碳四抽提丁二烯

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丁二烯工艺设计讲解

目录1 引言 (37)2 工艺路线 (37)2．1 生产的基本原理 (37)2. 2 工艺路线的对比与选择 (37)2. 3 DMF法碳四抽提丁二烯装置的特点 (38)2. 4 物料衡算 (39)2. 5 装置工艺流程图 (40)2. 6 工艺流程说明 (40)2.6.1 第一萃取精馏部分 (40)2.6.2 第二萃取精馏部分 (42)2.6.3 丁二烯净化部分 (43)2.6.4 溶剂净化部分 (44)2. 7 工艺控制 (44)2.7.1 原料质量变化对产品的影响及调节方法 (45)2.7.2 主要工艺条件的变化对产品质量的影响 (46)结论 (49)参考文献 (50)致谢 (51)1 引言丁二烯来源：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。

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[1,2]。

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[3-5]。

2 工艺路线2．1 生产的基本原理由于碳四原料中大部分组分与丁二烯-1，3之间的沸点较为接近，而且相互之间有共沸物产生，这样采用一般的精馏方法很难进行分离开，所以为了得到目标产品（丁二烯）就必须采用特殊分离方法——萃取精馏。

萃取精馏的原理就是：向被分离物料碳四原料中加入一种新的组分——萃取溶剂二甲基甲酰胺（DMF），它的加入使得原来物料中各组分之间的相对挥发度发生明显变化，从而使物料中难以用普通精馏方法分离的组分如：顺丁烯-2和反丁烯-2等组分在第一萃取精馏塔分离出来，乙基乙炔和乙烯基乙炔等组分在第二萃取精馏塔分离出来。

研究课题：C4抽提丁二烯工艺流程的研究

班级：广汇化工102班姓名：陈录顺学号：11研究课题：C 4抽提丁二烯工艺流程的研究目录索引【摘要】 (3)1、乙腈法（ACN法） (3)图1乙腈法分离丁二烯工艺流程图 (3)丁二烯萃取精馏塔（乙腈法）生产中的异常现象举例 (5)2 、二甲基甲酰胺法（DMF 法） (6)图2 二甲基甲酰胺抽提丁二烯流程图 (6)3、N－甲基吡咯烷酮法（NMP法） (6)图3 NMP法丁二烯抽提装置工艺流程 (7)相关知识链接： (8)参考文献 (8)【摘要】：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。

物理性质丁二烯微溶于水和醇，易溶于苯、甲苯、乙醚、氯仿、四氯化碳、汽油、无水乙腈、二甲基甲酰丁二烯分子结构中具有共轭双键，化学性质胺、N—甲基吡咯烷酮、糠醛、二甲基亚砜等有机活泼，能与氢、卤素、卤化氢等起加成反溶液。

