丁二烯抽提工艺方法的比较与选择
丁二烯的生产工艺与技术路线的选择
丁二烯的生产工艺与技术路线的选择2.1 丁二烯的合成工艺目前，世界丁二烯的来源主要有两种，一种是从乙烯裂解装置副产的混合C4馏分中抽提得到，这种方法价格低廉，经济上占优势，是目前世界上丁二烯的主要来源。
另一种是从炼油厂C4馏分脱氢得到，该方法只在一些丁烷、丁烯资源丰富的少数几个国家采用。
世界上从裂解C4馏分抽提丁二烯以萃取精馏法为主，根据所用溶剂的不同生产方法主要有乙睛法（ACN法）、二甲基甲酰胺法（DMF法）和N-甲基吡咯烷酮法（NMP法）3种。
2.1.1 乙腈法（ACN法）乙腈法最早由美国Shell公司开发成功，并于1956年实现工业化生产。
它以含水10%的ACN为溶剂，由萃取、闪蒸、压缩、高压解吸、低压解吸和溶剂回收等工艺单元组成。
1977年Shell公司在改造中增加了冷凝器和水洗塔，并将闪蒸和低压解吸的气相合并压缩，其中约8%经冷凝送往水洗塔洗去溶剂，塔顶气相返回原料蒸馏塔，这样就除去了C4烃中的C5烃。
其余气体一部分送往高压解吸塔，另一部分送往萃取蒸馏塔塔底作为再拂气体提供热能，从而省去了一台再沸器，降低了蒸汽用量。
水洗塔底溶剂约1%送往溶剂回收精制系统，以保证循环溶剂的质量。
该法对含炔烃较高的原料需加氢处理，或采用精密精馏、两段萃取才能得到较高纯度的丁二烯。
该方法以意大利SIR工艺和日本JSR工艺为代表。
……采用ACN法生产丁二烯的特点是：……2.1.2 二甲基甲酰胺法（DMF法）DMF法又名GPB法，由日本瑞翁（Geon）公司于1965年实现工业化生产，并建成一套4.5万t/a生产装置。
该生产工艺包括四个工序，即第一萃取蒸馏工序、第二萃取蒸馏工序、精馏工序和溶剂回收工序。
原料C4汽化后进入第一萃取精馏塔，溶剂DMF由塔的上部加入。
溶解度小的丁烷、丁烯、C3使丁二烯的相对挥发度增大，并从塔顶分出，而丁二烯、炔烃等和溶剂一起从塔底导出，进入第一解吸塔被完全解吸出来，冷却并经螺杆压缩机压缩后进入第二萃取精馏塔进一步分离。
碳四抽提丁二烯
毕业设计（论文）设计（论文）题目：学院名称：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：姓名：学号指导教师：职称摘要丁二烯是一种具有广泛用途的化工产品，其生产、制备的研究进行了数十年。
目前仍然未停止对其工艺的调整与改进。
工业生产中常用在碳四馏分中加入一种溶剂进行萃取的特殊精馏来实现对C4馏分的分离。
本设计以从碳四中抽提丁二烯为目的，依据经济、节约、环保、科学的理念，制定出抽提段的工艺。
目前世界上大规模工业化生产丁二烯-1的方法主要有三种：乙腈法（ACN）、二甲基甲酰胺法，3（DMF）和N-甲基砒硌烷酮法（BASF）。
工艺采用DMF法，从碳四混合物中抽提出符合工艺要求的丁二烯。
设计中对DMF法抽提丁二烯的原理、工艺、操作规范、物料衡算、废物处理等发面进行了阐述。
DMF抽提丁二烯装置可分为两个部分：萃取部分和精馏部分。
萃取部分包括第一萃取精馏系统和第二萃取精馏系统，碳四原料中的丁烷、丁烯等在第一萃取精馏系统中脱除，乙烯基乙炔、一部分乙基乙炔等组分在第二萃取精馏系统中脱除；精馏部分包括丁二烯净化和溶剂精制两系统，除去其中的二甲胺、甲基乙炔、水、顺丁烯-2等杂质，得到丁二烯成品；而溶剂精制系统是将循环溶剂中的水分，二聚物等轻组分及焦油等重组分除去，保持循环溶剂的质量。
设计结果科学、合理，实用、经济，比较好的完成了当初所设定的目标任务。
