丁二烯生产技术

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丁二烯的生产

丁二烯的生产


C4馏分抽提生产丁二烯,根据所用溶剂的不同,
又可分为乙腈法(ACN)、二甲基甲酰胺法(DMF)和N-甲
基吡咯烷酮法(NMP) 。
碳四抽提丁二烯的方法
①乙腈法(ACN法)
②二甲基甲酰胺法 (DMF法)
③ N-甲基吡咯烷酮法 (NMP法)
该法最早由美国Shell公司开发成功, 并于1956年实现工业化生产。它以含水 10%的乙腈(ACN)为溶剂,由萃取、闪
ACN法
中石化上海石化
11.0
DMF法
上海赛科石化
9.0
NMP法
中石油大庆石化
8.1
DMF法
中石化高桥石化
4.5
ACN法
中石油独山子石化 3.5
NMP法
中石化工广州石化 3.4
DMF法
北京东方石化
3.0
NMP法
锦州石化
3.0
ACN法
蓝星天津石化
3.0
NMP法
辽宁辽阳金兴化工厂 3.0
ACN法
中石油抚顺石化
物理性质
常温常压下为无色而略带大蒜味的气体,沸 点为-4.4℃。 液体丁二烯极易挥发,闪点低,易燃易爆, 其爆炸极限为2~11.5%(体积)。 丁二烯有毒,低浓度下能刺激粘膜和呼吸道, 高浓度能引起麻醉作用,空气中允许浓度为 100mg/m3。
化学性质与用途
丁二烯容易发生自聚作用,也容易与其它 单体进行共聚作用,它是生产合成橡胶和各种 树脂的重要原料。
5、维持适宜 的回流比
生因产此中不温易度操一作般。比塔顶温度高3~
5℃。
任务四 生产工艺流程的组织
1、CAN法
1-脱C3塔;2-脱C5塔;3-丁二烯萃取精馏塔;4-丁二烯蒸出塔;5-炔烃萃取精馏塔; 6-炔烃蒸出塔;7-丁烷、丁烯水洗塔;8-丁二烯水洗塔;9-乙腈回收塔; 10-脱轻组分塔;11-脱重组分塔;12-乙腈中间贮槽

乙腈法生产丁二烯难点问题探究

乙腈法生产丁二烯难点问题探究

乙腈法生产丁二烯难点问题探究摘要:乙腈抽提法生产丁二烯,即以乙腈为溶剂,利用萃取精馏和普通精馏的方法,从乙烯装置的副产碳四馏份中将丁二烯分离出来。

由于丁二烯的化学性质活泼,极易发生反应,造成各生产单元设备堵塞,泄漏等问题,存在一定的安全隐患。

本文主要针对生产过程中的难点问题进行探究和提出相应的解决对策。

关键词:乙腈法、丁二烯、难点、对策简介:乙腈法生产丁二烯工艺共分为5个单元,萃取精馏单元、丁二烯精制单元、水洗及溶剂回收单元、热水循环单元、回丁处理单元。

丁二烯装置利用乙烯装置裂解碳四为原料抽提分离出丁二烯。

在原料碳四馏份中除含丁二烯外,还有丁烷、丁烯、丁炔等多种C3~C5 烃类,这些组份沸点相近,又能形成共沸物,当在分离系统中加入溶剂乙腈后,各组份间的相对挥发度差值增大。

利用两级萃取精馏的方法,先除去丁烷、丁烯,后除去碳四炔烃,即得粗丁二烯;再经两级精馏除去重组份及丙炔,制得聚合级产品丁二烯。

1.丁二烯的物化性质丁二烯属共轭二烯烃,化学性质十分活泼,极易于氧发生反应。

无色无臭气体。

能溶于丙酮、苯、乙酸、酯等多数有机溶剂。

不能与下列物质共存:强氧化剂、卤素、氧。

火灾和爆炸:与空气混合能形成爆炸性混合物。

接触热、火星、火焰或氧化剂易燃烧爆炸。

化学反应性:遇高热可发生聚合反应,放出大量热量而引起容器破裂和爆炸事故。

3.1丁二烯装置脱轻塔一.塔底再沸器泄漏丁二烯装置脱轻塔由两台再沸器共同加热。

一个热源由溶剂回收塔顶乙腈和水馏出蒸汽加热,后者由循环热水提供换热。

被加热介质为高纯度丁二烯。

在再沸器气相管线阀门处很容易发生泄漏。

(图片 1)图片1 再沸器气相管线阀门泄漏图片 2 脱轻塔放空线堵塞原因分析:1.再沸器气相管线阀门一般采用闸阀,它存在一个白色阀腔区域,这个部分是一个死角,丁二烯在阀腔内无法流通,长时间停留。