应。

丁二烯有毒，低浓度下能刺激粘膜和呼吸道，高丁二烯容易发生自身聚合作用，也容易与化学性质浓度能引起麻醉作用。

其它单体进行共聚作用，它是生产合成橡胶如丁二烯和苯乙烯共聚可生产丁苯橡胶；丁二烯在和各种树脂的重要原料。

催化剂作用下可发生定向聚合反应生成顺丁橡胶；丁二烯与丙烯腈共聚生成丁腈橡胶；若丁二烯、苯乙烯和丙烯腈三元共聚可生成ABS树脂。

另外，世界上某些国家发展的丁二烯氯化得到氯丁用途二烯之后进行聚合生产氯丁橡胶；以及用丁二烯合成己二腈和己二酸，进一步合成尼龙—6和尼龙—66等化学纤维。

关键字：丁二烯乙腈法二甲基甲酰胺法 N－甲基吡咯烷酮法1、乙腈法（ACN法）乙腈法是以含水5%～10%的乙腈为溶剂，以萃取精馏的方法分离丁二烯。

我国于1971年5月由兰化公司合成橡胶厂自行开发的乙腈法C4抽提丁二烯装置试车成功。

该装置采用两级萃取精馏的方法，一级是将丁烷、丁烯与丁二烯进行分离，二级是将丁二烯与炔烃进行分离。

其工艺流程见图1。

由裂解气分离工序送来的C4馏分首先送进碳三塔(1)碳五塔(2)，分别脱除C3馏分和C 5馏分，得到精制的C4馏分。

丁二烯抽提终版工艺流程简介

第一萃取蒸馏部分在DMF存在的情况下，凡与丁二烯相比其相对挥发度高于1.0的组分，都在这部分除去。

这部分设备有：原料汽化罐，第一萃取蒸馏塔（分为两个塔，共有238块塔板）以及装有14层塔板的第一汽提塔。

C4原料从乙烯装置A单元进入原料储罐后用泵送来经流量控制进入原料汽化罐。

原料汽化罐的热源由第一、第二汽提塔底的热溶剂提供。

汽化的C4原料送至第一萃取蒸馏塔的中部（进料板104层，114层，125层）。

DMF溶剂经流量控制进入T －1101A顶部第230层塔板上，溶剂进料温度约40℃，蒸汽压约9毫米汞柱。

塔顶8层塔板用于丁烷丁烯馏分中完全脱除溶剂的精馏段。

塔的操作压力约为0.38MPa（表压），塔顶操作温度约为43.5℃。

根据进料组成的变化，适当调节溶剂进料量和回流量，以控制丁二烯的损失量和塔釜液的组成，丁烷丁烯馏出液的1,3－丁二烯含量保持在0.3％（重量）以下。

塔顶丁烷丁烯抽余液直接送至MTBE装置或A单元罐区。

萃取蒸馏必要的回流经流量调节，经过上述8层塔板的精馏段，向下流至溶剂进料塔板。

顺2－丁烯是比1，3－丁二烯难溶解的一种组分，在第一萃取蒸馏塔中它是最难于分离出来的。

按GPB工艺，通常第一萃取蒸馏塔底的顺2－丁烯含量约为总烃的2.5％，而反2－丁烯含量约为总烃的0.05％。

顺2－丁烯在第二分馏塔（T－1302）随塔底物料脱除，但反2－丁烯不易在直接蒸馏部分脱除。

因此，第一萃取蒸馏塔的分离效果对最终丁二烯产品的纯度有影响。

在GPB工艺中提纯丁二烯的经济方法是在第一萃取蒸馏部分脱除全部反2－丁烯，随之脱除部分顺2－丁烯。

而在第二分馏塔脱除剩余的顺2－丁烯。

在第一萃取蒸馏塔（T－1101B）的C－3层塔板上，含烃（主要是含丁二烯和易溶组分）的溶剂被预热到86℃。

这些溶剂先通过第一萃取蒸馏塔的第一、第二溶剂再沸器，被来自汽提塔底的热溶剂加热到120℃。

然后，在第一萃取塔蒸汽再沸器中把它进一步加热到大约130℃。

碳四系列典型产品的生产工艺

第一节丁二烯的生产
(三) 工艺流程
第一节丁二烯的生产
2. 绝热式固定床反应器生产丁二烯的工艺流程
第一节丁二烯的生产
(四) 物料衡算
以下以流化床法丁烯氧化脱氢生产丁二烯为例进行氧化工段的物料衡算。
1. 基础数据 (1)年产量 18000t/年丁二烯，年开工时数8000h。 (2)配料比丁烯∶氧∶水=1∶0.7∶10 (摩尔比)。 (3)计算参数正丁烯转化率67.78%；丁二烯选择性 90%；丁二烯收率61%；一氧化碳收率1.512%；二氧化碳收率4.85%。均指摩尔分数。含氧有机化合物收率：酮 (以丙酮计)0.223%；醛 (以乙醛计)0.08%；呋喃0.115%；均指摩尔分数。异丁烯转化率为100%，其中50%转化为一氧化碳，50%转化为二氧化碳。
第一节丁二烯的生产
丁二烯在常温常压下为无色而略带大蒜气味的气体，沸点为268.6K，空气中的爆炸极限 (体积分数)为2%~11.5%。丁二烯微溶于水和醇，易溶于苯、甲苯、乙醚、氯仿、无水乙腈、二甲基甲酰胺、糠醛、二甲基亚砜等有机溶剂。丁二烯具有毒性，低浓度下能刺激黏膜和呼吸道，高浓度能引起麻醉作用。工作场所空气中允许的丁二烯浓度为 ≤0.1mg/L。
第一节丁二烯的生产
(四) 物料衡算
5. 物料衡算
第一节丁二烯的生产
(四) 物料衡算
5. 物料衡算
第一节丁二烯的生产
(四) 物料衡算
5. 物料衡算进反应器混合物料 (含循环气)的流量和组成列于表68中。
第一节丁二烯的生产
(四) 物料衡算
5. 物料衡算进反应器混合物料 (含循环气)的流量和组成列于表6-8中。
(二) 工艺条件 4. 氧烯摩尔比如表6-5所示，随着氧烯摩尔比的增加，转化率增加，而选择性下降。