关键词：碳四；丁二烯；抽提；DMFABSTRACTButadiene is a widely used chemical products, its production, research on the preparation for decades. At present, still did not stop the process of adjustment and improvement. Special rectification commonly used in industrial production in four fractions of carbon with a solvent extraction to achieve separation of C4 fractions. The design for the purpose of butadiene extraction from carbon 4, on the basis of the economic, environmental protection, conservation, scientific ideas, develop process extraction section. The large-scale industrial production of butadiene with -1, there are three main methods: acetonitrile (ACN), two methyl formamide (DMF) and N- methyl pyrrole azululanone method (BASF). Process using DMF method, is proposed to meet the process requirements of the butadiene extraction from carbon four mixture. The design of DMF butadiene extraction principle, process, operation, material balance, waste disposal and other aspects are discussed. DMF Extraction Butadiene device can be divided into two parts: the extraction and distillation. The extraction part includes the first extractive distillation system and the second system of extractive distillation, carbon four of raw materials, such as butane butene in the first extraction distillation system removal, vinyl acetylene, a part of ethyl acetylene and other components removal in second extraction distillation system; distillation part includes the butadiene purification and solvent refining two system, remove the two -, methyl acetylene, water, CIS butene -2 impurities, butadiene get finished products; and solvent refining system is the circulation of water in the solvent, two dimers and other light components and tar and other restructuring removed, maintain the quality of circulating soluble agent. The design result is scientific and reasonable, practical, economic, better to complete the target mission set.Key Words：Butadiene；C4 Fractions；Extraction；DMF目录1 引言 (1)1.1丁二烯来源 (1)1.2丁二烯性质与用途 (1)2 工艺路线 (2)2.1生产的基本原理 (2)2.2工艺路线的对比与选择 (2)2.3DMF法碳四抽提丁二烯装置的特点 (3)2.4物料衡算 (4)2.5装置工艺流程图 (4)2.6工艺流程说明 (5)2.6.1 第一萃取精馏部分 (5)2.6.2 第二萃取精馏部分 (6)2.6.3 丁二烯净化部分 (7)2.6.4 溶剂净化部分 (8)2.7各项参数控制、检测 (9)2.7.1 主要原材料性质和控制指标 (9)2.7.2 产品、副产品的性质和质量监控 (9)2.7.3 辅助原材料物化性质和控制指标 (10)2.7.4 辅助材料作用和使用量 (12)2.8工艺控制 (12)2.8.1 原料质量变化对产品的影响及调节方法 (13)2.8.2 主要工艺条件的变化对产品质量的影响 (14)致谢 (18)参考文献 (19)附录 (20)1.主要原料、辅助原材料单耗及公用工程单耗（/T产品，年） (20)2.三废治理、综合利用表 (21)3.工业用丁二烯（GB/T13291-2008）生产指标 (21)1 引言1.1 丁二烯来源从油田气、炼厂气和烃类裂解制乙烯的副产品中都可获得碳四馏分。
丁二烯萃取精馏工艺设计
丁二烯萃取精馏工艺设计丁二烯是一种重要的基础化学品，广泛应用于合成合成橡胶、塑料、树脂和油墨等领域。
丁二烯的生产通常采用烷基锂催化剂聚合反应，生成丁二烯和其他杂质。
为了获得高纯度的丁二烯，需要进行精馏分离。
丁二烯萃取精馏是目前广泛采用的一种分离技术，具有操作简便、分离效率高、产品纯度高等优点。
丁二烯萃取精馏工艺的设计涉及到多个关键参数，如萃取剂种类、萃取剂用量、精馏塔塔板数目、进料温度、进料流量等。
下面将从这些方面介绍丁二烯萃取精馏工艺的设计。
1. 萃取剂种类萃取剂是丁二烯萃取精馏中的关键因素之一。
常用的萃取剂有苯、甲苯、二甲苯、正庚烷等。
不同的萃取剂对丁二烯的分离效果有所不同。
例如，苯的选择性较高，但易与丁二烯发生加成反应，形成高沸点产物，影响精馏效果。
因此，在选择萃取剂时应综合考虑其分离效果和化学性质，并选择合适的物料组合。
2. 萃取剂用量萃取剂用量是影响丁二烯萃取精馏效果的另一个重要因素。
一般而言，萃取剂用量越大，分离效果越好，但同时也会增加成本。
在确定萃取剂用量时，应综合考虑经济性和工艺效果，选择合适的用量。
3. 精馏塔塔板数目精馏塔塔板数目对丁二烯萃取精馏的分离效果有着极大的影响。
塔板数目越多，精馏分离效果越好，但同时也会增加设备复杂度和成本。
在选择塔板数目时，应根据实际情况，综合考虑分离效果和成本，选择适当的塔板数目。
4. 进料温度和进料流量进料温度和进料流量是丁二烯萃取精馏中比较重要的参数。
进料温度过高会导致产物分解，影响精馏效果；进料流量过大会降低分离效率。
在确定进料温度和进料流量时，应综合考虑分离效果和工艺经济性，选择合适的操作条件。
丁二烯萃取精馏工艺的设计需要综合考虑多个参数，包括萃取剂种类、萃取剂用量、精馏塔塔板数目、进料温度和进料流量等。
在设计工艺时，应根据实际情况，综合考虑分离效果和成本，选择合适的操作条件，以获得高效、经济、稳定的生产工艺。
丁二烯抽提技术探讨
丁二烯抽提技术探讨朱晓飞(神华宁夏煤业集团有限责任公司烯烃二分公司，宁夏银川750411)摘要：丁二烯抽提技术有三种：乙腈法（ACN法）；N-甲基吡咯烷酮法（NMP法）；二甲基甲酰胺法（DMF法阐述了ACN法、DMF法、NMP法三种丁二烯抽提工艺技术、各自的优缺点以及区别。
