碳四馏分分离即C馏分分离。根据C馏分的来源以及对目的产物纯度要求的不同，有不同的
分离方法。
先采用压缩、油吸收、低温吸收、深冷等方法，将湿性天然气中的氢气和甲烷与其他烷烃分开，然后根据需要，将这些烷烃（
乙烷、丙烷、丁烷及少量碳数更多的烷烃）依次逐个或分段分离。分离过程所需压力因工艺目的而异，一般为3～10MPa；所用油的沸点必须高于被吸收的烷烃；温度为-30～-90℃。当以乙烷为重点分离组分时，倾向于采用较低的温度。以丁烷为重点时，则希望温度稍高一些，以免混入较多的低碳数烷烃。由此所得的丁烷为混合物（正丁烷与异丁烷），需要时通过精馏即可将其分离。
炼厂气C馏分和裂解C馏分不同之处是，后者含有较多的丁二烯。若先将裂解C馏分中的丁二烯脱除（见彩图），其后的分离流程便与炼厂气C馏分的分离流程相同（见图）。常单独进行分离操作，也可将两者混合后进行分离。由于这些C馏分组成颇为复杂，各主要组分沸点差小，
相对挥发度甚为接近，用常规的精馏方法不易将各组分分离，目前工业上均采用萃取精馏、化学吸收和物理吸附等与精馏相结合的方法。
碳四馏分分离碳四馏分分离丁二烯分离 在C馏分的分离流程中，首先需要分出丁二烯。丁二烯的分离目前主要采用萃取精馏法，其原理是从C馏分中加入极性溶剂以扩大各组分之间的相对挥发度。此法选择性好，组分与溶剂易于分离，操作稳定，生产成本低。常用的溶剂有
二甲基甲酰胺、Ν－
甲基吡咯烷酮及乙腈等。二甲基甲酰胺对丁二烯的溶解能力较大，Ν－甲基吡咯烷酮的选择性最高，而乙腈的粘度、沸点和密度最低，有利于操作。目前，工业上多采用二甲基甲酰胺溶剂。但近期采用Ν－甲基吡咯烷酮溶剂的有所增加，乙腈溶剂则采用较少。丁二烯的萃取精馏分离过程,一般分为两个阶段完成，在第一级萃取精馏时,C馏分中挥发度高的组分如丁烯及丁烷由塔顶分出，通常称为C馏分抽余液，可作为进一步分离丁烯异构物的原料。由塔釜分出的萃取液中含有溶剂、丁二烯及少量丁烯和炔烃等杂质，将其进行汽提（即解吸），以丁二烯为主的组分由塔顶蒸出。所得粗丁二烯经第二级萃取精馏，除去其中所含的对聚合反应有害的炔烃等杂质，然后通过精馏，即可获得纯度为99.5%的聚合级丁二烯。
异丁烯的分离 由丁二烯分离过程所得的C馏分抽余液和炼厂气C馏分，都含有丁烯的各种异构体和丁烷、异丁烷。在化工利用方面,各种丁烯异构体更为重要,故在随后的分离过程中，目的产物是丁烯异构体，同时也能获得丁烷产品，主要方法有：
工业上应用最广的一种。其原理为利用C馏分中的异丁烯与45%～65%硫酸进行选择性反应，生成的硫酸叔丁酯水解后，得叔丁醇及硫酸。叔丁醇在
活性氧化铝等催化剂存在下，脱水成为异丁烯，经精馏得纯度为99.0%～99.9%的异丁烯产品，回收率可达92%。
原理与吸收法相似，利用磺酸型
离子交换树脂等酸性催化剂，将异丁烯直接水合为叔丁醇，叔丁醇经催化脱水及精馏分离，可获得异丁烯产品。此法设备腐蚀问题较少，但反应效率较低，应用不广。
这是目前发展很快的分离方法，原理是利用C烃中异丁烯与甲醇在
强酸性阳离子交换树脂作用下,能选择性地醚化为
甲基叔丁基醚。1973年，意大利斯纳姆公司和阿尼克公司基于此首先建立了第一套合成甲基叔丁基醚工业装置，异丁烯转化率高达99.9%以上。甲基叔丁基醚分出后，视其使用要求，或作为高辛烷值无铅
汽油添加剂（见汽油），或通过催化裂解制取纯异丁烯，但后者迄今尚无工业化报道。
正丁烯的分离 分离过异丁烯的剩余C烃，经过精馏，可获得纯度达99.5%以上的
1-丁烯。
此外，还有异构化法和分子筛吸附分离法，前者是将C馏分中与异丁烯沸点差最小的1-丁烯异构化成
2-丁烯，然后通过精馏与异丁烯分离；后者采用以钡或钾改性的X型或Y型分子筛为吸附剂，选择性地从C馏分中分离出正丁烯，但此法至今尚未工业化。（见丁烯）