒸餾，其中過程在可互溶的、高沸點(diǎn)、相對(duì)非易揮發(fā)極性溶劑的存在下發(fā)生。溶劑優(yōu)選地與混合物中的任何其他組分不形成共沸混合物。萃取蒸餾可以有效地分離不容易通過常規(guī)分餾分離的混合物，例如如果有待分離的組分形成共沸混合物或如果相對(duì)揮發(fā)度的差異微小或接近一致。在萃取蒸餾中，以使得有待分離的組分的相對(duì)揮發(fā)度的差異變得足夠用于通過蒸餾分離的量將低揮發(fā)性的極性溶劑引入到蒸餾塔中。在萃取蒸餾中可以使用的溶劑的實(shí)例包括羧酰胺(carboxamide)如二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、二甲基乙酰胺、和n-甲?；鶈徇?、乙腈、嗎啉、呋喃甲醛、n-2-甲基吡咯烷酮、丁內(nèi)酯、乙二醇單甲醚、二乙二醇單甲醚、3-甲氧基丙腈、γ-3-丁內(nèi)酯、和丙酮和它們與水的混合物。(c.s.robinsonetal.,“elementsoffractionaldistillation”,4thed.mcgraw-hillcompany,inc.,newyork.1959；美國(guó)專利號(hào)4,081,332和4,647,344-通過引用將其全部?jī)?nèi)容結(jié)合于本文中)。
用于本文所描述的萃取蒸餾流程的極性溶劑可以是n-2-甲基吡咯烷酮(nmp)，其具有202℃至204℃的沸點(diǎn)。溶劑可以具有稀釋的溶劑的總重量的最多9.0％、例如7.0至9.0％、例如7.5％至8.5％的水含量。在一個(gè)實(shí)施方式中，nmp的水含量可以是8.3％。在溶劑與原料流股混合之后，基于溶劑和原料流股的總質(zhì)量，溶劑可以以70重量百分?jǐn)?shù)(wt.％)至99wt.％、例如85wt.％至98wt.％、例如92wt.％至97.5wt.％的濃度存在于萃取蒸餾塔中。
在一個(gè)實(shí)施方式中，極性溶劑由nmp和水組成。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，極性溶劑基本上由nmp和水組成并不包含可以實(shí)質(zhì)性影響溶劑混合物的揮發(fā)性或溶解性質(zhì)的組分。
在分餾中，在另一方面，可以通過將其加熱到化合物的一種或多種餾分將揮發(fā)的溫度來根據(jù)它們各自的沸點(diǎn)將混合物分離成其組分部分或餾分。通常，組分或餾分在1大氣壓(atm)下在彼此相差小于25℃的溫度下沸騰。如果沸點(diǎn)的差值大于25℃，則使用簡(jiǎn)單蒸餾。根據(jù)本申請(qǐng)，可以通過分餾或簡(jiǎn)單蒸餾運(yùn)行全部非萃取蒸餾塔，例如脫戊烷柱。
一般而言，為了分離其組分，在蒸餾塔(column)或蒸餾塔(tower)中蒸餾熱解汽油或熱解氣流股?？梢宰鳛轲s分、或作為塔頂蒸餾物流股、滑流、側(cè)流(sidestream)或底部流(bottomstream)收集組分。
現(xiàn)在參考附圖，其中，貫穿多個(gè)圖，類似的參考數(shù)字指示相同的或?qū)?yīng)的部分。
在如圖1所示的新型異戊二烯純化方法100的一個(gè)示例性實(shí)施方式中，經(jīng)由管路101在脫戊烷蒸餾塔110中首先蒸餾先前所描述的起始熱解氣流股。脫戊烷蒸餾塔分離塔頂c5流股111和作為底部產(chǎn)物的c6+流股112。然后c5流股111在第一萃取蒸餾塔120中經(jīng)受第一萃取蒸餾，其中將c5流股經(jīng)由管路111進(jìn)料到第一萃取塔120的中部。將極性溶劑125如nmp進(jìn)料到第一萃取蒸餾塔120的頂部。在第一萃取蒸餾塔120中，在塔頂分離異戊二烯連同c5烷烴和c5烯烴。塔頂產(chǎn)物混合物121包含異戊二烯、c5烷烴、c5烯烴且基本上不含環(huán)戊二烯和二環(huán)戊二烯(即環(huán)戊二烯和二環(huán)戊二烯總計(jì)小于塔頂產(chǎn)物混合物的總質(zhì)量的0.0001％)。