丁二烯抽提工艺技术路线选择
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丁二烯抽提工艺技术路线选择
1 国内外丁二烯抽提技术现状及特点
目前，以乙烯裂解副产的碳四馏分为原料， 通常采用抽提方法分离出丁二烯。 常用的抽提技术根据溶剂的不同有三种，分 别为NMP 法（溶剂为N-甲基吡咯烷酮）， DMF法（溶剂为二甲基甲酰胺），ACN法 （溶剂为乙腈）。 本文中装置规模均表示丁二烯产量。
丁二烯抽提工艺技术路线选择
1.3 ACN法
二级乙腈法的生产过程基本与DMF法相同， 其不同之处在于采用含水10%的溶剂，因乙 腈沸点低，又与丁二烯形成共沸物，所以须 增设水萃取回收并提浓乙腈的系统。
乙腈法具有萃取剂易于获得，工艺可靠，能 阻止双烯烃热聚，工艺流程中不需要压缩机 等优点。但由于乙腈沸点低，蒸汽压较高， 运转过程中损失较大。毒性也较大。
丁二烯抽提工艺技术路线选择
1.1 NMP法
NMP法由德国BASF公司开发，于1968年工业化，生
产能力为7.5万吨/年。世界现有生产能力中NMP法占 27.7％，DMF法和ACN法分别占40％和23.6％。我国 1995年北京东方化工厂首次从德国引进一套3万吨/年 的装置，同年新疆独山子引进一套2.75万吨/年的装置。 目前，上海塞科又采用一套9万吨/年的NMP法装置，引 进基础设计，预计2005年投产。
NMP法的基本原理是采用NMP 作为第一萃取精馏和 第二萃取精馏部分的共用溶剂，比丁二烯溶解度小的组 分在第一萃取精馏部分脱除，比丁二烯溶解度大的组分 在第二萃取精馏部分脱除，在精馏部分脱除与丁二烯沸 点差异较大的其他杂质，得到聚合级丁二烯产品。
丁二烯抽提工艺技术路线选择
1.1 NMP法
NMP法工艺流程： 裂解碳四汽化后进入主洗塔底部，含水的N-甲基吡咯烷酮萃取剂进入该塔塔顶下的几块塔 板处，丁二烯和更易溶解的组分及部分丁烷、丁烯被吸收，抽余碳四从塔顶出装置。 主洗塔底部的富溶剂进入精馏塔，在该塔中，溶剂吸收的丁烷丁烯被更易溶的丁二烯-1,3、 甲基乙炔和碳四炔烃置换出来，含有碳四炔烃和甲基乙炔的丁二烯-1,3物流，从精馏塔的 侧线以气态排出，进入后洗塔。在后洗塔中，用新鲜溶剂进行萃取，比丁二烯-1,3更易溶 解的组分进入溶剂中，粗丁二烯由后洗塔顶离开，并进入冷凝器，液化后进入蒸馏工段。 后洗塔塔釜的富溶剂返回精馏塔的中段。 精馏塔塔釜的富溶剂经加热后在塔釜闪蒸进行部分脱气，进入脱气塔，在较低的压力下脱 除烃类，并控制水平衡，除少量碳四炔烃从侧线离开脱气塔外，其余脱除的烃类经过冷却 塔进入循环压缩机，返回精馏塔底部。 离开后洗塔的粗丁二烯物流中的杂质，在蒸馏工段予以脱除。在第一蒸馏塔中脱除甲基乙 炔，在第二蒸馏塔中脱除丁二烯-1,2和碳五，由第二蒸馏塔的塔顶得到丁二烯-1,3产品。 约为总溶剂量0.2%的汽提后的溶剂进入加热的搅拌釜中，该釜在真空下操作，溶剂从顶部 蒸出，经冷凝得到再生溶剂，循环使用，釜底残渣作为废物排出。 NMP法的基本流程与DMF法相同。其不同之处在于溶剂中含有5%～10%的水，使其沸点降 低，有利于防止聚合物生成。
丁二烯抽提工艺技术路线选择
1.3 ACN法
ACN法即乙腈法，由美国壳牌公司开发，于 1956年工业化。我国自行开发的二级乙腈法 抽提丁二烯装置，1971年于燕化建成投产， 随后吉林、兰州和齐鲁等相继建成同类装置。 为了节能降耗，1986年吉化引进日本JSR节 能技术，对原装置进行改造。目前，我国的 二级乙腈法生产装置经多次改造和扩建，单 套生产能力已由原来的1.25万吨/年提高到4 万吨/年。我国利用ACN法共建成8套丁二烯 抽提生产装置，总计生产能力约占全国丁二 烯抽提生产能力的22.6%。
丁二烯抽提工艺技术路线选择
1.2 DMF法