在法兰和阀杆等密封处渗氧时,就会产生丁二烯端聚物。

丁二烯端聚物持续增长膨胀致使法兰变形泄漏。

丁二烯生产工艺技术

丁二烯生产工艺技术

丁二烯生产工艺技术丁二烯是一种重要的工业原料和化学品。

它是一种无色的气体,具有良好的弹性、电绝缘和耐化学腐蚀性能。

丁二烯广泛应用于合成橡胶、塑料、纤维、树脂和溶剂等方面。

下面将介绍一种常用的丁二烯生产工艺技术。

丁二烯的生产主要通过裂解石油烃和液化碳氢化合物来实现。

常用的丁二烯生产工艺中,最常用的方法是通过溶剂裂解。

下面简要介绍。

首先,将石油烃(如重油、轻油等)和液化碳氢化合物(如丙烷、丙二烯等)与溶剂(如丙酮、苯等)混合并预热,形成混合料。

然后将混合料注入裂解炉中,加热至高温,使之裂解。

在裂解炉内,石油烃和液化碳氢化合物被裂解成各种烃类和炔类化合物。

其中,丁二烯是最重要的产物之一。

裂解反应一般在催化剂的存在下进行,以提高反应效率和选择性。

常见的催化剂有粉末石英、铝酸盐等。

裂解反应得到的混合物通过冷却和分离后,从中提取纯净的丁二烯。

具体分离方法包括采用低温分离、沉淀分离和吸附分离等。

在分离过程中,一定要注意对环境的保护,避免有害物质外泄。

最后,通过蒸馏等工艺将提取的丁二烯进行精炼处理,以提高其纯度和质量。

在精炼过程中,还可以对丁二烯进行进一步的处理,如加氢、加氧等,以获得不同的丁二烯衍生物。

丁二烯生产工艺技术的发展离不开对设备的不断改进和创新。

目前,已经出现了一些新型的丁二烯生产技术,如基于甲醇裂解和基于生物质资源的生物裂解技术。

这些新技术具有环保、高效和可持续发展的优势,将在未来得到更广泛的应用。

总之,丁二烯的生产工艺技术是一个复杂而重要的过程。

通过不断改进和创新,我们可以提高丁二烯的产量和质量,同时减少对环境的影响,为工业生产提供可靠的丁二烯资源。

丁二烯萃取精馏工艺设计

丁二烯萃取精馏工艺设计

丁二烯萃取精馏工艺设计丁二烯是一种重要的基础化学品,广泛应用于合成合成橡胶、塑料、树脂和油墨等领域。

丁二烯的生产通常采用烷基锂催化剂聚合反应,生成丁二烯和其他杂质。

为了获得高纯度的丁二烯,需要进行精馏分离。

丁二烯萃取精馏是目前广泛采用的一种分离技术,具有操作简便、分离效率高、产品纯度高等优点。

丁二烯萃取精馏工艺的设计涉及到多个关键参数,如萃取剂种类、萃取剂用量、精馏塔塔板数目、进料温度、进料流量等。