該塔頂產(chǎn)物混合物121經(jīng)由管路121前往第二萃取蒸餾塔130。以與第一萃取蒸餾塔120相同的方式，將極性溶劑135如nmp進(jìn)料到第二萃取蒸餾塔130的頂部。在第二萃取蒸餾塔130中，包含戊烷、異戊烷和1-戊烯的c5混合物作為塔頂餾出物經(jīng)由管路131離開塔。極性溶劑135作為底部產(chǎn)物經(jīng)由管路132離開第二萃取蒸餾塔130。通過滑流133將異戊二烯連同一些剩余雜質(zhì)如1,2-戊二烯和反式戊二烯、環(huán)戊烯和2-甲基戊烯從第二萃取蒸餾塔130的下部抽吸到氣相中。將滑流133進(jìn)料到溶劑洗滌塔200中，其中溶劑由水流股201洗滌并離開溶劑洗滌塔200的底部以及被引導(dǎo)回到第二萃取蒸餾塔130。將塔頂流股202進(jìn)料到冷卻器210中以及將冷卻流股211引導(dǎo)到最終的蒸餾塔140中，其中異戊二烯與剩余的雜質(zhì)分離。從管路141回收的異戊二烯是至少99.5％純(按質(zhì)量計(jì))、例如99.6％至99.7％純、例如99.8％至99.9％純。剩余的雜質(zhì)經(jīng)由管路142作為底部產(chǎn)物離開最終的蒸餾塔140。
如在本文中使用的，停留時(shí)間是第一塔頂產(chǎn)物121從第一萃取塔120離開和包含異戊二烯的滑流133從第二萃取塔130離開之間的持續(xù)時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施方式中，停留時(shí)間優(yōu)選地不大于12小時(shí)、例如小于6小時(shí)、例如小于3小時(shí)、例如小于1小時(shí)、例如小于30分鐘。第一萃取塔120中用于環(huán)戊二烯的進(jìn)料111進(jìn)入和在蒸汽抽出流股123(例如滑流123)中移開之間的停留時(shí)間小于或等于10分鐘、例如小于或等于5分鐘、例如小于或等于3分鐘。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，異戊二烯萃取方法將c5烴混合物或c5餾分用作起始原料并因此要求用脫戊烷塔來從熱解氣c6+烴的剩余部分中分離異戊二烯的蒸餾步驟。如熱解氣一樣，作為例如通過在蒸汽存在的情況下熱裂解石油餾分、例如液化石油氣體(lpg)、石腦油、柴油(gasoil)等制備乙烯和/或丙烯中的烴餾分得到這種c5餾分。在戊烷和/或戊烯的催化脫氫中也可以得到這種c5餾分。c5餾分包含不同飽和度的各種類型的c5烴，并進(jìn)一步包含少量(小于0.005％)的小于5個(gè)原子的烴和/或大于5個(gè)原子的烴。包含在c5餾分中的c5烴的實(shí)例包括但不限于正戊烷、異戊烷、戊-1-烯、2-甲基丁-1-烯、3-甲基丁-1-烯、2-甲基丁-2-烯、反式戊-2-烯、順式-戊-2-烯、異戊二烯、反式-戊-1,3-二烯、順式-戊-1,3-二烯、戊-1,4-二烯、戊-1-炔、戊-2-炔、異丙烯基乙炔、異丙基乙炔、環(huán)戊烷、環(huán)戊烯和環(huán)戊二烯。根據(jù)本發(fā)明的c5餾分優(yōu)選地不包含除異戊二烯之外的共軛二烯，或它們可以是以痕量存在。這些痕量通常是按質(zhì)量計(jì)不多于0.005％、例如0.002％至0.003％、例如0.001％至0.002％。
環(huán)戊二烯是來自c5餾分的異戊二烯萃取或回收方法中的主要污染物。在萃取的異戊二烯中的環(huán)戊二烯污染是不希望的，因?yàn)槠湓诋愇於┑木酆掀陂g使催化劑中毒。由于異戊二烯和環(huán)戊二烯具有非常類似的沸點(diǎn)(即分別34℃和39-43℃)，所以難以通過蒸餾方法如分餾和簡(jiǎn)單蒸餾分離這兩種組分。因此，通常將萃取蒸餾用于分離異戊二烯和環(huán)戊二烯。