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

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）

丁二烯生产技术进展及国内市场分析

丁二烯生产技术进展及国内市场分析摘要：丁二烯在石油化工领域的烯烃原料中的重要性甚至可以比拟乙烯和丙烯两大主要原料。

丁二烯被广泛用于合成橡胶、丁苯类聚合物胶乳、苯乙烯类材料以及ABS树脂等多样化的产品。

目前丁二烯生产中，仍以裂解馏分提纯丁二烯方式为主，具备相当强的价格竞争力，也是目前世界范围内丁二烯产品最为主要的来源之一。

本文概述了丁二烯的生产技术及其进展，分析了国内丁二烯的生产消费现状及发展前景，提出了我国今后的发展建议。

关键词：丁二烯；生产技术进展；国内市场分析丁二烯通常是指1，3-丁二烯，即乙烯基乙烯。

在石油化工领域中，这是一种相当重要的基础有机原料和合成橡胶单体，也是混合馏分中重要的组分之一。

主要用于生产丁苯橡胶（SBR）、顺丁橡胶（BR）、丁苯胶乳（SBL）、丙烯腈－丁二烯－苯乙烯（ABS）树脂／丁腈橡胶（NBR）、苯乙烯热塑性弹性体（SBC）、己二腈、己二胺、尼龙66（PA66）以及１，４－丁二醇（BDO）等，具有很好的开发利用前景。

1.丁二烯生产技术进展1.1丁二烯生产技术目前，丁二烯的生产方法主要有两种。

其一是由乙烯裂解装置副产的混合馏分抽提获取，即抽提法。

该方法价格低廉，在经济上占很大优势。

其二是由炼油厂烷烃或烯烃馏分脱氢获取，即脱氢法。

该方法只能在烷烃或烯烃资源较丰富的少数几个国家采用。

其中，乙烯裂解副产丁二烯约占目前世界上丁二烯总生产能力的98%，为丁二烯的主要生产工艺。

从乙烯裂解装置副产的馏分抽提丁二烯工艺以萃取精馏为主，根据所使用的溶剂不同，生产方法主要有二甲基甲酰胺法(DMF法)、乙请腈法(ACN法)和N-甲基吡咯烷酮法(NMP法)等。