下面将从这些方面介绍丁二烯萃取精馏工艺的设计。

1. 萃取剂种类萃取剂是丁二烯萃取精馏中的关键因素之一。

常用的萃取剂有苯、甲苯、二甲苯、正庚烷等。

不同的萃取剂对丁二烯的分离效果有所不同。

例如,苯的选择性较高,但易与丁二烯发生加成反应,形成高沸点产物,影响精馏效果。

因此,在选择萃取剂时应综合考虑其分离效果和化学性质,并选择合适的物料组合。

2. 萃取剂用量萃取剂用量是影响丁二烯萃取精馏效果的另一个重要因素。

一般而言,萃取剂用量越大,分离效果越好,但同时也会增加成本。

在确定萃取剂用量时,应综合考虑经济性和工艺效果,选择合适的用量。

3. 精馏塔塔板数目精馏塔塔板数目对丁二烯萃取精馏的分离效果有着极大的影响。

塔板数目越多,精馏分离效果越好,但同时也会增加设备复杂度和成本。

在选择塔板数目时,应根据实际情况,综合考虑分离效果和成本,选择适当的塔板数目。

4. 进料温度和进料流量进料温度和进料流量是丁二烯萃取精馏中比较重要的参数。

进料温度过高会导致产物分解,影响精馏效果;进料流量过大会降低分离效率。

在确定进料温度和进料流量时,应综合考虑分离效果和工艺经济性,选择合适的操作条件。

丁二烯萃取精馏工艺的设计需要综合考虑多个参数,包括萃取剂种类、萃取剂用量、精馏塔塔板数目、进料温度和进料流量等。

在设计工艺时,应根据实际情况,综合考虑分离效果和成本,选择合适的操作条件,以获得高效、经济、稳定的生产工艺。

丁二烯生产技术进展及国内外市场分析

丁二烯生产技术进展及国内外市场分析

丁二烯生产技术进展及国内外市场分析1.引言-介绍丁二烯的基本概念和应用领域-阐述本文的研究目的和意义2.丁二烯生产技术进展-传统工艺生产丁二烯的介绍-现代工艺生产丁二烯的介绍-分析传统工艺和现代工艺的优缺点3.国内外丁二烯市场分析-分析国内外丁二烯市场的需求量和产能-分析中国丁二烯产业的现状和发展趋势-分析全球丁二烯市场的竞争格局和趋势4.丁二烯生产技术的改进与发展-引进和开发新技术的介绍-分析新技术的优势和局限性-探讨改进和发展丁二烯生产工艺的前景5.结论-对丁二烯市场和生产技术的变化作出预测-指出我国丁二烯产业的发展方向和策略-总结本文的重点和意义6.参考文献-列举本文引用的参考文献资料1. 引言丁二烯是一种非常重要的工业化学品,具有广泛的应用领域,例如合成橡胶、合成塑料、制药等方面。