关键词：ACN法;DMF法;NMP法;萃取精馏;丁二烯自聚中图分类号:T Q221.22 文献标识码：A文章编号：1008 -021X(2017)21 -0111 -04The Technology of Butadiene Extraction TechnologyZhu Xiaofei(The Shenhua Ningxia Coal Industiy Group Co. ,Ltd. ,Yinchuan 750411,China)Abstract:Technology of butadiene extracdon technology have three: ACN，NMP，DMF. This paper expounds the ACN，DMF，NMP butadiene extraction technologi\advantages and disadvantages ^and the difference between.Key words：ACN；DMF；NMP；extractive distillation；butadiene polymerization11,3 丁二烯的用途以及抽提技术1.1 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 生产单体，是C4馏分中最重要的组分之一，在石油化工烯烃原 料中的地位仅次于乙烯和丙烯。
由于其分子中含有共轭二烯, 可以发生取代、加成、环化和聚合等反应，使得其在合成橡胶和 有机合成等方面具有广泛的用途，可以合成丁二烯橡胶（BR)、丁苯橡胶（SBR)、丁腈橡胶（NBR)、丁苯热塑性弹性体（SBS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS)树脂等多种产品，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 以及用作黏接剂、汽油添加剂等。
丁二烯生产工艺流程设计与设备选型
丁二烯生产工艺流程设计与设备选型丁二烯是一种重要的化工原料，广泛应用于合成橡胶、塑料等领域。
为了实现高效生产丁二烯并提高产品质量，本文将对丁二烯的生产工艺流程设计与设备选型进行探讨。
一、丁二烯生产工艺流程设计在丁二烯的生产工艺流程中，原料选择、反应条件以及分离纯化等环节都会对最终产品的品质和产量有着重要影响。
1. 原料选择丁二烯的主要原料为丁烯和乙烯。
在原料选择上，应优先选择纯度高、成本低且易得到的原料，以确保生产的丁二烯质量和经济效益。
2. 反应条件丁二烯的生产通常采用催化裂化反应，需要控制合适的温度、压力和催化剂用量等反应条件。
其中，温度对丁二烯的选择性和产率有着重要影响，压力则会影响丁烯和乙烯的溶解度和反应速率。
催化剂的选择应基于活性高、寿命长、易再生等因素进行考虑。
3. 分离纯化在丁二烯的生产中，还需要进行分离纯化步骤，以去除杂质和提高丁二烯的纯度。
常用的分离方法包括蒸馏、吸附和结晶等。
在分离纯化过程中，应综合考虑分离效果、能耗和设备复杂度等因素。
二、丁二烯生产设备选型丁二烯的生产设备选型是确保工艺流程连续高效运行的关键。
在设备选型时，应考虑以下几个方面。
1. 反应釜由于丁二烯的生产需要进行催化裂化反应，因此反应釜的选型非常重要。
反应釜应具备良好的耐压性能、优异的传热效果以及高度的密封性。
同时，对反应釜的清洗和维护也需要考虑便捷性。
2. 分离设备在分离纯化环节中，常用的设备包括蒸馏塔、吸附塔和结晶器等。
对于丁二烯生产来说，应选择具备高效传质和传热性能、操作稳定可靠的设备，以确保分离纯化的效果。
3. 冷却设备丁二烯的生产过程中，需要进行冷却以保证反应温度的控制。
冷却设备的选型应考虑冷却效果、能耗和操作可行性等因素，并且能够适应生产规模的变化。
4. 自动控制系统在丁二烯生产过程中，良好的自动控制系统能够提高工艺的稳定性和可靠性。
自动控制系统应具备实时监测、报警和调节功能，以及与其他设备的联动控制能力，实现高效自动化运行。
丁二烯抽提NMP萃取工艺研究
丁二烯抽提NMP萃取工艺研究摘要：采用丁二烯抽提对NMP萃取，萃取过程中，通过加大CHCl3的使用量，增加萃取时间，多次萃取，提高NMP的浓度，控制萃取温度不超过45 ℃，均有利于提高萃取效率。
而工业化中，与母液质量比为4∶1，萃取时间60 min，萃取2次，母液的NMP浓度为40%，萃取温度25 ℃，更适合生产工艺。
关键词：NMP；母液；萃取效率N-甲基吡咯烷酮简称NMP，是一种极性较强的非质子溶剂，既易溶于水，又易溶于有机溶剂，在生产对位丁二烯抽提和聚苯硫醚中，作为溶剂大量使用。