1.2技术进展近几年来，随着页岩气行业的快速发展，促使了乙烯裂解装置原料轻质化，来自传统的乙烯裂解副产抽提法的丁二烯市场供应逐步呈现短缺的趋势。

为此，国内外一些企业开始重新关注生产丁二烯的其它工艺。

其中，利用正丁烯或正丁烷为原料脱氢生产丁二烯的技术成为研究热点。

丁二烯的生产运行与操控—C4抽提法生产丁二烯的原理

课程:有机化工生产运行与操控
知识点：C4抽提法生产丁二烯的原理
课程：有机化工生产运行与操控知识点： C4抽提法生产丁二烯的原理
一、萃取精馏的基本原理
原因原理结果
C4馏分中主要成分有：正丁烷、异丁烷、正丁烯、异丁烯、顺-2丁烯、反-2-丁烯、丁二烯等，各组分沸点相差很小(表5-3)，难于用精馏方法分离。故生产中均采用萃取精馏进行分离。
萃取精馏是向被分离混合物中加入第三组分-溶剂，这种溶剂对被分离的混合物中的某一组分有较大的溶解能力，而对其它组分的溶解能力较小，其结果使易溶的组分随溶剂一起由塔釜排出，然后将溶解的组分与溶剂再进行普通的精馏，即可得到高纯度的单一组分；未被萃取下来的组分由塔顶逸出，以达到分离的目的。
采用萃取精馏法的主要结果是增大了被分离组分之间的沸点差，改变了难以分离的各组分间的相对挥发度，从而减少塔板数和回流比，并降低能量损耗。（表5-4）
三种溶的物理性质
谢谢观看
课程：有机化工生产运行与操控知识点： C4抽提法生产丁二烯的原理
分中各组分之间的相对挥发度差值增大。 C4馏分在极性溶剂作用下，各组分之间的相对挥发度和溶解
度变得有规律
其相对挥发度顺序为：丁烷>丁烯>丁二烯>炔烃其溶解度顺序为：丁烷<丁烯<丁二烯<炔烃
表3 C4馏分中各组分的沸点和相对挥发度
表4 50℃时C4馏分在各溶剂中相对挥发度（溶剂浓度（无水）100%）
工艺原理：
乙烯裂解混合C4馏分的组成比较复杂，而且其中各C4组分的沸点极为接近，有的还与丁二烯形成共沸物。所以要从其中分离出高纯度的丁二烯，用普通精馏的方法是十分困难的。目前工业上广泛采用萃取、精馏相结合分离的方法得到高纯度的丁二烯。

丁二烯抽提工艺方法的比较与选择

丁二烯抽提工艺方法的比较与选择摘要丁二烯的加工利用水平和化工利用技术的发展对国家合成橡胶工业生产的发展有着重要影响。

丁二烯的生产可分为乙腈法、二甲基甲酰胺法和N甲基吡咯烷酮法三种。

不论是哪种溶剂，抽提工艺一般都采用两段萃取精馏，即先用溶剂萃取丁二烯及炔烃，把它们与丁烷，丁烯馏分分开，再用同一溶剂在炔烃萃取精馏塔中萃取掉炔烃，得到丁二烯馏分，丁二烯馏分脱除轻重组分后，便得到丁二烯。

