1-丁烯氧化制丁二烯

摘要

化学工业在我国发展十分迅速，而丁二烯又是重要的化工原料及有机产品。丁二烯是由1-丁烯氧化生成的。本书设计包括方案的选取，主要设备的工艺设计计算—物料衡算、热量衡算、工艺参数的选定、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算，辅助设备的选型，工艺流程图等内容。

此设计针对1-丁烯氧化制丁二烯的问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等，是较完整的设计过程。通过设计计算得到了精馏塔的基本的设计尺寸、塔内气泡的大小、气泡的上升速度、气含率,以及传质、传热系数等。

关键词：丁二烯；工艺设计；衡算

目录

摘要........................................................................................................................................... I 第1章总论 (1)

1.1 项目性质 (1)

1.2 研究工作依据 (1)

1.3 设计原则 (1)

1.4 项目概况 (1)

1.5 建设规模 (2)

1.6 建设意义 (2)

1.7效益概述 (3)

1.7.1 项目投资及资金来源 (3)

1.7.2 经济评价 (3)

第2章原料产品路线 (3)

2.1原料路线的确定 (3)

2.1.1原料成分 (3)

2.1.2原料选择依据 (3)

第3章产品分析 (3)

3.1产品性质和用途 (4)

3.1.1 产品性质 (4)

3.1.2产品用途 (4)

第4章工艺路线的确定 (6)

4.1工艺路线论证原则和依据 (6)

4.2工艺路线简介 (7)

4.2.1工艺路线发展历史 (7)

4.2.2 工艺路线介绍 (8)

4.2.2.1 碳四抽余油捕获工艺路线 (8)

4.2.2.2丁二烯工艺路线 (8)

4.2.2.3联产物甲基丙烯醛工艺路线 (8)

4.3本项目工艺的确定 (9)

4.3.1概述 (9)

4.3.2丁二烯提纯工艺 (10)

4.3.3项目创新点 (10)

4.4本项目工艺流程 (11)

4.4.1流程框图 (11)

4.4.2本项目工艺流程叙述 (11)

第5章三废的处理 (12)

5.1废气治理 (12)

5.2废水治理 (13)

5.3固体废弃物处理 (13)

5.4噪声处理 (13)

参考文献 (14)

第1章总论

1.1 项目性质

本项目的目标是为某一烃化工综合企业设计一座混合C4综合加工子系统。

1.2 研究工作依据

1.《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》；

2.吉林地区的环境、自然、社会、经济方面的有关资料；

3.《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国劳动安全法》等相关的国家法律、法规；

4.中华人民共和国行业标准：《化工工厂初步设计文件内容深度规定》（HG/T

20688/2000）；

5.《化工投资项目可行性研究报告编制办法》（中石化协产发[2006]_76号）。

1.3 设计原则

1.认真贯彻执行国家基本建设的各项方针、政策和有关规定，执行国家及各部委颁发的现行标准和规范。

2.设计中尽可能节能降耗，并考虑今后项目的建设要求。

3.注重环境保护，设计中选用清洁生产工艺，在生产过程中减少“三废”排放，同时采用行之有效的“三废”治理措施，贯彻执行“三废”治理、“三同时”的原则。

4.注重劳动安全和卫生，设计文件应符合国家有关劳动安全、劳动卫生及消防等标准和规范要求。做好劳动保护和工业卫生，减轻劳动强度，保护职工身体健康。

5.贯彻化工生产装置布置的“五化”原则，即一体化、露天化、轻型化、大型化和国产化，以达到节省投资和减少占地的目的。

1.4 项目概况

本项目采用气相催化氧化的方法，考虑到我国丁烯氧化脱氢制丁二烯的工业生产时，要求原料中的异丁烯含量不得大于0.4%，故原料在精馏分离时，只利用了2-丁烯馏分，而将含有1-丁烯和异丁烯的馏分作液化气烧掉，我们正是根据这一特点，利用了被烧掉的馏分

作原料，将其中的1-丁烯催化氧化生成丁二烯。运用金属流化床装置并以钼系-7为催化剂，经过Aspen Plus软件模拟可使丁二烯的收率达到83.3%。与此同时抽余油中的异丁烯氧化生成甲基丙烯醛，这将提高本项目的经济效益。

混合原料经预热器加热到300-350摄氏度后一并送入流化床反应器中，反应温度为380摄氏度，此时催化剂的选择性为88.30%。冷却后的反应液经气液分离器洗去酸性污水后打入水吸收塔，并以水为吸收剂逆流吸收生成的MAL及能溶于水的低沸点组成。吸收塔塔底放出液为甲基丙烯醛溶液，供回收联产品甲基丙烯醛用。得到的粗丁二烯用精馏的方法进行提纯，经Aspen模拟最后得到丁二烯的纯度高达100%。

1.5 建设规模

根据对丁二烯的市场分析及预测，丁二烯的市场在持续扩大，现今国内多是以C4馏分为原料，进行抽提制取丁二烯，2002～2007年，世界丁二烯的产能保持了较快的发展势态，特别是亚洲(不包括中东)丁二烯工业的发展明显高于其他地区。世界丁二烯的产能由2002年的1 000．3万t增至目前1 188．2万t／a；产量由828．7万t/a 增加至目前的1 015．4万t/a。但我国丁二烯的产能和产量仍不能满足国内实际生产的需求，因而每年都要大量进口。据统计，2000年我国丁二烯的进口量为8.58万吨，2003年进口量增加到13.58万吨，比2002年增加31.2%。随着我国合成橡胶等工业的迅速发张，丁二烯的表观消费量也不但增加。

本项目采用节能环保的生产方式，利用抽余C4为原料，充分的利用了C4馏分，使其达到了更高的利用率。工艺流程方案新颖,符合时下的节能减排要求,并且市场竞争力强。因此根据数据情报收集分析确立此催化氧化方法生产丁二烯项目规模为10万吨/年。

1.6 建设意义

能源是国民经济发展的重要物质基础，随着石油等资源的日趋枯竭，对其为资源的初加工烃产物进行深度利用，已成为烃化工行业提高资源利用率和综合经济效益的必经之路。C4馏分是作为三大合成和精细化工的宝贵原料，但由于其中的1-丁烯和异丁烯沸点接近，不易分离而作为液化气烧掉，这样对环境造成了污染。合理、高效开发的同时既能做到环保又能提高经济效益，是当下亟待解决的重大问题。丁二烯主要用于生产合成橡胶如顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、苯乙烯- 丁二烯- 苯乙烯弹性体( SBS) 、粘结剂、汽油添加剂及用作有机合成原料、也用于生产丙烯腈- 丁二烯- 苯乙烯( ABS) 树脂等合成树脂材料。利用本