DMF法又称GPB法，系日本瑞翁公司研究开发，于 1965年工业化。由于该技术比较先进、成熟可靠，世 界各国相继采用，目前是生产丁二烯的各种方法中吨 位较高的一种。我国燕山石化公司于1976年首次从日 本引进一套年产4.5万吨的丁二烯装置，随后扬子、齐 鲁、南京、金山、抚顺、广州又陆续与乙烯装置一起 引进6套。经过消化吸收，现已建成投产国产化装置5 套（包括扬子石化一套），单套生产能力约5万吨/年。 至今我国利用DMF法共建成12套生产装置，总计生产 能力约占全国丁二烯抽提生产能力的70.2%。
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丁二烯抽提工艺技术路线选择
2 工艺技术比较
3.1 产品质量（主要指标） 表3-1-1 NMP法、DMF法及CAN法丁二烯产品主要指标比较表
项目 丁二烯纯度（wt％） 总炔（10-6） VA （10-6） 水值（10-6） NMP法 设计值 ≥99.7 ≤20 ≤5 ≤20 保证值 ≥99.7 ≤20 ≤5 ≤20 DMF法 设计值 ≥99.7 ≤20 ≤5 ≤20 保证值 ≥99.5* ≤20 ≤5 ≤50 * * ACN法 设计值 ≥99.5 ≤20 ≤5 ≤20 保证值 ≥99.5 ≤50 ≤5 ≤20
丁二烯抽提工艺技术路线选择
1.1 NMP法
该法工艺的特点是： A. 溶剂NMP性能优良，沸点高，蒸汽压低，不易水解 或热降解，性质稳定，无毒，溶剂本身及其与水的混 合物无腐蚀性。因此，操作过程中溶剂损失少，设备 材质可用碳钢； B．对原料的适应性强，适用于从裂解碳四中分离丁 二烯，丁二烯回收率高； C. 装置排出的废水中所含的微量NMP，在污水生化处 理装置中很容易被降解，处理效果好； D. 工艺技术先进、成熟可靠，操作周期长，装置能耗、 物耗低； E. 设备台数少，操作和维修费用低； F. 产品纯度可达99.7%以上，质量好。
丁二烯抽提工艺技术路线选择
1.2 DMF法
该法工艺的特点是： A. 工艺成熟可靠，操作周期长，对安全生产、 设备保运、化学品使用和异常现象的处理等 都有相应的技术措施； B. 国产化程度高，改进了工艺流程，优化了 工艺条件； C. 对原料的适应性较强，丁二烯回收率高， 产品纯度较高； D. 操作容易，维修方便； E. 溶剂DMF性能优良，价格相对比较便宜。
1 国内外丁二烯抽提技术现状及特点
目前，以乙烯裂解副产的碳四馏分为原料， 通常采用抽提方法分离出丁二烯。 常用的抽提技术根据溶剂的不同有三种，分 别为NMP 法（溶剂为N-甲基吡咯烷酮）， DMF法（溶剂为二甲基甲酰胺），ACN法 （溶剂为乙腈）。 本文中装置规模均表示丁二烯产量。
丁二烯抽提工艺技术路线选择
1.3 ACN法
二级乙腈法的生产过程基本与DMF法相同， 其不同之处在于采用含水10%的溶剂，因乙 腈沸点低，又与丁二烯形成共沸物，所以须 增设水萃取回收并提浓乙腈的系统。
乙腈法具有萃取剂易于获得，工艺可靠，能 阻止双烯烃热聚，工艺流程中不需要压缩机 等优点。但由于乙腈沸点低，蒸汽压较高， 运转过程中损失较大。毒性也较大。
丁二烯抽提工艺技术路线选择
1.1 NMP法
NMP法由德国BASF公司开发，于1968年工业化，生
产能力为7.5万吨/年。世界现有生产能力中NMP法占 27.7％，DMF法和ACN法分别占40％和23.6％。我国 1995年北京东方化工厂首次从德国引进一套3万吨/年 的装置，同年新疆独山子引进一套2.75万吨/年的装置。 目前，上海塞科又采用一套9万吨/年的NMP法装置，引 进基础设计，预计2005年投产。
NMP法的基本原理是采用NMP 作为第一萃取精馏和 第二萃取精馏部分的共用溶剂，比丁二烯溶解度小的组 分在第一萃取精馏部分脱除，比丁二烯溶解度大的组分 在第二萃取精馏部分脱除，在精馏部分脱除与丁二烯沸 点差异较大的其他杂质，得到聚合级丁二烯产品。
丁二烯抽提工艺技术路线选择
1.1 NMP法