尤其是对位丁二烯抽提行业内，在NMP使用过程中，有大量NMP的母液需要回收，提高NMP回收率，降低成本，是对位丁二烯抽提产业化的一个关键问题。
回收NMP有两种方法：①将聚合后的母液直接蒸馏，这种技术所用的蒸馏温度较高，会使NMP裂解[1-2]。
蒸馏后期，浆液变黏稠，造成NMP回收率降低，一般回收率在50%～70%。
②把母液浓度控制在10%～60%，使用CHCl把NMP萃取出来，3这种方法已成为主要回收NMP的方法。
在对位丁二烯抽提行业中，由于企业不同水洗树脂的能力也有所不同，一般水洗后的母液NMP浓度在10%～40%，本研究小组对NMP浓度为10%～40%的溶液进行萃取研究及工艺优化。
1 实验部分1.1 实验用品，国药试剂，分析纯；NMP，国药试剂，分析纯；国药试剂，分析纯。
CHCl31.2 仪器和设备分析天平：METTLER TOLEDO- XSR105/AC；梨型分液漏斗、电力搅拌器、烧杯漏斗若干；Agilent-6890N气相色谱，GC条件如下。
色谱柱DB-35MS(30 m×0.25 mm×0.25μm)；载气：氦气(纯度99.999%)；检测器FID温度280℃；柱流速1.0 mL/min；进样口温度250℃，不分流进样，进样体积1μL，分流比10∶1；升温程序：初始温度60℃，保持1 min，以25℃/min升至140℃，保持3 min，以15℃/min升至200℃，保持8 min，以10℃/min升至240℃，保持3 min。
丁二烯萃取精馏塔的工艺分析
丁二烯萃取精馏塔的工艺分析摘要：丁二烯是一种重要的有机化工原料，在合成橡胶、丁二醇等有机化学产品的生产中具有较高的应用频率。
伴随我国乙烯工业的高速发展，裂解中产生的C4馏分有所增加，是提高炼化企业资源运用率的关键，可在C4分离或合成的作用下，通过萃取精馏塔工艺的使用，完成丁二烯产品生产的任务。
鉴于此，本文围绕丁二烯萃取精馏工艺技术，简述了对塔设备选择的两个方面，以C4分离法配合乙腈作为萃取溶剂为例，详细分析了丁二烯萃取精馏塔的主要生产方法和具体工艺流程。
关键词：丁二烯；萃取精馏塔；工艺；分析；设备选择引言：工业上当前主要使用乙腈、甲基吡咯烷酮等作为萃取剂，经过萃取精馏工艺，将乙烯裂解设备中的副产物进行分离处理后，便可得到纯度较高的丁二烯。
丁二烯萃取精馏塔是C4抽提设备中塔板数量最多、塔径最大的重要设备，具有影响因素多、投资比重大等特点，因此，需要有关技术人员加强对丁二烯萃取精馏塔工艺的分析和优化，按照详细工艺流程和要求，获得纯度合格的丁二烯产品。
1丁二烯萃取精馏塔的设备选择1.1塔设备选择的要求板式塔与填料塔均为丁二烯萃取精馏工艺中的关键设备，分别担任了不同生产任务中的精馏、吸收等操作，具有优势互补的作用。
由于分离性能较强，操作稳定性优良，逐渐成为主要的生产分离设备。
在选择塔设备时，需要满足于丁二烯萃取精馏的各项工艺要求，具备较高的分离能效；生产能力优良，拥有充足的操作弹性，且操作简单、加工方便、可靠性强，能够达成自动化的目标；塔设备的压降较小，还要具有前期投入较少、制造便捷的优势。
1.2板式塔类型和性能对比按照类型上的差异，板式塔设备拥有不尽相同的结构形式，其中的穿流式塔的板式结构包括筛孔式、栅板式，溢流式塔的塔板则包括十字架形浮阀、F形浮阀、舌形板、条形泡罩、圆形泡罩等。
伴随板式塔塔压降的下降，压差值存在成倍变化的可能性，对于塔设备的操作压力影响更小，除了真空塔以外，造成的相对挥发度变化较小。
丁二烯抽提工艺技术路线选择概述课件
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
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丁二烯抽提工艺技术路线选择
2.2 溶剂性能
N-甲基吡咯烷酮（NMP）、二甲基甲酰胺（DMF） 和乙腈（ACN）三种溶剂性能对比见表3-2。
序号
项目
N-甲基吡咯烷酮NMP
二甲基甲酰胺DMF
乙 腈ACN
1
50℃时的相对溶解度
对1，3-丁二烯
1
1
1
对顺丁烯-2
1.63
1.56
1.43
对1，2-丁二烯