返回參考圖1，該方法可以包括以下特征，其中作為蒸汽抽出流股123從第一萃取蒸餾塔120中有效移開環(huán)戊二烯。環(huán)戊二烯在本文公開的方法中保持其作為輕質(zhì)材料的價(jià)值(value)，因?yàn)槠湓诒绢I(lǐng)域一般實(shí)踐的高溫(例如80至120℃)下沒有被還原或二聚為重質(zhì)的二環(huán)戊二烯。包含環(huán)戊二烯和其他烴的來自第一萃取蒸餾塔120的蒸汽抽出流股123進(jìn)料到溶劑洗滌塔180中，其中可以用水流股181洗滌任何痕量的溶劑并將溶劑經(jīng)由流股124返回到第一萃取蒸餾塔120中。將塔頂流股182進(jìn)料到冷卻器150中以淬滅至40℃至50℃、或在一個(gè)實(shí)施例中45℃的低溫。然后經(jīng)由管路153將冷卻的滑流進(jìn)料到油/水分離器160中，其中油、環(huán)戊二烯和其他烴從水相中分離。分離的環(huán)戊二烯經(jīng)由管路163離開油/水分離器160以與脫戊烷蒸餾塔110的底部流股的c6+烴混合。以這種方式，然后在可以裝配在下游的反應(yīng)器中可以氫化環(huán)戊二烯為環(huán)戊烷，并因此可以作為原料再循環(huán)回到裂解器中，例如用于烯烴生產(chǎn)。如果已經(jīng)將環(huán)戊二烯二聚為二環(huán)戊二烯，則后者不能作為原料再循環(huán)，因?yàn)槠涫侵氐囊约胺炊鴮⑵溆米魅剂?。換句話說，在本文所公開的異戊二烯萃取方法的最后，包含環(huán)戊二烯的c5原料被保留并可以再循環(huán)用于其他石油化工過程。
環(huán)戊二烯至二環(huán)戊二烯的二聚在二聚區(qū)中緩慢進(jìn)行最多12小時(shí)的停留時(shí)間，該二聚區(qū)占據(jù)較大的容量(capacity)。因此，包括所有實(shí)施方式的本文提供的異戊二烯萃取方法既經(jīng)濟(jì)有效又時(shí)間有效。
將從油/水分離器160分離的水相162送至廢水系統(tǒng)。離開第一萃取塔120的nmp流股126(例如底部溶劑流股)將具有痕量的二聚環(huán)戊二烯作為二環(huán)戊二烯(dcpd)，其在第一萃取塔120中形成。將nmp流股126進(jìn)料至冷卻器220。在液-液萃取塔170中將dcpd痕量從nmp流股126中移開。在液-液萃取塔170中，使nmp與未萃取的產(chǎn)物流股131中的滑流174接觸。來自液-液萃取塔170的底部產(chǎn)物流股173(例如底部溶劑產(chǎn)物流股)包含純化的nmp，同時(shí)塔頂產(chǎn)品流171包含溶解在c5流股和nmp中的dcpd。然后可以將頂部產(chǎn)物流股171送至另一個(gè)液-液萃取塔190，其中用水洗滌，并由水流股191進(jìn)料至液-液萃取塔190。底部產(chǎn)物流股193包含引導(dǎo)至第二萃取塔130的nmp水混合物，而頂部產(chǎn)物流股192包含c5和不含與c6+烴112中的脫戊烷底部流股組合的nmp的dcpd烴。
在本文中公開的方法包括至少以下的實(shí)施方式：
實(shí)施方式1：一種從包含c5烴的混合物中萃取異戊二烯的方法，包括：將包含c5烴的混合物進(jìn)料到第一萃取蒸餾塔中并通過與第一極性溶劑接觸來萃取蒸餾混合物從而形成包含異戊二烯的第一塔頂產(chǎn)物以及包含環(huán)戊二烯且基本上不包含二環(huán)戊二烯的第一滑流；將第一塔頂產(chǎn)物進(jìn)料到第二萃取蒸餾塔中并通過與第二極性溶劑接觸來萃取蒸餾第一塔頂產(chǎn)物從而形成包含未萃取的c5烴的第二塔頂產(chǎn)物以及包含異戊二烯和其他烴的第二滑流；在溶劑洗滌塔中用水洗滌第二滑流；在冷卻器中冷卻第二塔頂產(chǎn)物；以及在蒸餾塔中蒸餾第二塔頂產(chǎn)物來形成包含高純度異戊二烯的第三塔頂產(chǎn)物和底部產(chǎn)物。
實(shí)施方式2：一種從包含c5烴的混合物中萃取異戊二烯的方法，包括：將包含c5烴的混合物進(jìn)料到第一萃取蒸餾塔中并通過與第一極性溶劑接觸來萃取蒸餾混合物從而形成包含異戊二烯的第一塔頂產(chǎn)物以及包含環(huán)戊二烯且基本上不包含二環(huán)戊二烯的第一滑流；將第一塔頂產(chǎn)物進(jìn)料到第二萃取蒸餾塔中并通過與第二極性溶劑接觸來萃取蒸餾第一塔頂產(chǎn)物從而形成包含未萃取的c5烴的第二塔頂產(chǎn)物以及包含異戊二烯和其他烴的第二滑流；在溶劑洗滌塔中移開第二滑流中的溶劑雜質(zhì)；冷卻第二塔頂產(chǎn)物；以及在蒸餾塔中蒸餾第二塔頂產(chǎn)物來形成包含高純度異戊二烯的第三塔頂產(chǎn)物和底部產(chǎn)物。