NMP法工艺流程： 裂解碳四汽化后进入主洗塔底部，含水的N-甲基吡咯烷酮萃取剂进入该塔塔顶下的几块塔 板处，丁二烯和更易溶解的组分及部分丁烷、丁烯被吸收，抽余碳四从塔顶出装置。 主洗塔底部的富溶剂进入精馏塔，在该塔中，溶剂吸收的丁烷丁烯被更易溶的丁二烯-1,3、 甲基乙炔和碳四炔烃置换出来，含有碳四炔烃和甲基乙炔的丁二烯-1,3物流，从精馏塔的 侧线以气态排出，进入后洗塔。在后洗塔中，用新鲜溶剂进行萃取，比丁二烯-1,3更易溶 解的组分进入溶剂中，粗丁二烯由后洗塔顶离开，并进入冷凝器，液化后进入蒸馏工段。 后洗塔塔釜的富溶剂返回精馏塔的中段。 精馏塔塔釜的富溶剂经加热后在塔釜闪蒸进行部分脱气，进入脱气塔，在较低的压力下脱 除烃类，并控制水平衡，除少量碳四炔烃从侧线离开脱气塔外，其余脱除的烃类经过冷却 塔进入循环压缩机，返回精馏塔底部。 离开后洗塔的粗丁二烯物流中的杂质，在蒸馏工段予以脱除。在第一蒸馏塔中脱除甲基乙 炔，在第二蒸馏塔中脱除丁二烯-1,2和碳五，由第二蒸馏塔的塔顶得到丁二烯-1,3产品。 约为总溶剂量0.2%的汽提后的溶剂进入加热的搅拌釜中，该釜在真空下操作，溶剂从顶部 蒸出，经冷凝得到再生溶剂，循环使用，釜底残渣作为废物排出。 NMP法的基本流程与DMF法相同。其不同之处在于溶剂中含有5%～10%的水，使其沸点降 低，有利于防止聚合物生成。
丁二烯抽提工艺技术路线选择
1.3 ACN法
ACN法即乙腈法，由美国壳牌公司开发，于 1956年工业化。我国自行开发的二级乙腈法 抽提丁二烯装置，1971年于燕化建成投产， 随后吉林、兰州和齐鲁等相继建成同类装置。 为了节能降耗，1986年吉化引进日本JSR节 能技术，对原装置进行改造。目前，我国的 二级乙腈法生产装置经多次改造和扩建，单 套生产能力已由原来的1.25万吨/年提高到4 万吨/年。我国利用ACN法共建成8套丁二烯 抽提生产装置，总计生产能力约占全国丁二 烯抽提生产能力的22.6%。
丁二烯抽提工艺技术路线选择
1.2 DMF法
DMF法又称GPB法，系日本瑞翁公司研究开发，于 1965年工业化。由于该技术比较先进、成熟可靠，世 界各国相继采用，目前是生产丁二烯的各种方法中吨 位较高的一种。我国燕山石化公司于1976年首次从日 本引进一套年产4.5万吨的丁二烯装置，随后扬子、齐 鲁、南京、金山、抚顺、广州又陆续与乙烯装置一起 引进6套。经过消化吸收，现已建成投产国产化装置5 套（包括扬子石化一套），单套生产能力约5万吨/年。 至今我国利用DMF法共建成12套生产装置，总计生产 能力约占全国丁二烯抽提生产能力的70.2%。
ห้องสมุดไป่ตู้
丁二烯抽提工艺技术路线选择
2 工艺技术比较
3.1 产品质量（主要指标） 表3-1-1 NMP法、DMF法及CAN法丁二烯产品主要指标比较表
项目 丁二烯纯度（wt％） 总炔（10-6） VA （10-6） 水值（10-6） NMP法 设计值 ≥99.7 ≤20 ≤5 ≤20 保证值 ≥99.7 ≤20 ≤5 ≤20 DMF法 设计值 ≥99.7 ≤20 ≤5 ≤20 保证值 ≥99.5* ≤20 ≤5 ≤50 * * ACN法 设计值 ≥99.5 ≤20 ≤5 ≤20 保证值 ≥99.5 ≤50 ≤5 ≤20
丁二烯抽提工艺技术路线选择
1.1 NMP法
该法工艺的特点是： A. 溶剂NMP性能优良，沸点高，蒸汽压低，不易水解 或热降解，性质稳定，无毒，溶剂本身及其与水的混 合物无腐蚀性。因此，操作过程中溶剂损失少，设备 材质可用碳钢； B．对原料的适应性强，适用于从裂解碳四中分离丁 二烯，丁二烯回收率高； C. 装置排出的废水中所含的微量NMP，在污水生化处 理装置中很容易被降解，处理效果好； D. 工艺技术先进、成熟可靠，操作周期长，装置能耗、 物耗低； E. 设备台数少，操作和维修费用低； F. 产品纯度可达99.7%以上，质量好。
丁二烯抽提工艺技术路线选择
1.2 DMF法
该法工艺的特点是： A. 工艺成熟可靠，操作周期长，对安全生产、 设备保运、化学品使用和异常现象的处理等 都有相应的技术措施； B. 国产化程度高，改进了工艺流程，优化了 工艺条件； C. 对原料的适应性较强，丁二烯回收率高， 产品纯度较高； D. 操作容易，维修方便； E. 溶剂DMF性能优良，价格相对比较便宜。