随着工业化和城市化的迅速发展,丁二烯的需求量日益增加,丁二烯产业也成为了一个具有重要意义的产业。

然而,丁二烯的生产技术在不断进步和改进,同时国内外竞争激烈。

因此,本文旨在探究丁二烯生产技术的进展并分析其在国内外市场的现状和前景。

2. 丁二烯生产技术进展传统工艺生产丁二烯主要包括磷酸催化剂法、氧化法和烷基化法。

其中,磷酸催化剂法生产效率较高,在丁二烯产业的早期发挥了重要作用。

但是,该方法存在催化剂烧结和生产过程中产生的环境污染等问题。

现代工艺生产丁二烯主要包括轻质烃烷基化技术和蒸汽裂解技术。

轻质烃烷基化技术是利用催化剂在高温和高压下使质子转移,产生丁二烯。

该方法具有生产效率高、环保等优点,被广泛应用于现代丁二烯产业。

蒸汽裂解技术是将烃类在高温和高压下裂解,制得丁烷、丁二烯等有机物,是目前最主要的丁二烯生产工艺。

传统工艺和现代工艺各有优劣。

传统工艺能够生产高纯度的丁二烯,但是成本比较高并且存在环境污染问题。

现代工艺具有较低的生产成本和环境污染较小的特点,但是其产品质量相对较差。

因此,现代制造商会在传统工艺和现代工艺之间选择合适的方法来生产丁二烯。

丁二烯生产工艺流程设计与安全评价

丁二烯生产工艺流程设计与安全评价

丁二烯生产工艺流程设计与安全评价丁二烯是一种重要的化工原料,在合成橡胶、塑料和化学品制造中具有广泛的应用。

为了确保丁二烯的生产过程高效、安全、稳定,需要进行工艺流程设计和安全评价。

本文将探讨丁二烯生产工艺的流程设计以及安全评价的相关内容。

一、工艺流程设计1. 原料准备:丁二烯的主要原料是丁烯和乙醇。

其中丁烯为乙醇脱水制备,需要确定合适的脱水剂、温度和时间等参数,以提高丁烯的纯度和产率。

2. 反应装置设计:丁二烯的生产主要是通过丁烯的烯烃加聚反应完成的。

反应器的设计应考虑反应温度、压力、催化剂的选择以及反应器的尺寸和材料等因素。

同时,为了提高反应效率和产品质量,还需要考虑适当的搅拌和冷却条件。

3. 分离纯化:在反应后,需要进行产品的分离纯化。

这包括对乙醇催化剂的回收利用、丁二烯和其他副产物的分离、纯化和再生等步骤。

分离纯化过程的设计需结合实际情况和工艺要求,选择适当的分离技术和设备,以提高产品的纯度和收率。

4. 产品储存和运输:生产完成后,丁二烯需要储存和运输至下游工艺或客户处。

应选择适当的储罐和容器,对丁二烯进行储存和包装,确保产品的安全性和稳定性。

二、安全评价1. 火灾和爆炸风险评估:丁二烯是易燃易爆的化学品,因此应对生产过程中的火灾和爆炸风险进行评估。

包括对原料、反应装置、储存设施和环境条件等因素进行分析,预测潜在的火灾和爆炸风险,并采取相应的措施进行防范。

2. 有害物质防护:丁二烯的生产过程中还包括一些有害物质的生成和释放,如有毒气体、废水和废气等。

应对这些有害物质进行评估,确定其对环境和人体的潜在风险,并采取相应的防护设施和处理措施,以减少对环境和人体的影响。

3. 装置安全设计:在丁二烯生产工厂的设计过程中,应考虑装置的安全设计。

包括对设备的选择、设计和材料的选择,以及安全设备的设置。

同时,在施工和运营过程中,还需要进行定期的安全检查和维护,确保装置的正常运行和安全性。

4. 应急预案和培训:针对丁二烯生产过程中可能发生的事故和紧急情况,需要制定相应的应急预案。

丁二烯生产技术

丁二烯生产技术

丁二烯生产技术进展2011-08-25丁二烯通常指1,3-丁二烯,是一种非常重要的石油化工原料,可以合成顺丁橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)、丁腈橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体(SBS)、氯丁橡胶(CR)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂等多种产品,还可用于生产己二腈、己二胺、尼龙66、1,4-丁二醇等有机化工产品,用途十分广泛。

丁二烯的生产方法主要有乙烯裂解副产C4抽提法和C4烷烃或烯烃脱氢法,其中,乙烯裂解副产丁二烯约占全球丁二烯总生产能力的98%,是丁二烯的主要生产工艺。

从乙烯裂解装置副产混合C4抽提丁二烯工艺使用不同的溶剂来区分,主要有以日本合成橡胶(JSR)公司为代表的乙腈(ACN)工艺、日本瑞翁(Zeon)公司的二甲基甲酰胺(DMF)工艺和德国巴斯夫(BASF)公司的N-甲基吡咯烷酮(NMP)工艺三种流程。

自20世纪50年代丁二烯抽提工艺实现工业化以来,各大技术专利商均一直致力于技术改进,并在装置能耗物耗、运行稳定性和安全性等方面取得突破性进展,丁二烯抽提工艺也日趋成熟。

近年来,丁二烯技术研究主要集中在新型设备应用、萃取精馏系统的局部改进、反应精馏组合工艺研究、新型阻聚剂系统开发和丁二烯生产新技术的研究等方面。

1 萃取精馏工艺的改进1.1 隔壁精馏塔丁二烯第一萃取精馏工艺巴斯夫公司对传统的丁二烯抽提工艺进行了改进,第一萃取精馏塔采用隔壁精馏塔,一萃部分采用隔壁塔与萃取洗涤塔、溶剂脱气塔组合的新工艺,萃取溶剂采用含水的NMP溶液,分离可得到粗1,3-丁二烯。

