第二节 丁二烯装置

编号: NA-CPDP-0002-0002

版次:00

第 1 页 共 2 页 工程号 151010H 合同号

工程名称 中海壳牌南海石化项目

主项号

设计项目 建厂地址

中国广东省惠州市大亚湾

设计阶段

初 步 设 计

中 国 石 化 工程建设公司

设 计 说 明

第 二 部 分

工艺装置

第二节 丁二烯装置

目录

1.0 概述 (1)

2.0 物料和动力的技术规格 (11)

3.0 产品产量、原材料消耗定额及消耗量 (17)

4.0 界区接点条件 (19)

5.0 仪表控制 (23)

6.0 设备 (32)

7.0 建筑、结构及HVAC (38)

8.0 供配电及电信 (43)

9.0 装置技术经济指标 (53)

附图 (56)

1.0概述

1.1 装置概况

本装置采用壳牌公司（SIC）乙腈法丁二烯萃取精馏工艺，从乙烯装置提供的粗C4原料中分离出纯度为99.5%wt的1，3-丁二烯产品，产品回收率为98%。主要副产品有混合丁烷-丁烯（BB）、轻组分（丙炔）和重组分（C4炔烃、1，2-丁二烯和C5）。装置设计能力为年产1，3-丁二烯15.5万吨，年操作时间为8000小时，三班制。根据乙烯装置所提供C4原料的不同，本装置1，3-丁二烯的实际年产量介于13.3万吨到14.3万吨之间。本装置操作弹性下限为设计能力的60%。

萃取精馏是一种广泛应用的高纯度1，3-丁二烯的生产技术，其原理是在原料中加入一种特殊的溶剂，可以大大提高待分离组分的相对挥发度，通过精馏使原本难以分离的组分得到彻底分离。各种专利技术所选择的溶剂不同。在壳牌公司的萃取精馏工艺中，选择乙腈水溶液为溶剂，由于极性的乙腈溶液的存在，粗C4原料中所含的丁烷、丁烯与丁二烯的相对挥发度大大提高，因此可以通过萃取精馏将丁二烯与丁烷、丁烯彻底分离。

本装置设备、结构和管廊的布置是基于良好的工程实践并遵循一般性规定，对施工、操作和维修都做了考虑。装置内所有工艺和公用工程管线均走地上。一条管廊将整个装置划分为两块，管廊下是贯穿装置的主要通路，为一些临时使用的设备及泵、电机等进出装置提供了方便。所有工艺和公用工程管线均从管廊的一端进出装置，因此必要时可以在同一地点切断整个装置。设备布置以尽量减少管线长度为原则。主要塔器均布置在装置的一侧，

以方便施工时组织和计划起吊设施。沿装置内小路可到达所有设备，方便了操作和维修。

丁二烯装置与乙烯装置联系密切，故布置在乙烯装置的界区内。本装置的辅助设施布置如下。

变配电室：与裂解汽油加氢/苯抽提装置以及乙烯装置共用SS-250变配电室。

控制室：装置的控制室集中在控制中心CC1。

化验：分析频率较高的分析项目在CC1的化验室内进行。原料、产品以及分析频率较低的项目在中央化验室进行。

维修：装置的维修工作由全厂的维修中心负责，装置内不设维修设施。

值班室：当班人员的值班室设在控制中心。

更衣室：操作人员的更衣室集中在厂前区的更衣室。

1.2 装置组成

该装置分为八个主要单元和四个辅助系统，参见表1-1。

表1-1 装置单元表

序号单元名称

1 原料准备单元

2 萃取精馏单元

3 压缩单元

4 溶剂汽提单元

5 重组分汽提及水洗单元

6 丁二烯精馏单元

7 丁烷-丁烯（BB）水洗单元

8 溶剂回收单元

9 蒸汽/凝液系统

10 产品处理系统

11 化学品配制和输送系统

12 溶剂收集系统

1.3 工艺叙述

1.3.1工艺流程简述

以下按装置单元表中的顺序介绍工艺流程。

●原料准备单元

原料准备的目的是除去C4原料中携带的羰基、溶解氧、过氧化物以及其它含氧化合物，满足1，3-丁二烯产品纯度的要求，尤其是为了尽量避免聚合物的形成以及保证装置的长期运转。

C4原料经两步洗涤操作实现上述分离要求。首先经过羰基水洗塔，C4原料与水逆流接触，可洗去原料中所含羰基。然后经过亚硝酸盐洗涤塔，利用亚硝酸钠（或亚硫酸钠）溶液除去原料中的溶解氧、过氧化物以及其它含氧化合物。洗涤水和废硝酸盐溶液经脱气罐脱气后被送往废水处理。

●萃取精馏单元

萃取精馏的目的是在乙腈溶剂存在的条件下通过精馏将C4烷烃和C4烯烃从二烯烃（1，3-丁二烯）中分离。

从原料准备单元来的C4原料首先在进料蒸发器中部分气化，然后进入萃取精馏设备。由于所需塔高的限制，该萃取精馏设备实际上包括两个塔（上萃取精馏塔和下萃取精馏塔），两个塔联合操作来完成整个萃取精馏过程。

如果使用常规精馏操作来实现C4烷烃、C4烯烃与二烯烃的分离，由于所需理论板数很大，工业上不易实现。但在乙腈溶剂存在的条件下，由于

C4烷烃、大部分C4烯烃与C4二烯烃的相对挥发度大大提高，C4烷烃和C4烯烃可以从上萃取精馏塔塔顶分离出来，去往丁烷-丁烯（BB）水洗单元。从下萃取精馏塔塔底出来的物流中主要成分为1，3-丁二烯、残留C4炔烃和乙腈。该塔底物流一部分经萃取精馏塔再沸器为下萃取精馏塔产生上升蒸气，其余经过滤后去压缩单元。

●压缩单元

压缩单元的目的是将下萃取精馏塔塔底物料的闪蒸气加压，分别作为下萃取精馏塔的上升蒸气和高压溶剂汽提塔的进料。

从下萃取精馏塔塔底来的物料（富溶剂）与溶剂汽提单元来的不含碳氢化合物的热溶剂（贫溶剂）在萃取精馏塔底换热器中进行换热，被加热后的富溶剂进入闪蒸罐。在闪蒸罐中，富含C4的气相（丁二烯相）与富含溶剂的液相（溶剂相）分离开来。丁二烯相与低压溶剂汽提塔塔顶气相一起经丁二烯压缩机压缩后去往下萃取精馏塔和高压溶剂汽提塔。溶剂相被送至低压溶剂汽提塔回收残留的碳氢化合物。

●溶剂汽提单元

溶剂汽提单元的目的是去除闪蒸后残留在溶剂相中的C4炔烃和其它碳氢化合物，此外也提纯丁二烯相。

一部分经压缩后的气相被送往高压溶剂汽提塔塔底，而被冷却后的再生贫溶剂从塔的上部进入。该塔的作用是使闪蒸气相中的C4炔烃和1，2-丁二烯彻底与1，3-丁二烯分离。由于C4炔烃和1，2-丁二烯在乙腈溶剂中的溶解度大于1，3-丁二烯，因此前二者可以被分离开来并存在于塔底的富溶剂相中。该塔底出来的富溶剂被送往低压溶剂汽提塔上部。从高压溶剂汽提塔塔顶出来的气相经冷凝后被送往丁二烯精馏单元。