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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。
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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%。
丁二烯生产工艺常见问题分析与对策
丁二烯生产工艺常见问题分析与对策摘要：乙腈法抽提丁二烯的生产工艺技术是利用乙烯裂解碳四原料，用乙腈做萃取剂，通过两级萃取，两级精馏的方法来制取高纯度的丁二烯。
在实际生产过程中经常面临一些生产工艺波动和难题处理，本文主要讲述对常见问题的分析和相应的对策。
关键词：丁二烯、波动、难题、对策引言在丁二烯生产过程中经常会遇到一些问题需要处理和解决，例如原料异常变化组分不稳定，超出设计指标。
公用工程波动，蒸汽压力低，使系统加热升温困难。
循环水温度高，冷凝效果差，生产单元压力升高，无法维持生产1腈烃比的调节腈烃比的选择是控制萃取精馏效果的最重要手段。
腈烃比控制不当会降低萃取精馏塔的分离效果，造成塔顶抽余碳四产品中的丁二烯浓度升高和塔底物料中的反丁烯、顺丁烯过高在一定范围内，腈烃比增大，塔顶和塔釜的物料组成指标都会有一定程度的优化，但塔釜再沸器的蒸汽用量会相应增加。
溶剂的用量应根据原料中的具体组成和进料量的大小决定。
当进料条件发生大幅度的变化时，要及时调整乙腈加入量，以保证腈烃比稳定。
当原料中丁二烯含量升高时，应按升高比例增加乙腈用量，当丁二烯含量降低时，则减少乙腈用量。
由于溶剂循环系统为多个系统提供热源，所以乙腈加入量的改变，不仅对萃取塔的分离效果造成影响，也将影响到利用热乙腈为热源的系统的稳定，因此在正常情况下，腈烃比不能有太大的变化。
1.1乙腈含水量的影响乙腈含水量对萃取系统的分离效果影响较大，作为确保萃取精馏系统的一个重要指标进行控制。
如果含水量过高，将会导致碳四烃类在乙腈中的溶解度降低，萃取精馏塔的分离效果会大幅降低。
乙腈含水对萃取精馏的好处在于增加乙腈的选择性和降低塔釜温度两个方面。
随着乙腈中水含量的升高，对烃类的溶解选择性增加，但该效果随含水量的升高逐渐降低。
乙腈含水后，可降低乙腈和烃类的均相混合物的泡点，从而降低塔釜的操作温度，不但降低了丁二烯的热聚合机会，还可减少再沸器的蒸汽使用量。
除此之外，乙腈中加入一定量的水之后，可进一步扩大各碳四组分间的相对挥发度。
乙腈法抽提丁二烯工艺流程
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几种丁二烯抽提技术的比较
Ｃｏ ｍｐ ａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｓ ｏ ｍｅ Ｂｕ ｔ ａ ｄ ｉ ｅ ｎ ｅ Ｅｘ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ
Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｄ
（ ＨＱ Ｃ（ Ｓ ｈ ａ ｎ １ ａ ｉ ）Ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｎ ｙ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ０ ３ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
２ ） 成本低 ， 工艺成熟 ；产 品、 副产品 回收率高。 ３ ） Ｄ ＭＦ对 丁二烯 的 溶解 能 力及 选择 性高 ， 溶 剂消耗 量
低。
等， 这三种工艺路线的产能 占抽提 丁二烯 总生产能力 的 ９ ０ ％ 以上 ， 在我国都建有生产装置 。
４ ） 由于其沸 点高 ， 操 作 温度 都较 高 ， 易引起 双烯烃 和炔
３ ） 热稳定性 和水 解稳定性高 ， 设 备可采用普通碳钢 。