三种方法都有各自的特点，在选择生产丁二烯的方法时，要详细比较各自的优缺点，选择出最适合的工艺方法。

关键词：丁二烯工艺；溶剂；抽提1丁二烯的简介丁二烯,通常是指1,3-丁二烯,又称乙烯基乙烯,分子式C4H6,无色气体。

熔点108.9℃,沸点4.41℃,微溶于水和醇,易溶于苯、甲苯、氯仿、等有机溶剂。

丁二烯在常温常压下为无色而略带大蒜味的气体,易液化,易燃,聚合。

丁二烯具有麻醉和刺激作用，可能引起遗传缺陷，可致癌。

丁二烯是碳四馏分中最重要的组分，是石油化工的基本原料之一,在石油化工烯烃原料中的地位仅次于乙烯和丙烯, 世界丁二烯主要用于合成橡胶以及ABS树脂等。

2丁二烯的生产方法我国丁二烯的生产经历了酒精接触分解、丁烯或丁烷氧化脱氢和蒸气裂解制乙烯联产C４抽提分离三个发展阶段。

C４抽提分离这种方法价格低廉，经济上占优势，是目前世界上丁二烯的主要来源。

只有少数一些丁烷、丁烯资源丰富的国家采用脱氢法。

目前我国正在运行的丁二烯生产装置，绝大多数都是随着乙烯工业的发展而逐步配套建设起来的[1]。

2.1乙腈法乙腈法（ACN法）乙腈法以含水１０％左右的乙腈为溶剂，由两段萃取精馏、两段普通精馏、和溶剂回收等工艺单元组成。

原料裂解碳四第一萃取精馏塔，与塔顶来的乙腈接触。

丁烷、丁烯、反丁烯-2等从塔顶馏出，塔底含丁二烯和重组分的乙腈溶液由釜液泵送至汽提塔将烃类组分从乙腈溶液中汽提出来。

汽提塔中部炔烃浓度最高，侧线采出送入炔烃闪蒸塔汽提塔釜液由汽提塔釜液泵打出，作为循环溶剂。

丁二烯生产流程

编号：No.13d jj课题：碳4抽提工艺流程授课内容：●典型碳4抽提工艺流程●碳4抽提过程操作方法知识目标：●掌握典型碳4抽提工艺原则流程●了解碳4抽提过程操作方法能力目标：●分析和判断影响萃取精馏过程主要因素●分析和判断精馏萃取过程操作异常现象及处理方法思考与练习：●碳4乙睛抽提工艺构成●溶剂对抽提过程有何影响？●碳4乙睛抽提过程操作有何异常现象？授课班级：授课时间：年月日三、工艺流程1、乙腈法（ACN法）乙腈法是以含水5%～10%的乙腈为溶剂，以萃取精馏的方法分离丁二烯。

我国于1971年5月由兰化公司合成橡胶厂自行开发的乙腈法C4抽提丁二烯装置试车成功。

该装置采用两级萃取精馏的方法，一级是将丁烷、丁烯与丁二烯进行分离，二级是将丁二烯与炔烃进行分离。

其工艺流程见图3—1。

由裂解气分离工序送来的C4馏分首先送进碳三塔(1)碳五塔(2)，分别脱除C3馏分和C5馏分，得到精制的C4馏分。

精制后的C4馏分，经预热汽化后进入丁二烯萃取精馏塔（3）。

丁二烯萃取精馏塔分为两段，共l20块塔板，塔顶压力为0.45Mpa，塔顶温度为46℃，塔釜温度114℃．C4馏分由塔中部进入，乙腈由塔顶加入，经萃取精馏分离后，塔顶蒸出的丁烷、丁烯馏分进入丁烷、丁烯水洗塔(7)水洗，塔釜排出的含丁二烯及少量炔烃的乙腈溶液，进入丁二烯蒸出塔(4)。

在塔（4）中塔釜排出的乙腈经冷却后供丁二烯萃取精馏塔循环使用，丁二烯、炔烃从乙腈中蒸出去塔顶，并送进炔烃萃取精馏塔(5)。

经萃取精馏后，塔顶丁二烯送丁二烯水洗塔(8)，塔釜排出的乙腈与炔烃一起送入炔烃蒸出塔(6)。

为防止乙烯基乙炔爆炸，炔烃蒸出塔（6）顶的炔烃馏分必须间断地或连续地用丁烷、丁烯馏分进行稀释，使乙烯基乙炔的含量低于30%(摩尔)，炔烃蒸出塔釜排出的乙腈返回炔烃蒸出塔循环使用，塔顶排放的炔烃送出用作燃料。