實(shí)施方式3：根據(jù)實(shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?所述的方法，進(jìn)一步包括在溶劑洗滌塔中用水洗滌第一滑流，以及冷卻第一塔頂產(chǎn)物，以及將第一滑流分離成包含環(huán)戊二烯且基本上不包含二環(huán)戊二烯的油餾分以及包含極性溶劑的水餾分。
實(shí)施方式4：根據(jù)實(shí)施方式1-3中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括通過在液-液萃取塔中與底部溶劑流股接觸來處理第一萃取蒸餾塔的底部溶劑流股以移開二環(huán)戊二烯雜質(zhì)，得到純化的底部溶劑產(chǎn)物流股以及包含烴和二環(huán)戊二烯的頂部產(chǎn)物流股。
實(shí)施方式5：根據(jù)實(shí)施方式4所述的方法，進(jìn)一步包括在第二液-液萃取塔中用水洗滌頂部產(chǎn)物流股以移開烴中的溶劑以及作為共進(jìn)料將溶劑返回到第二萃取蒸餾塔中，并將烴作為進(jìn)料材料送至裂解器中。
實(shí)施方式6：根據(jù)實(shí)施方式1-5中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括將包含環(huán)戊二烯的油餾分再循環(huán)到裂解器中以形成一種或多種烯烴。
實(shí)施方式7：根據(jù)實(shí)施方式1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其中，第三塔頂產(chǎn)物具有按質(zhì)量計(jì)至少99.5％的異戊二烯純度。
實(shí)施方式8：根據(jù)實(shí)施方式1-7中任一項(xiàng)所述的方法，其中，第一極性溶劑和第二極性溶劑是n-2-甲基吡咯烷酮。
實(shí)施方式9：一種從包含c5至c10烴的熱解氣混合物中萃取異戊二烯的方法，包括：在脫戊烷蒸餾塔中蒸餾熱解氣混合物來形成包含c5烴的第一塔頂產(chǎn)物和包含c6至c10烴的第一底部產(chǎn)物；將第一塔頂產(chǎn)物進(jìn)料到第一萃取蒸餾塔中并通過與第一極性溶劑接觸來萃取蒸餾第一塔頂產(chǎn)物從而形成包含異戊二烯的第二塔頂產(chǎn)物以及包含環(huán)戊二烯且基本上不包含二環(huán)戊二烯的第一滑流；將第二塔頂產(chǎn)物進(jìn)料到第二萃取蒸餾塔中并通過與第二極性溶劑接觸來萃取蒸餾第二塔頂產(chǎn)物從而形成包含未萃取的c5烴的第三塔頂產(chǎn)物以及包含異戊二烯和其他烴的第二滑流；蒸餾第二滑流；在溶劑洗滌塔中洗滌第二滑流；冷卻第二塔頂產(chǎn)物；以及將第二塔頂產(chǎn)物進(jìn)料到蒸餾塔中來形成包含高純度異戊二烯的第四塔頂產(chǎn)物和底部產(chǎn)物。
實(shí)施方式10：根據(jù)實(shí)施方式9所述的方法，進(jìn)一步包括冷卻第一洗滌的滑流，以及將第一洗滌的滑流分離為包含環(huán)戊二烯且基本上不包含二環(huán)戊二烯的油餾分以及包含極性溶劑的水餾分。
實(shí)施方式11：根據(jù)實(shí)施方式10所述的方法，進(jìn)一步包括將包含環(huán)戊二烯的油餾分再循環(huán)到裂解器中以形成一種或多種烯烴。
實(shí)施方式12：根據(jù)實(shí)施方式9-11中任一項(xiàng)所述的方法，其中，第四塔頂產(chǎn)物具有按質(zhì)量計(jì)至少99.5％的異戊二烯純度。
實(shí)施方式13：根據(jù)實(shí)施方式9-12中任一項(xiàng)所述的方法，其中，第一極性溶劑和第二極性溶劑是n-2-甲基吡咯烷酮。