C馏分换热后进入隔壁塔第一分区的中部,来自萃取洗涤塔的底部物流循环进入4第一分区的上部,来自溶剂脱气塔的一股溶剂进入第二分区的上部,第二分区的炔烃化合物塔顶抽出粗1,3-丁二烯产品,从隔壁塔的下部共用塔区域抽出含C4的溶剂,这股物流进入溶剂脱气塔进行溶剂再生,脱气塔塔釜物流循环。

来自隔壁精馏塔第一分区的顶部物流加入到萃取洗涤塔的下部,通过在萃取洗涤塔的上部区域加入一股溶剂进行逆流萃取,从萃取洗涤塔的顶部抽出抽余液。

丁二烯工艺

丁二烯工艺
利用丁烯在高温条件下进行可逆的吸热反应,由于受热力学平衡限制 在600℃和大量水蒸汽存在下反应,仍得不到较满意的丁二烯单程产率。 4、丁烯催化氧化脱氢生产丁二烯:在上一种方法基础上改进而得。催化 氧化脱氢法最优,本节仅介绍此法工艺。
一、反应原理:
1、主反应
一、反应原理:
2、副反应
一、反应原理:
一、反应原理:
3、反应动力学:
二、工艺条件:
1、反应温度:流化床H-198:593~603K;固定床B-02:603~843K 反应温度在一定范围内升高,丁烯转化率和丁二烯收率随之增加,而一氧
化碳和二氧化碳生成率之和仅略有增加,丁二烯选择性无明显变化。 温度过高,则深度氧化反应加剧,丁二烯收率下降,还会使催化剂失活;
工艺流程:
二、碳四馏分抽提丁二烯:
无论是裂解气深冷分离得到的碳四馏分,还是经丁烯氧化脱氢 得到的粗丁二烯,均是以碳四各组分为主的烃类混合物,主要含 有丁烷、正丁烯、异丁烯、丁二烯,它们都是重要的有机化工原 料。
C4的分离与C2、C3馏分相比,其最大的特点是各组分之间的 相对挥发度很小,使分离变得更加困难,采用普通精馏方法在通 常条件下将其分离是不可能的。为此工业生产中常用在碳四馏分 中加入一种溶剂进行萃取的特殊精馏来实现对C4馏分的分离。
第五章 碳四系列产品
从油田气、炼厂气和烃类裂解制乙烯的副产品中都可获得碳 四馏分。碳四系列的基本有机化工产品主要有丁二烯、顺丁烯二 酸酐、聚丁烯、二异丁烯、仲丁醇、甲乙酮等,它们是有机化学 工业的重要原料。
第一节 丁二烯的生产
丁二烯分子中具有共轭双键,化学性质活泼,能与氢、卤素、卤化氢 发生加成反应,容易发生自身聚合反应,也容易与其它不饱和化合物发 生共聚反应,是高分子材料工业的重要单体,也是有机合成的原料。其 生产方法有以下几种 1、酒精法生产丁二烯:消耗大量酒精且流程长,严重限制丁二烯发展 2、C4抽提丁二烯: 由烃类热裂解所得C4中加入某种溶剂使丁二烯分离出来。此法虽经济 简单,但数量上难以满足丁二烯发展需要。 3、丁烯催化脱氢生产丁二烯:(扩大丁二烯来源)
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丁二烯生产技术收录: 2009-02-24 发布: 2009-02-24丁二烯是一种重要的石油化工基础有机原料和合成橡胶单体,是C4馏分中最重要的组分之一,在石油化工烯烃原料中的地位仅次于乙烯和丙烯。

由于其分子中含有共轭二烯,可以发生取代、加成、环化和聚合等反应,使得其在合成橡胶和有机合成等方面具有广泛的用途,可以合成顺丁橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)、丁腈橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体(SBS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂等多种橡胶产品,此外还可用于生产己二腈、己二胺、尼龙66、1,4-丁二醇等有机化工产品以及用作粘接剂、汽油添加剂等,用途十分广泛。

