丁烯催化氧化脱氢制丁二烯工艺流程
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工艺流程丁烯催化氧化脱氢制丁二烯过程的特点:
(1)强放热反应,必须及时移去反应热;
(2)产物沸点低,在酸存在下容易自聚;
(3)副产物类型多,其中不饱和的含氧化合物在一定压力、温度条件下,容易自聚,而且,在酸的存在下,加速了自聚的速度。副产物大部分溶于水,因此可用水作溶剂,使丁烯及丁二烯与副产物分离。
根据上述特点,丁烯氧化脱氢制丁二烯的流程如图4-19(P195)及图4-20(P195)所示。
正丁烯氧化脱氢,生成丁二烯的工艺流程,主要分三部分:
反应部分;
丁二烯的分离和精制;
没有转化的正丁烯的回收。
正丁烯氧化脱氢制丁二烯反应部分的流程如图4-19(P195)所示。
丁二烯分离和精制流程如图4-20(P195)所示。
由于铁酸盐尖晶石催化剂有比较宽的操作温度范围,所以可以采用绝热床反应器氧化脱氢。
1.原料混合
新鲜原料正丁烯和循环正丁烯混合后,再与预热到一定温度的空气和水蒸气混合物充分混合,并使混合物达到一定的温度,然后进入绝热式反应器进行氧化脱氢反应。
2.反应产物预热à产生水蒸气
从反应器出来的高温反应产物,进入废热锅炉,利用反应产物的热量,来产生水蒸气供反应器使用。
反应物料在废热锅炉出口的控制温度,与反应物料的组成有关。以铁酸盐尖晶石作催化剂的正丁烯氧化脱氢产物中,不含有机酸,不容易结焦,所以可以控制比较低的(反应物料)废热锅炉出口温度,以提高能量的回收率。
3.反应产物淬冷(直接喷水急冷)
反应物料经废热锅炉回收能量后,进入淬冷系统。反应物料在淬冷塔中,直接进行喷水急冷。
经过急冷,进一步降低温度和除去高沸点副产物后,输入吸收分离工序,分离出产物丁二烯和没有转化的正丁烯。
4.反应产物压缩(提高吸收效率)
为了提高吸收效率,反应物料进入吸收塔以前,先经过压缩机增加压力。
5.反应产物中丁烯、丁二烯被吸收
吸收塔可以采用沸程为60~90℃的馏分油作吸收剂。丁二烯和丁烯被吸收后,在解吸塔中进行解吸,得到粗丁二烯,经过脱重组份精馏塔,脱除高沸点杂质以后,送入分离和精制部分,吸收剂(或经过油吸收塔11)循环使用。
6.反应产物中没被吸收的气体经吹脱塔送火炬
没有被吸收的气体,主要含有氮气(N2)、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2),并含有少量低沸点副产物,经吹脱塔送火炬燃烧处理。
7.淬冷水处理
从淬冷塔塔底排出的水,含有沸点比较高的含氧副产物,一部分经热交换回收部分能量后,循环作淬冷水用,其余经吹脱塔脱
除低沸点副产物后,排放到污水处理厂处理。
8.粗丁二烯进一步分离
从解吸塔解吸得到的粗丁二烯,除含有没有转化的丁烯外,还可能含有副产物炔烃、还有原料带入的惰性物质丁烷。从粗丁二烯中分离精制出聚合级丁二烯,其分离方案,与从裂解C4馏分中获取聚合级丁二烯的分离、精制方案基本相似,也需要采用二级萃取精馏的方法,其流程组织见图4-20(P195)所示。
9.粗丁二烯一、二级萃取
粗丁二烯先在一级萃取精馏塔中,分离出没有转化的正丁烯和丁烷,然后再在二级萃取精馏塔中分离出炔烃,萃取剂大部分循环使用,一部分送再生塔再生。
10.丁二烯脱轻组分、精馏à获得聚合级丁二烯
从二级蒸出塔蒸出的丁二烯,还可能含有少量甲基乙炔和顺-2-丁烯。先在脱轻组分塔中,蒸出甲基乙炔,然后在丁二烯精馏塔中,分出顺-2-丁烯,获得聚合级丁二烯。
11. 正丁烯和正丁烷萃取精馏分离à正丁烯循环使用
从丁二烯分离精制部分分出的正丁烯和正丁烷,为了避免正丁烷在循环过程中的积累,需要将正丁烷分出以后,才能循环使用。由于正丁烷的沸点与顺-2-丁烯的沸点接近,所以也需要采用萃取精馏法分离。
丁二烯在贮存过程中应当注意的问题:
丁二烯不仅能与空气形成爆炸性混合物(爆炸极限2~11.5%(体积)),而且能与空气中氧气形成具有爆炸性的过氧化物,过氧化物的的生成,增加了贮藏和蒸馏过程中的危险性,并能促进丁二烯的聚合。为了防止过氧化物的生成,在精馏和贮藏过程中,应避免与空气接触。