２ ） 乙腈黏度低 ， 塔板效 率高 ， 降低 了能耗 。 ３ ） 微弱毒性 ， 在操作 条件下对碳钢腐蚀 性小。 ４ ） 共沸物多 ， 用于 回收溶剂 的水 洗塔较多 ， 流程相对长。
５ ） 溶剂 回收塔塔底废水 的热能可 回收 ， 能耗较低 。
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ Ｓ ｈ ｉ ｄ ｏ ｎ ｇ ｋ Ｏ １ １ ｇ ａ ｓ ｍａ ｋ ｉ ｎ ｇ Ｃ ｏ ．Ｌ ｔ ｄ ．ｐ ｕ ｒ ｐ ｏ ｓ ｅ ｔ ｏ ｕ ｓ ｅ ｅ ｘ ｉ ｓ ｉ ｔ ｎ ｇ ｒ ｅ ８ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｆ ｏ ｒ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ２ ４ ｋ ｔ ／ ａ ｂ ｕ ｔ ａ ｄ ｉ ｅ ｎ ｅ ｐ ｌ ａ ｎ ｔ ．Ｂ ｙ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ＤＭＦ，ＮＭＰ ａ ｎ ｄ ＡＣ Ｎ ｐ ｒ ｏ ｅ ｍｓ ，ｉ ｔ ｉ ｓ ｒ ｅ ｃ ｏ ｍｍｅ ｎ ｄ ｅ ｄ ｔ ｏ ｕ ｓ ｅ ＤＭＦ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ Ｂ ｅ Ｗ ｂ ｕ ｔ ａ ｄ ｉ ｅ ｎ ｅ
丁二烯的生产—应用生产原理确定工艺条件
工艺条件的确定
4.溶剂比
溶剂比是指溶剂与进料用量之比。 实际生产中如果溶剂比过小，达不到要求的分离效果； 溶剂比增大，选择性明显提高，分离越容易进行。 过大的溶剂比将导致设备与操作费用增加，经济效果差。
工艺条件的确定
5.溶剂含水量 溶剂中加入适量的水可提高组分间的相对挥发度，使溶剂选择 性大大提高。 乙腈溶剂含5%的水时，沸点将由81.6℃降至78℃，因此，溶 剂含水也可以降低操作温度，减少蒸汽消耗，避免二烯烃自聚。 随着溶剂中含水量不断增加，烃类在溶剂中的溶解度降低，容 易引起萃取精馏塔内出现分层现象，需要提高溶剂比，从而增加 了蒸汽和动力消耗。 在工业生产中，以乙腈为溶剂，加水量以8～12%为宜。
C4馏分中各组分的沸点和相对挥发度
生产原理
萃取精馏的基本原理
溶剂S
A、B 、…N
A B 混C 合. 物. . N
C溶解于S
萃取剂 沸点高
萃 取 精 馏
C+S
原理：萃取精馏是向被分离混合 物中加入第三组分-溶剂，这种 溶剂对被分离的混合物中的某一 组分有较大的溶解能力，而对其 它组分的溶解能力较小，其结果 使易溶的组分随溶剂一起由塔釜 排出，然后将溶解的组分与溶剂 再进行普通的精馏，即可得到高 纯度的单一组分；未被萃取下来 的组分由塔顶逸出，以达到分离 的目的。
工艺条件的确定
3.溶剂的进塔温度 在萃取精馏操作过程中，由于溶剂量很大，溶剂的入 塔温度影响塔内每层塔板上各组分的浓度和汽液相平衡， 其较小变化会引起内回流的变化。 若萃取温度低，会使塔内回流量增加，使希望的恒定 浓度降低，不利于分离正常进行，导致塔釜产品不合格； 如果溶剂温度过高，使塔底溶剂损失量增加，塔顶产 品不合格。 生产中乙腈的入塔温度一般比塔顶温度高3～5℃。
NMP 法丁二烯抽提生产工艺探讨
NMP 法丁二烯抽提生产工艺探讨作者：王长智来源：《中国科技博览》2014年第27期[摘要]N-甲基吡咯烷酮（简称NMP），属于氮杂环化合物，分子式为C5H9O，具有一系列优异的物理、化学性质。
NMP沸点高、极性强、粘度低、溶解能力强、无腐蚀、毒性小、生物降解能力强、挥发度低、化学稳定性、热稳定性优良，广泛应用于石油化工、塑料工业、药品、农药、染料以及锂离子电池制造业等许多方面。
本文则探讨NMP 法丁二烯抽提生产工艺情况。
[关键词]丁二烯；化工工艺；NMP中图分类号：TQ221.223 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）27-0114-01早在半个世纪以前，西德就采用N一甲基毗咯烷酮（NMP）作溶剂，裂解萃取蒸馏丁二烯。