丁二烯的生产方法目前,世界丁二烯的来源主要有两种,一种是从炼油厂C4馏分脱氢得到,该方法目前只在一些丁烷、丁烯资源丰富的少数几个国家采用。

另外一种是从乙烯裂解装置副产的混合C4馏分中抽提得到,这种方法价格低廉,经济上占优势,是目前世界上丁二烯的主要来源。

根据所用溶剂的不同,该生产方法又可分为乙睛法(ACN法)、二甲基甲酰胺法(DMF法)和N-甲基吡咯烷酮法(NMP法)3种。

1 乙腈法该法最早由美国Shell公司开发成功,并于1956年实现工业化生产。

它以含水10%的乙腈(ACN)为溶剂,由萃取、闪蒸、压缩、高压解吸、低压解吸和溶剂回收等工艺单元组成。

1977年Shell公司在改造中增加了冷凝器和水洗塔,并将闪蒸和低压解吸的气相合并压缩,其中约8%经冷凝送往水洗塔洗去溶剂,塔顶气相返回原料蒸馏塔,这样就除去了C4烃中的C5烃。

其余气体一部分送往高压解吸塔,另一部分作为再沸气体送往萃取蒸馏塔塔底以提供热能,从而省去了一台再沸器,降低了蒸汽用量。

水洗塔底溶剂的约1%送往溶剂回收精制系统,以保证循环溶剂的质量。

对炔烃含量较高的原料需要进行加氢处理,或采用精密精馏、两段萃取才能得到纯度较高的丁二烯。

目前,该方法以意大利SIR工艺和日本JSR工艺为代表。

意大利SIR工艺以含水5%的ACN为溶剂,采用5塔流程(氨洗塔、第一萃取精馏塔、第二萃取精馏塔、脱轻塔和脱重塔)。

在第一萃取精馏塔前加一氨水洗涤塔,用以除去原料中0.04%-0.08%(质量百分数)的醛酮。

炔烃由第二萃取蒸馏塔第75块塔板侧线采出,送往接触冷凝器。

脱重塔塔底和接触冷凝器底部物料合并,其热能回收后用于原料蒸发器。

该工艺不仅能使丁二烯收率达到96%-98%,还能使丁二烯与炔烃分离,丁二烯产品纯度可以达到99.5%以上。

该技术的特点是流程简单,溶剂解吸在萃取精馏塔下段完成;第一萃取精馏塔采用两点进料,有利于改善塔内液相的浓度分布,减少该塔上段的液相负荷,降低能耗;在第一萃取精馏塔下部设置一台换热器,起中间再沸器的作用,可充分利用塔底热能提高烃类从溶剂中的分离效率;采用在第二萃取精馏塔第75块塔板侧线除炔烃的技术,使丁二烯与炔烃几乎完全分离。

日本JRS工艺以含水10%的ACN为溶剂,采用两段萃取蒸馏,第一萃取蒸馏塔由两塔串联而成。

该工艺经过了1980年和1988年两次重大的改造。

1980年的改造采用热偶合技术,即将第二萃取蒸馏塔顶全部富含丁二烯的蒸汽,不经冷凝直接送入脱重塔中段,同时将脱重塔内下降液流的一部分从中段塔盘上抽出,送往第二萃取蒸馏塔作为塔顶回流液,这样第二萃取蒸馏塔塔顶不需要冷凝器,这部分的热量将全部加到脱重塔,使该塔塔底再沸器的热负荷比热偶合前降低40%左右,从而实现大幅度节能。

1988年的改造主要解决系统热能回收问题,即在提浓塔和脱轻塔安装中间冷凝器,将提浓塔从进料板附近上、下两段串联相接,这样即可使上塔负荷大幅度降低,又不会影响塔的操作条件。

将塔分为上下两段,下塔操作压力提高,塔内温度相应升高,这样中间冷凝器就可回收到高品位的热能。

此外,溶剂回收塔塔底废水的热能,可用于该塔进料管线的预热器,加上解析塔从侧线采出炔烃也可回收部分热能,因而该工艺在同类工艺中的能耗是最低的。

采用ACN法生产丁二烯的特点是:(1)沸点低,萃取、汽提操作温度低,易防止丁二烯自聚;(2)汽提可在高压下操作,省去了丁二烯气体压缩机,减少了投资;(3)粘度低,塔板效率高,实际塔板数少;(4)毒性微弱,在操作条件下对碳钢腐蚀性小;(5)丁二烯分别与正丁烷、丁二烯二聚物等形成共沸物,溶剂精制过程复杂,操作费用高;(6)蒸汽压高,随尾气排出的溶剂损失大;(7)用于回收溶剂的水洗塔较多,相对流程长。

