综述 | C5能干点啥？——C5的资源化利用

本文首发于公众号：沧海化工工作室，为本公众号与其共同创作，转载请联系获得授权

最近有小伙伴在后台提到关C5（碳五）资源化利用的问题，小编们经过充(yi)分(pai)考(nao)虑(dai)决定出两三期关于C5方面的推送，让大家对这个方面有一个大致的认识。

C5是个啥？打哪儿来？

C5，顾名思义，五个碳的有机烃类，主要包括烷烃、烯烃。碳五的来源并没有特别广泛，主要就集中在重整装置、乙烯裂解装置、煤制烯烃装置、煤制石脑油装置。由于出自不同的工艺，C5馏分具有各自的特点，重整装置预加氢拔头油的C5戊烷含量较高（主要是正戊烷、异戊烷）；乙烯裂解装置的C5典型组成为戊二烯（双环戊二烯、异戊二烯、间戊二烯）、戊烷以及其他烯烃；煤制烯烃装置C5主要为烯烃，因此也叫高烯烃C5；煤制石脑油的C5中戊烷含量一般在80%以上。

表1 国内主要乙烯装置裂解C5 的组成分析^[1]

C5利用现状如何？

我国是全球第二大乙烯生产国，随着我国乙烯工业的快速发展，以及大型炼化一体化项目的接连建设投产，C5的产量也是逐年攀升。仅就裂解C5而言，2015年我国裂解C5已经达到350万吨/年^[2]。随着浙江舟山石化、大连恒力、中科炼化等企业的介入和中石化、中化国际、中海油等央企新一轮发展，预计每年增加C5资源70万~80万吨，但是我国目前C5加工能力只有200万吨/年（实际开工率更低）^[3]，与发达国家的差距还是较大^[4]。因此，如何开展好碳五馏分的合理利用已成为重要课题^[5]。

表2 我国主要碳五分离装置能力 万吨/年^[3]

C5能用来做什么？

C5组分主要包括烷烃和烯烃，戊烷主要可以用作发泡剂，现在也有烷烃催化脱氢/裂解生产其他低碳烯烃的技术；而对于烯烃而言，以乙烯裂解C5为例，目前国内对裂解C5的利用，各石化企业根据自身的特点，大致分为三种：一种是用作燃料，一种是加氢后用于补充裂解原料，另外一种是用来生产C5石油树脂^[6]。在乙烯裂解C5的综合利用中，最具有利用价值的是异戊二烯、间戊二烯和（双）环戊二烯^[7]。以世界上C5利用率最高的企业——日本瑞翁（zeon）公司为例，其C5综合利用率80%以上，衍生产品涵盖了石油化学品、专用化学品、精细化学品和医药化学品等领域，产品有异戊橡胶、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SIS）、固化剂、反应注射成型（RIM）制品、石油树脂、环烯共聚物、各种香精香料、各种五元环溶剂及中间体。

图1 裂解C5综合利用路线简图^[6]

图2 裂解C5馏分主要衍生产品^[8]

表3 我国现有裂解C5组分下游装置构成^[4]

目前，我国C5组分利用与国外先进水平间的差距，主要体现在下游产品的研发能力上。这种差距既包括丁基橡胶、异戊橡胶、SIS等我国已经拥有自主知识产权的产品和技术上，也包括C5石油树脂特别是加氢石油树脂、高纯度双环戊二烯生产等传统领域以及环烯共聚物、聚双环戊二烯（RIM）等新兴领域上。

随着未来碳五资源量、在建和拟建装置的增多，我国碳五资源深加工利用已经进入新的阶段。但碳五石油树脂生产技术、双环戊二烯改性不饱和聚酯树脂生产过程中存在的环保问题短期内如不能取得实质性解决，将有可能加剧我国碳五资源利用中异戊二烯利用充分、而双环戊二烯和间戊二烯利用较差的不均衡性，也将影响我国碳五资源的综合利用，需要认真对待并加以解决。

【参考文献】

[1]   赵健. 简述碳五分离技术[J]. 广东化工, 2012, 39(14):84-85.

[2]   孙丙亭. 反应精馏在裂解碳五分离中的应用 [J]. 化工管理, 2015, (12):98.

[3]   干道龙. 过剩的碳五销往何处[J]. 中国石油石化, 2018, (11):46-47.

[4]   李美莹. 我国裂解碳五资源利用现状及分析 [J]. 当代石油石化, 2012, 20(11):18-22.

[5]   刘学峰. 天津石化公司碳五资源的综合利用 [J]. 精细石油化工, 2011, 28(06):71-73.

[6]   董少磊, 郝庆君, 程广伟. 乙烯装置副产裂解碳五综合利用的探讨 [J]. 石化技术, 2019,26(08):316-317.

[7]   崔小明. 加快碳五资源中异戊二烯的开发利用 [J]. 中国石化, 2009, (10):29-31.

[8]   郭强, 王晓琴, 赵弋嘉. 碳五分离技术及双环戊二烯的发展前景 [J]. 新材料产业, 2010,(08):64-68.

编辑：小海老师  Eric

2020化工设计竞赛交流QQ群（群号：865142650）

化工设计Club交流QQ群（群号：881289423）

化工设计微信群请加小编微信：hgsheji，拉你进群

欢迎加群交流~