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裂解碳五(C5)馏分是石脑油及其它重质烃裂解制乙烯过程中的副产物，含量大约为乙烯产量的12％～20％左右。C5馏分中主要是烷烃、单烯烃、双烯烃和炔烃，其中含量较多的异戊二烯(IP)、间戊二烯(PD)和环戊二烯(CPD)，约占C5馏分产量的40％～60％。这些双烯烃的化学性质活泼，具有较高的利用价值，是精细化工和合成石油树脂产业链的重要化工原料。但由于C5馏分组成复杂，组分间沸点相近，相对挥发度小，而且组分之间容易形成共沸，使得C5馏分的分离过程变得较为复杂。目前，国内一般使用热二聚方法先除去C5馏分中大部分的CPD，然后用两段式萃取精馏和普通精馏相结合的方法分离出聚合级IP，常用的萃取剂为二甲基甲酰胺(DMF)、乙腈(CAN)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)。在萃取分离IP的过程中，各精馏塔内存在着不同程度的双烯烃聚合反应。但在对萃取分离IP的流程进行模拟计算时，因为反应精馏计算复杂，通常将各精馏塔内的分离过程简化为纯物理分离过程，导致模拟计算结果与工业实际生产结果存在一定的偏差，不能准确地反映实际生产结果。 本文首先对文献中有限的DMF-C5馏分和IP-C5馏分体系的汽液平衡数据进行数据回归，得到关键组分之间的二元交互作用参数;对于缺乏的关键组分的二元交互作用参数使用Dortmund修正的UNIFAC模型计算得到，非关键组分之间的二元交互作用参数则使用UNIFAC模型进行估算。通过以上方法建立了纯物理的IP萃取分离过程的热力学模型，并对该模型进行了检验。本文在模拟计算DMF法从C5馏分中萃取精馏分离IP时，加入这些反应动力学方程参数，建立了含微量反应的IP萃取分离模拟流程，考察全流程各台设备分离过程中双烯烃微量反应的影响。并比较了相同进料、操作条件下，纯物理分离过程与含反应精馏过程两种模拟方法的差异。通过比较两种模拟方法的计算结果，可以发现：⑴相同条件下，含微量反应的IP萃取分离流程模拟计算结果更符合实际生产情况；⑵通过对比纯物理模拟过程和含微量反应模拟过程的结果，发现脱重塔内微量反应使脱炔塔中IP产品质量分数和收率分别降低0.4％与0.5％，并使第二萃取段溶剂损失增大；⑶调整脱重塔的塔顶出料量，可以使含反应精馏过程的IP产品质量分数达到99.8％、收率达到96.0％，满足原设计对IP纯度和收率的要求。工业上分离C5馏分常用的两段式萃取精馏工艺，存在着分离流程长，第二萃取单元对溶剂纯度要求较高、溶剂损失量大、各塔操作条件苛刻等缺点。针对这些缺点，本文提出了使用两个反应精馏塔代替两段式萃取精馏分离工艺中脱重塔和第二萃取段的新工艺，缩短了IP分离流程，减少设备投资和萃取剂用量。由于新工艺所需的能耗较高，提出采用热泵和热交换的方法降低能耗。通过模拟计算结果，显示改进后的工艺，聚合级异戊二烯收率和质量分数分别较两段式萃取工艺提高了0.6％和0.2％，能耗则比两段式萃取工艺降低了16.7％。