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异戊二烯生产技术分析

异戊二烯是裂解C5中用途最大、含量最高的组分之一，通常是从裂解重质

液态烃的混合C5馏分萃取而得。异戊二烯的生产方法主要有脱氢法、合成法和

萃取蒸馏法等三种。

脱氢法

脱氢法按原料分为异戊烷脱氢和异戊烯脱氢，按反应机理分为催化脱氢和氧

化脱氢。目前催化脱氢法在美国古特里奇公司、荷兰西埃鲁公司和俄罗斯有工业

化生产装置。

异戊烷两步催化脱氢法原料异戊烷来自催化裂化或直馏汽油，先将异戊烷

脱氢为异戊烯，再将异戊烯催化脱氢生产异戊二烯，再用乙腈或二甲基甲酰胺萃

取蒸馏得高纯度的异戊二烯产品。该方法的特点是原料便宜易得，但工艺流程比

较复杂。异戊烷两步催化脱氢法是独联体和东欧国家生产异戊二烯的主要方法。

异戊烯催化脱氢原料异戊烯是从炼油厂C5馏分中抽提分离而得。异戊烯

催化脱氢制粗异戊二烯包括脱氢、吸附和精馏3个步骤，为了制得聚合级产品，

粗异戊二烯还必须经过萃取法将其净化。该方法的特点是原料异戊烯的浓度范围

宽(10%～30%)，但近年已不采用该方法生产异戊二烯。

化学合成法

化学合成法主要包括异丁烯-甲醛法、乙炔-丙酮法、丙烯二聚法等。

异丁烯-甲醛法采用异丁烯和甲醛为原料生产异戊二烯，因此又称为烯醛

合成法。可分为一步法和两步法，一步法正在开发中，两步法1964年由前苏联

开发，于1972年在日本东丽公司实现工业化。

异丁烯-甲醛一步法分液相和气相合成两种，气相合成法是采用磷酸盐催

化剂或氧化硅和氧化锑为催化剂，甲醛和异丁烯气体进行反应生成异戊二烯。液

相合成法是用抽提丁二烯后含异丁烯的抽余C5馏分经水合生成的叔丁醇为原

料，以固体酸或溶液酸为催化剂，过量叔丁醇(或异丁烯)和甲醛进行液相反应生

成异戊二烯。

该工艺具有很好的发展前景，但目前仍处于开发阶段，未能工业化的原因主

要是单程转化率及选择性较低。

异丁烯-甲醛两步法异丁烯和甲醛在稀硫酸催化剂存在下发生反应生成

4,4-二甲基-1,3-二氧杂环己烷后，在磷酸型催化剂存在下进一步裂解生成异戊

二烯。二步法的原料异丁烯可采用炼油厂C5馏分和/或乙烯裂解C5馏分，甲醛

则采用37%～40%的甲醛水溶液。该法是由日本开发并实现了工业化，俄罗斯也

实现了工业化。此法的缺点是流程长、成本高、收率低、选择性差。

乙炔-丙酮法由乙炔和丙酮为原料合成异戊二烯。最初由意大利SNAM公司

开发，1970年在意大利的Renenna实现工业化，建有3万吨工业装置。该工艺

过程主要包括乙炔和丙酮在液氨中经氢氧化钾催化合成甲基丁炔醇的炔化反应，

以丙酮计收率可达95%；甲基丁炔醇经钯催化剂加氢生成甲基丁烯醇的选择加氢

反应，加氢收率大约为99%；甲基丁烯醇在三氯化铝催化作用下脱水生成异戊二

烯的脱水反应，选择性可达99.8%。该方法的特点是异戊二烯收率高，可达89%，

操作条件缓和，设备可采用碳钢，但原料乙炔和丙酮价格较高。并且所使用的乙

炔危险性很大，故一般不予采用。

丙烯二聚法由美国固特异和ScientificDesign公司开发，于1962年在

美国建成一套6万吨装置。该工艺过程包括丙烯二聚成2-甲基-1-戊烯，丙烯转

化率60%~95%，选择性95%；异构化反应转化率70%~75%，选择性90%~99%；裂解

(脱甲基)，异戊二烯总收率为原料的5O%~70%。该方法的特点是原料消耗高、收

率低，丙烯价格是该工艺是否具有竞争能力的关键。

萃取蒸馏法

异戊二烯的工业分离方法主要是溶剂萃取蒸馏法。根据所用溶剂的不同，分

离方法主要有乙腈(ACN)法、二甲基甲酰胺(DMF)法和N-甲基吡咯烷酮(NMP)法，

近年开发出多种新的分离方法，并逐渐在工业生产中得到应用。

ACN法是国外广泛采用的C5馏分分离方法之一。日本合成橡胶(JSR)、埃

克森美孚、壳牌等公司均成功开发了ACN法分离C5馏分工艺并建成工业装置。

ACN法的特点是乙腈来源丰富、价格低廉、对设备腐蚀性小。溶剂粘度低、

萃取塔效率高、操作温度低、物料发生聚合而造成设备堵塞等问题比较容易得到

解决。但分离出来的异戊二烯纯度不高，只能满足作为丁基橡胶原料规格的要求。

如果要达到异