在塔（8）中经水洗脱除丁二烯中微量的乙腈后，塔顶的丁二烯送脱轻组分塔(10)。

丁二烯

丁二烯项目概述丁二烯是合成橡胶，合成树脂的重要单体，主要用于合成顺丁橡胶，丁腈橡胶及ABS树脂等。

除此之外，丁二烯也是多种涂料和有机化工原料。

工艺技术丁二烯的主要原料为混合丁烯中的丁烯馏分，原料是普通化工产品，属于易得品，通过外购即可获得。

丁二烯生产方式主要有碳四馏分抽提分离和合成法（包括丁烷脱氢，丁烯脱氢，丁烯氧化脱氢等）两大类。

目前除美国外世界各国丁二烯几乎全部直接来自烃类裂解制乙烯时副产碳四馏分。

美国丁二烯的来源，大约一半来自丁烷丁烯脱氢，一般直接来自裂解碳四馏分。

碳四馏分分离法：以石脑油或柴油为裂解原料生产丁烯时，副产的碳四馏分一般为原料量的8%～10%（质量）。

其中丁二烯含量高达40%～50%（质量），所以，从裂解碳四馏分中分离丁二烯是经济的生产方法。

工业上均采用萃取精留的方法，即由馏分中加入乙腈，甲基甲酰胺等溶剂增大丁二烯与其他碳四烃的相对挥发度，通过精馏分离得到丁二烯。

丁烷脱氢法：由天然气或碳四馏分中分离得到的丁烷，可脱氢制丁二烯，丁烷脱氢需强吸热过程，需要输入大量热量。

工业上得到应用有菲利浦法、胡德利法。

菲利浦法生产步骤多，操作麻烦，工业应用不广。

胡德利法因需减压操作，催化剂再生十分麻烦，设备条件苛刻。

此法只在美国采用，近年产量日趋减少。

丁烯脱氢法：工艺过程因蒸汽用量大，60年代后被丁烯氧化脱氢取代。

丁烯氧化脱氢法：丁烯催化氧化脱氢反应是可逆反应，转化率因受化学平衡限制而不高。

氧化脱氢法是在脱氢时通入氧气（空气），改脱氢反应为氧化反应。

从而大幅度提高丁烯转化率及丁二烯选择性。

1965年美国石油—得克萨斯化学公司工业化，过程采用铁尖晶石催化剂，反应器温度入口约350℃，出口约580℃，丁烯转化率可达78%～80%，丁二烯选择性92%～95%。

氧化脱氢法的丁烯转化率及选择性较其他脱氢法高得多。

工艺技术比较由于轮胎企业对合成橡胶原料的需求日益增长，仅仅依靠裂解碳四抽提分离生产丁二烯的产量已不能满足国内橡胶生产的需求，另外随着丁二烯需求的增长。

丁二烯抽提工艺选择

的最终高操作温度163℃，相差15℃。较低的操
作温度有利于抑制丁二烯聚合。
NMP法与DMF法技术对比
丁二烯抽提工艺的选择
系统中含水情况对比
（2）NMP工艺中的溶剂含有8.3%的水，不但降低了沸点，保持了低挥发度，同时也增大了溶剂的选择性。而DMF工艺中却要严格控制循环溶剂中的含水量在5*104以下。 NMP溶剂性能优良。能与水以任何比例混溶，且不易发生水解或热降解，溶剂本身及其与水的混合物无腐蚀性，设备材质可用碳钢。而DMF溶剂虽然也能与水混溶，但遇水将发生水解，生成二甲胺及甲酸，对设备产生严重腐蚀。 DMF水解量将随着温度和水含量的增加而增加，同时，含酸或碱的介质又能促进DMF的水解，而DMF的水解产物又恰恰是酸、碱介质。因此，水解一旦发生，如得不到有效控制，将会形成恶性循环，威胁到产品质量及设备的正常运行。二甲胺在系统中的逐渐累积可能会造成丁二烯产品中胺值升高异致产品不合格。甲酸含量增高则会腐蚀设备，缩短设备的运行周期，尤其对高温的设备危害较大。
CAN与NMP法和DMF法相比，CAN法具有一定的优势，但乙腈溶剂毒性较大，随着人们的环保
意识日益加强，该工艺逐渐被淘汰。而NMP工艺
由于其诸多的技术优势，文中对NMP法和DMF法2
种工艺进行对比，阐述了NMP工艺的综合优势。
NMP法与DMF法的工艺
丁二烯抽提工艺的选择
NMP法与DMF法的工艺流程基本相同，都是通过2段萃取、2段普通精馏的过程最终获得高纯度的丁二烯产品，2 种工艺的萃取过程有所别，普通精馏的过程完全相同。
丁二烯抽提工艺的选择14
环保对比
DMF职业性接触毒物危害程度为lll级(中毒危害)，在水存在下会分解，且含DMF的废水不易被生物降解。DMF

