年产5.5万吨丁二烯工艺设计毕业设计 精品

化工与材料工程学院毕业设计

年产5.5万吨丁二烯工艺设计

第一篇设计说明书

第 1 章绪论

1.1 工业生产状况

目前国内工厂生产丁二烯的方法主要有三种。乙腈法、二甲基甲酰胺法和NMP法。吉林化学工业公司有机合成厂丁二烯车间是采用乙腈法生产丁二烯的，其生产能力为14万吨/年，产品质量均已达国家一级品标准。

1.2 丁二烯的用途

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，在石油化工烯烃原料中的地位仅次于乙烯和丙烯。主要用于合成顺丁橡胶(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。1.3 本设计的指导思想

本设计以吉化公司有机合成厂丁二烯车间为基础，以理论为依据。对本装置精馏工段，其不合理的地方进行改造，在经济合理，生产可靠的基础上，力求技术进步，从而确保有效地利用国家资金资源。

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第 2 章吉林市自然条件和原料状况

2.1 吉林市自然条件

本设计平均气压：745.66mmHg、最高气温：36.6℃、最低气温：-38.1℃、平均相对温度：71%、最大冻土深度：17.4×10cm、最大雪深度：420mm、平均风速：2.7m/s、松花江水温：15.0℃、最高水温：25.5℃。

2.2 原料状况

制取丁二烯，先后经历了酒精接触分解、丁烯氧化脱氢和蒸汽裂解制乙烯联产碳四抽提分离等三个发展时期。酒精法由于工艺落后，80 年代初即已淘汰；丁烯氧化脱氢法也由于受原料制约，多数已改产。目前世界上制取丁二烯主要有两种途径，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，该方法价格低廉，经济上占优势，是目前世界上丁二烯的主要来源。

2.3 原料、辅助物料、成品的主要技术特性

2.3.1 原料规格

表2-1 原料规格

序号组分精馏进料组分%（mol）

1 丙炔0.62

2 反-2-丁烯0.47

3 1-丁烯0.03

4 顺-2-丁烯 3.95

5 1，3-丁二烯94.07

6 1，2-丁二烯0.33

7 丁炔0.01

8 乙烯基乙炔0.01

9 正戊烷0.51

合计—100

2.3.2工艺条件

进料温度

脱重塔：T=44℃脱轻塔：T=41℃

表2-2 脱重塔与脱轻塔塔压

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脱重塔脱轻塔塔顶压力（kPa）400 590

塔釜压力(kPa) 480 630

进料压力(kPa) 480 610

2.3.2 丁二烯的性质

（1）性质

分子量：54.1；液体比重：0.6247g/cm3；闪点：-60℃；沸点：-4.41℃；熔点：-108.915℃；自燃点：450℃；气体密度：2.48；比热：0.434kcal/kg；爆炸范

围（空气中体积百分比）：2.0-11.5；折光率：1.4293；

（2）危害性

丁二烯在常温下与空气接触时，能生成有剧烈爆炸危险的过氧化物，按标准分类为第2.1级，属有毒、易燃易爆液化气体。

2.4 产品质量

2.4.1 产品主要质量指标及执行的标准、分析方法：

表2-3 产品主要控制指标及执行标准、分析方法

序

号

控制项目单位指标执行的标准分析方法

1 外观无色透

明、无杂质

工厂标准JISK-1534

2 1,3-丁二烯% ≥９９.

０

工厂标准C-1112

3 总炔烃ppm ≤150 工厂标准C-1117

4 单项炔烃ppm ≤120 工厂标准C-1118T

5 TBC ppm 25-100 工厂标准JISTT-1534

6 乙腈ppm ≤10 工厂标准C-1124

2.4.2 副产品主要质量指标及执行的标准、分析方法：

表2-4 副产品主要质量指标及执行的标准、分析方法

序号名称规格每吨产品产

量t/t

执行的标

准

分析方

法

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1 抽余碳

四

丁二烯

≤0.5%

1.0585 工厂标准色谱

2 液体燃

料

丁二烯

≤18%

0.0514 工厂标准色谱

2.5工艺流程

萃取精馏：

碳4原料由碳4原料泵抽出，然后进入丁二烯萃取精馏塔T-0101A。萃取剂乙腈加入T-0101A，丁烷、丁烯馏分自T-0101A塔顶馏出。T-0101A塔釜液由塔釜泵抽出，送至丁二烯萃取精馏塔T-0101B塔。T-0101B塔顶气相物料返回T-0101A塔釜。

溶剂解吸塔T-0102a设有以蒸汽为热源的重沸器给塔供热，以保证釜温，T-0102a塔侧线抽出的物料，送至炔烃侧线塔T-0103塔底。T-0102a塔底为解吸干净的乙腈，由溶剂解吸塔釜液泵抽出，再作为萃取溶剂进入T-0101A/B和T-0102A/B塔中。

炔烃萃取精馏塔T-0103塔底接受来自溶剂解吸塔T-0102A顶的气相物料，其塔釜液抽出，作为溶剂解吸塔T-0102a回流液进入该塔塔顶，在T-0103塔加入溶剂乙腈，塔顶气相丁二烯馏分，C4的炔烃换热后一部分回流到T-0103，另一部分焚烧掉。

精馏过程：

由T-0102B塔顶来的气相粗丁二烯进入脱重组分塔T-0201a的塔釜，经脱重组分塔回流泵抽出，一部分作为T-0201A回流进入该塔，另一部分采出去丁二烯水洗塔T-0301。塔釜液经脱重组分塔釜液泵抽出，一部分作为T-0103塔的回流进入T-0102b塔顶，其余部分进入T-0201b塔。

脱重组分塔设有循环溶剂为热源的中间再沸器E-0202，塔釜设有以热水为热源的再沸器，以保证釜温，T-0201b塔顶气相全部进入T-0201a塔的塔釜，而塔釜重组分抽出，经残夜冷却器用循环水冷却后，送往二聚物水洗塔T-0303。

从T-0301塔顶来的以除去夹带乙腈的粗丁二烯直接进入脱轻组分塔T-0202，粗丁二烯中的丙炔的C3轻组份在T-0202中被全部脱除。塔顶馏出物经脱轻组分塔冷凝器用循环水冷凝后，进入脱轻组分塔回流罐V-0202，再由脱轻组分塔回流泵抽出，作为回流返回T-0202塔，V-0202的气相部分排入火炬系统。塔釜产品丁二烯由E0203冷凝后进入V-0203再由P-0204a/b送到201罐。

2.6三废处理及防火防暴

2.6.1三废处理

表2-5 三废处理一览表

序号排放物质

名称

允许

排放范围

排放物

质的危害性

排放量(吨)

每小时

每天

处理

方法

备

注