2 二甲基甲酰胺法二甲基甲酰胺法(DMF法)又名GPB法,由日本瑞翁公司于1965年实现工业化生产,并建成一套4.5万吨/年生产装置。

该生产工艺包括四个工序,即第一萃取蒸馏工序、第二萃取蒸馏工序、精馏工序和溶剂回收工序。

原料C4汽化后进入第一萃取精馏塔,溶剂DMF由塔的上部加入。

溶解度小的丁烷、丁烯、C3使丁二烯的相对挥发度增大,并从塔顶分出,而丁二烯、炔烃等和溶剂一起从塔底导出,进入第一解吸塔被完全解吸出来,冷却并经螺杆压缩机压缩后进入第二萃取精馏塔进一步分离。

不含C4组分的溶剂从解吸塔底高温采出,用作萃取精馏、精馏、蒸发等工序的热源,热量回收后重新循环使用。

炔烃、丙二烯、硫化物、羰基化合物这些有害杂质在溶剂中的溶解度较高,为防止乙烯基乙炔爆炸,并进一步回收溶剂中的丁二烯,第二萃取塔底排出的富溶剂送往丁二烯回收塔,塔顶为粗丁二烯。

回收塔塔顶馏出的丁二烯和少量杂质返回第二萃取塔前的压缩机人口,塔釜含炔烃的溶剂送至第二解吸塔,从该塔塔顶分出乙烯基乙炔,稀释后用作锅炉燃料,釜液为溶剂,循环回萃取精馏塔。

经两段萃取精馏得到的粗丁二烯中的杂质采用普通精馏除去。

比丁二烯挥发度大的C3、水分等,在脱轻塔顶除去,比丁二烯挥发度小的残余2-丁烯、1,2-丁二烯、C5以及在生产过程中产生的少量丁二烯二聚物在脱重塔塔底除去。

脱重塔顶可以得到纯度在99.5%以上的聚合级丁二烯。

DMF法工艺的特点是:(1)对原料C4的适应性强,丁二烯含量在15%-60%范围内都可生产出合格的丁二烯产品;(2)生产能力大,成本低,工艺成熟,安全性好、节能效果较好,产品、副产品回收率高达97%;(3)由于DMF对丁二烯的溶解能力及选择性比其他溶剂高,所以循环溶剂量较小,溶剂消耗量低;(4)无水DMF可与任何比例的C4馏分互溶,因而避免了萃取塔中的分层现象;(5)DMF与任何C4馏分都不会形成共沸物,有利于烃和溶剂的分离,但由于其沸点较高,溶剂损失小;(6)热稳定性和化学稳定性良好;(7)由于其沸点高,萃取塔及解吸塔的操作温度都较高,易引起双烯烃和炔烃的聚合;(8)无水情况下对碳钢无腐蚀性,但在水分存在下会分解生成甲酸和二甲胺,因而有一定的腐蚀性。

3 N-甲基吡咯烷酮法N-甲基吡咯烷酮法(NMP法)由德国BASF公司开发成功,并于1968年实现工业化生产,建成一套7.5万吨/年生产装置。

其生产工艺主要包括萃取蒸馏、脱气和蒸馏以及溶剂再生工序。

粗C4馏分气化后进入主洗涤塔底部,含有8%水的N-甲基吡咯烷酮萃取剂由塔顶进入,丁二烯和更易溶解的组分及部分丁烷和丁烯被吸收,同时不含丁二烯的丁烷和丁烯从塔顶排出。

主洗塔底部的富溶剂进入精馏塔,在此溶剂吸收的丁烷和丁烯被更易溶的丁二烯、丙二烯和乙炔置换出来,含有乙炔和丙二烯的丁二烯从精馏塔侧线以气态采出进入后洗塔。

在后洗塔中,用新鲜溶剂将其他组分溶解,粗丁二烯由其塔顶蒸出后冷凝液化进入蒸馏工序,塔釜富溶剂返回精馏塔的中段。

精馏塔釜的富溶剂先进入闪蒸罐中部分脱气,再进人脱气塔脱烃,并控制NMP中的水平衡,少量炔烃从侧线离开脱气塔,其余脱下的烃经冷却塔进入循环压缩机,最后返回精馏塔底部。