丁二烯的萃取精馏的原理

丁二烯的萃取精馏的原理
丁二烯的萃取精馏原理主要包括以下步骤:
1. 以石油裂解产生的C4馏分为原料,其中含有丁二烯。

2. 先经过提取除杂,去除C4馏分中的硫化物、氧化物等杂质。

3. 然后进行萃取,常用溶剂为丙酮、乙腈等,萃取溶剂与C4馏分反复接触,吸收丁二烯。

4. 再经精馏,根据不同组分的沸点差异,逐级分离,获得高纯度丁二烯产品。

5. 精馏常用的设备有提纯塔、萃取塔等。

通过反复蒸发和凝结分离组分。

6. 根据产品纯度要求,可以多次萃取和精馏,提高丁二烯的纯度。

7. 也可以在精馏过程中加入各种吸收溶剂和化合物,以吸收杂质。

8. 精馏所得的丁二烯再经稳定等后处理,即得成品丁二烯产品。

9. 整个过程需要在无氧条件下进行,防止丁二烯聚合反应。

综上所述,溶剂萃取配合精馏分离是提纯丁二烯的主要方法。

丁二烯自述流程

2.3丁二烯工艺流程介绍年产8.5万吨每年的丁二烯抽提装置，本丁二烯装置分为 7 个生产储存单元。

其装置的主要原料和产品及副产物有混合碳四、丁二烯、乙腈、炔烃碳四。

抽余碳四、循环洗涤水、亚硝酸钠、丙炔气。

通过一级萃取塔一次萃取，二级萃取塔二次萃取，重组分和轻组分经脱除塔脱除得到产品1.3丁二烯。

副产物经过水洗乙腈回收系统得到。

根据各物料线对丁二烯工艺流程作介绍。

2.3.1一级萃取塔单元T-1010丁二烯装置的原料由轻烃裂解副产物混合碳四送入预先储存的混合碳四罐，有混合碳四罐经过物料输送泵（P-6050）送入装置中的碳四缓冲罐（V-1040），经过一级萃取塔的碳四预热器（E-1050）中预热后，和从第一萃取塔的上塔塔顶的气相馏出物经换热器两者换热，之后再经过一萃塔旁的进料加热器（E-1020）和从脱轻塔经过再沸器加热的的热乙腈过来再换热，此时要控制温度在 56±2℃，原料进料的位置有上塔板和下塔板两块塔板，通常情况下采用下塔板送料。

由一级萃取塔T-1010的下塔投料送入。

一级萃取塔下塔的顶部（T-1010）和一级萃取塔上塔（T-1020）塔底，之间通过物料泵和流量控制阀控制将物料抽送作为塔内回流，此时上塔塔顶和下塔的塔底物料形成了串联流动就可以循环产出。

在一级萃取塔下塔（T-1010）塔釜的塔底物料经过设有的一级再沸器和二级再沸器（E-1040A/B），用蒸汽加热，控制热量 1.3MPa ，并与二级萃取塔下塔（T-2010）塔釜物料去一级萃取塔的热乙腈排出互相预热，增加第一萃取塔单元所需要的热量。

控制温度在115±2℃，排出的塔底物料经过流量调节阀控制去二级萃取塔的下塔底部进料缓冲罐，二级萃取塔的进料泵（P-1020）用流量双向控制阀调节后，送入二级萃取塔的下塔（T-2010）在二级萃塔内进行二次萃取分离。

在一级萃取塔的塔顶处加入来自乙腈原料储存的乙腈，原料乙腈作为溶剂，开车阶段乙腈溶剂是从乙腈原料罐经过过流量调节阀控制流量抽出一定量的乙腈按混合碳四物料的6.8倍加入。

碳四抽提丁二烯

毕业设计（论文）设计（论文）题目：学院名称：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：姓名：学号指导教师：职称摘要丁二烯是一种具有广泛用途的化工产品，其生产、制备的研究进行了数十年。