一般而言，本發(fā)明可以可替換地包含在本文中公開的任何適當(dāng)?shù)慕M分、由其組成或基本上由其組成。本發(fā)明可以另外地或可替換地配制成沒有或基本上不含現(xiàn)有技術(shù)組合物中使用的或在其它情況下不是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的功能和/或目的所必需的任何組分、材料、成分、佐劑或物質(zhì)。涉及相同的組分或者性質(zhì)的所有范圍的端點(diǎn)是包括在內(nèi)的并且是可獨(dú)立地結(jié)合(例如，“小于或等于25wt％，或5wt％至20wt％”的范圍是包括端點(diǎn)以及“5wt％至25wt％”范圍的所有中間值等)。除了更寬范圍之外的較窄范圍或更具體的組的公開并不表示對(duì)較寬范圍或較大組的放棄?！敖M合”包括共混物、混合物、合金、反應(yīng)產(chǎn)物等。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等在本文中不表示任何順序、數(shù)量、或重要性，而是用于表示區(qū)分一個(gè)要素與另一要素。術(shù)語“一個(gè)”和“一種”和“該”本文中并不表示對(duì)數(shù)量的限制，除非本文中另有說明或與上下文明顯矛盾，應(yīng)解釋為包括單數(shù)和復(fù)數(shù)兩者?！盎颉笔侵浮昂?或”。如在本文中使用的后綴“(s)”旨在包括其修飾的術(shù)語的單數(shù)和復(fù)數(shù)兩者，因此包括該術(shù)語的一種或多種(例如，膜(film(s))包括一種或多種薄膜)。貫穿說明書的提及的“一個(gè)實(shí)施方式”、“另一個(gè)實(shí)施方式”、“實(shí)施方式”等是指連同實(shí)施方式所描述的特定元件(例如，性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、和/或特征)包含在本文中所描述的至少一個(gè)實(shí)施方式中，并且可以存在或不存在于其它實(shí)施方式中。另外，應(yīng)該理解的是，所描述的要素可以以任何合適的方式組合于各個(gè)實(shí)施方式中。
與數(shù)量相關(guān)聯(lián)使用的修飾語“約”包括所述值，并具有上下文所表示的含義(例如，包括與特定數(shù)量的測(cè)量有關(guān)的誤差程度)。符號(hào)“±10％”是指指示的測(cè)量值可以是從所述值的減10％的量至所述值的加10％的量。除非另外指出，否則本文所使用的術(shù)語“前”、“后”、“底部”、和/或“頂部”僅為了描述方便，并不限于任何一個(gè)位置或空間方位?！翱蛇x的”或“可選地”是指隨后所描述的事件或狀況可以發(fā)生或可以不發(fā)生，并且該描述包括其中事件發(fā)生的情況以及其中事件不發(fā)生的情況。除非另有定義，否則在本文中使用的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的相同的含義?！敖M合”包括共混物、混合物、合金、反應(yīng)產(chǎn)物等。
通過引證以它們的全部?jī)?nèi)容將所有引用的專利、專利申請(qǐng)、及其他參考合并于此。然而，如果本申請(qǐng)中的術(shù)語與結(jié)合的參考的術(shù)語相沖突或矛盾，則本申請(qǐng)的術(shù)語優(yōu)先于結(jié)合的參考的沖突的術(shù)語。
雖然已經(jīng)描述了特定的實(shí)施方式，但是本申請(qǐng)人或本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員可以想到當(dāng)前不可預(yù)見的或可能不可預(yù)見的替代、修改、變體、改進(jìn)和實(shí)質(zhì)等效物。因此，所提交的以及可能被修改的所附權(quán)利要求旨在涵蓋所有這樣的替代、修改、變體、改進(jìn)和實(shí)質(zhì)等效物。