从后洗塔出来的粗丁二烯在第一蒸馏塔脱除甲基乙炔,在第二蒸馏塔中脱除1,2一丁二烯和C5烃,由第二蒸馏塔顶得到丁二烯产品。

汽提后的溶剂抽出总量的0.2%进行再生,以免杂质积累。

NMP法工艺的特点是:(1)溶剂性能优良,毒性低,可生物降解,腐蚀性低;(2)原料范围较广,可得到高质量的丁二烯,产品纯度可达99.7%-99.9%;(3)C4炔烃无需加氢处理,流程简单,投资低,操作方便,经济效益高;(4)NMP具有优良的选择性和溶解能力,沸点高、蒸汽压低,因而运转中溶剂损失小;(5)热稳定性和化学稳定性极好,即使发生微量水解,其产物也无腐蚀性,因此装置可全部采用普通碳钢。

4 生产工艺新进展近年来,美国UOP和BASF公司共同开发出抽提联合工艺,即将UOP的炔烃选择加氢工艺(KLP工艺)与BASF公司的丁二烯抽提蒸馏工艺结合在一起,先将C4馏分中的炔烃选择加氢,然后采用抽提蒸馏技术从丁烷和丁烯中回收1,3-丁二烯。

在加氢工序中,原料C4馏分与一定计量的氢气混合,进入装有KLP-60催化剂的固定床反应器中,并采用足够高的压力使反应混合物保持液相。

随后KLP反应器流出物进入蒸馏塔中进行汽化,并作为抽提工序的原料,同时移除工艺过程中形成的少量重质馏分。

在丁二烯抽提工序中,从蒸发器顶部出来的蒸汽进入主洗涤塔,并用NMP进行抽提蒸馏。

塔底富含丁二烯的物流进入精馏塔,然后再进入最后一个蒸馏塔,可产出纯度大于99.6%的1,3-丁二烯。

该工艺的优点是丁二烯产品纯度高,收率高,公用工程费用低,维修费用低,操作安全性高。

对于丁二烯抽提过程,最近有报道称采用一种分壁式技术(Divided-wall Technology)可以改进传统的抽提工艺,降低装置能耗和投资成本。

传统的丁二烯抽提工艺为浓缩的粗C4馏分先通过吸收工序(含主洗涤器、精馏器和后洗涤器),再将从后洗涤器顶部馏出的粗丁二烯在两个精馏塔中进行精馏。

在第一个精馏塔中馏出轻质馏分;在第二个精馏塔中,重质馏分被分离后从塔底移除,丁二烯产品从塔顶馏出。

采用分壁式技术后,可使两步精馏工序在一个装备中进行,这样就可节省1-2个热交换器和外围设备。

分壁式精馏塔由6个区域组成,分别为第1区域(精馏段,重组分和轻组分/丁二烯分离)、第2区域(提馏段,轻组分和重组分/丁二烯分离)、第3区域(精馏段,丁二烯和轻组分分离)、第4区域(提馏段,丁二烯和重组分分离)、第5区域(提馏段,丁二烯和轻组分分离)、第6区域(精馏段,丁二烯和重组分分离)。

对这几个区域进行优化设计,如调整分壁长度、进料塔板位置及塔顶回流比等,可进一步降低精馏的投资和操作成本。

在该塔设计中可应用计算机软件模拟技术,按照装置的实际运行条件进行模拟试验,整个过程的物料平衡达到99.99%以上。

除精馏工序外,分壁式技术还可应用于吸收工序的设计,基本思路是将精馏器和后洗涤器结合在一个分壁塔中。

将设计的分壁接近于塔的顶部,以使粗丁二烯和C4气相混合物流从塔顶溢出。

在整个丁二烯抽提过程中两处采用分壁式技术后,工艺流程大大简化,从而降低了投资成本和维修成本,同时也降低了因丁二烯自聚导致爆炸的可能性。

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