目前仍然未停止对其工艺的调整与改进。

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。

本设计以从碳四中抽提丁二烯为目的，依据经济、节约、环保、科学的理念，制定出抽提段的工艺。

目前世界上大规模工业化生产丁二烯-1的方法主要有三种：乙腈法（ACN）、二甲基甲酰胺法，3（DMF）和N-甲基砒硌烷酮法（BASF）。

工艺采用DMF法，从碳四混合物中抽提出符合工艺要求的丁二烯。

设计中对DMF法抽提丁二烯的原理、工艺、操作规范、物料衡算、废物处理等发面进行了阐述。

DMF抽提丁二烯装置可分为两个部分：萃取部分和精馏部分。

萃取部分包括第一萃取精馏系统和第二萃取精馏系统，碳四原料中的丁烷、丁烯等在第一萃取精馏系统中脱除，乙烯基乙炔、一部分乙基乙炔等组分在第二萃取精馏系统中脱除；精馏部分包括丁二烯净化和溶剂精制两系统，除去其中的二甲胺、甲基乙炔、水、顺丁烯-2等杂质，得到丁二烯成品；而溶剂精制系统是将循环溶剂中的水分，二聚物等轻组分及焦油等重组分除去，保持循环溶剂的质量。

设计结果科学、合理，实用、经济，比较好的完成了当初所设定的目标任务。

关键词：碳四；丁二烯；抽提；DMFABSTRACTButadiene is a widely used chemical products, its production, research on the preparation for decades. At present, still did not stop the process of adjustment and improvement. Special rectification commonly used in industrial production in four fractions of carbon with a solvent extraction to achieve separation of C4 fractions. The design for the purpose of butadiene extraction from carbon 4, on the basis of the economic, environmental protection, conservation, scientific ideas, develop process extraction section. The large-scale industrial production of butadiene with -1, there are three main methods: acetonitrile (ACN), two methyl formamide (DMF) and N- methyl pyrrole azululanone method (BASF). Process using DMF method, is proposed to meet the process requirements of the butadiene extraction from carbon four mixture. The design of DMF butadiene extraction principle, process, operation, material balance, waste disposal and other aspects are discussed. DMF Extraction Butadiene device can be divided into two parts: the extraction and distillation. The extraction part includes the first extractive distillation system and the second system of extractive distillation, carbon four of raw materials, such as butane butene in the first extraction distillation system removal, vinyl acetylene, a part of ethyl acetylene and other components removal in second extraction distillation system; distillation part includes the butadiene purification and solvent refining two system, remove the two -, methyl acetylene, water, CIS butene -2 impurities, butadiene get finished products; and solvent refining system is the circulation of water in the solvent, two dimers and other light components and tar and other restructuring removed, maintain the quality of circulating soluble agent. The design result is scientific and reasonable, practical, economic, better to complete the target mission set.Key Words：Butadiene；C4 Fractions；Extraction；DMF目录1 引言 (1)1.1丁二烯来源 (1)1.2丁二烯性质与用途 (1)2 工艺路线 (2)2.1生产的基本原理 (2)2.2工艺路线的对比与选择 (2)2.3DMF法碳四抽提丁二烯装置的特点 (3)2.4物料衡算 (4)2.5装置工艺流程图 (4)2.6工艺流程说明 (5)2.6.1 第一萃取精馏部分 (5)2.6.2 第二萃取精馏部分 (6)2.6.3 丁二烯净化部分 (7)2.6.4 溶剂净化部分 (8)2.7各项参数控制、检测 (9)2.7.1 主要原材料性质和控制指标 (9)2.7.2 产品、副产品的性质和质量监控 (9)2.7.3 辅助原材料物化性质和控制指标 (10)2.7.4 辅助材料作用和使用量 (12)2.8工艺控制 (12)2.8.1 原料质量变化对产品的影响及调节方法 (13)2.8.2 主要工艺条件的变化对产品质量的影响 (14)致谢 (18)参考文献 (19)附录 (20)1.主要原料、辅助原材料单耗及公用工程单耗（/T产品，年） (20)2.三废治理、综合利用表 (21)3.工业用丁二烯（GB/T13291-2008）生产指标 (21)1 引言1.1 丁二烯来源从油田气、炼厂气和烃类裂解制乙烯的副产品中都可获得碳四馏分。