以后，在世界各地陆续采用并加以改进。
NMP法萃取蒸馏丁二烯工艺，具有溶剂的选择性高、无毒、无腐蚀、水解稳定性和热稳定性高、沸点高、常温蒸汽压低，丁二烯收率高、纯度高，以及整个工艺综合技术经济效果优越。
如今，根据所采用的萃取溶剂的不同，丁二烯抽提生产工艺主要分为3种：NMP法、DMF法和ACN法。
与NMP法和DMF法相比，ACN法具有一定的优势，但乙腈溶剂毒性较大，随着人们的环保意识日益加强，该工艺逐渐被淘汰。
而NMP工艺由于其诸多的技术优势，文中对NMP法和DMF法2种工艺进行对比，阐述了NMP工艺的综合优势。
一. NMP法丁二烯抽提工艺比较N一甲基毗咯烷酮（NMP）是一种性能优良的高沸点溶剂，具有强极性、惰性、低粘度、溶解能力强、稳定性好、无腐蚀、挥发性低等特点，目前已在许多工艺路线中取代了其它溶剂。
其生产工艺可以采用y一丁内醋与甲胺缩合路线，它是目前可靠而成熟的工艺生产路线。
各个厂家大致相同.NMP目前主要用于回收丁二烯。
高温裂解制取乙烯副产品馏分中含有较多的烯烃。
而NMF法不但毒性小、无腐蚀、萃取效率高，而且省却了抽余液加氢脱炔烃工艺，可节能一半。
用NMP从含有环戊二烯的裂解馏分粗品回收异戊二烯纯度可达到99%r。
丁二烯抽提技术的比较和分析
主要的应用领域，其消费量占全球丁二烯消费总量 （ ,(! 抽提工艺、N(: 抽提工艺、*&, 抽提工艺）
的 )#O［’］。 目前世界上约有 *"O 的丁二烯是采用乙烯裂
解副产碳四馏分通过以萃取精镏为主的抽提工艺提
的特征进行了比较和分析；并根据我国的国情，提出 了今后我国在新建丁二烯抽提装置时选择抽提工艺 的有关建议。
! ! 丁二烯是生产合成橡胶、合成树脂、己二腈、己 & 套使用我国自行开发或改进的技术；使用 ,(! 抽
二胺、尼龙 $$、环丁砜、’，, ( 丁二醇等有机化工产 提工艺的装置有 % 套，全部引进国外技术。
品的重要 原 料。其 中，合 成 橡 胶 工 业 是 丁 二 烯 最
本文对 目 前 最 通 用 的 % 种 丁 二 烯 抽 提 工 艺
*&, %1 "*# *1 $(# (1 ,*# (1 ,*# (1 $&# (1 ,*# (1 *(# (1 ### #1 -*" (1 #("
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从式（"）可看出，在 (N( 值一定时，(? 值越大，! 值越大。表 ( 中的实验数据验证了这一结论。
因此，不能只比较碳四馏分中不饱和烃浓度处 于无限稀释情况下的 % 种溶剂的选择性，塔板上的 实际溶剂浓度不同，溶剂的实际选择性也不同。若 塔板上碳四馏分的质量分数为 %#K（ 溶剂的质量 分数约为 -#K ）时，在 *&,（ 含水）、,(!（ 含水）、 /(0 中，顺式 ’ " ’ 丁烯对丁二烯的相对挥发度都 为 (1 %##，反式 ’ " ’ 丁烯对丁二烯相对挥发度的 大小顺序为：*&, ) /(0 ) ,(!。从表 ( 可看出， 在相同工 况 条 件 下，% 种 溶 剂 的 选 择 性 处 于 同 一 水平。
丁二烯抽提工艺选择
的最终高操作温度163℃，相差15℃。较低的操
作温度有利于抑制丁二烯聚合。
NMP法与DMF法技术对比
丁二烯抽提工艺的选择
系统中含水情况对比
（2）NMP工艺中的溶剂含有8.3%的水，不但降低了沸点，保持了低挥 发度，同时也增大了溶剂的选择性。而DMF工艺中却要严格控制循环溶剂中 的含水量在5*104以下。 NMP溶剂性能优良。能与水以任何比例混溶，且不易发生水解或热降解， 溶剂本身及其与水的混合物无腐蚀性，设备材质可用碳钢。而DMF溶剂虽然 也能与水混溶，但遇水将发生水解，生成二甲胺及甲酸，对设备产生严重腐 蚀。 DMF水解量将随着温度和水含量的增加而增加，同时，含酸或碱的介质 又能促进DMF的水解，而DMF的水解产物又恰恰是酸、碱介质。因此，水解 一旦发生，如得不到有效控制，将会形成恶性循环，威胁到产品质量及设备 的正常运行。二甲胺在系统中的逐渐累积可能会造成丁二烯产品中胺值升高 异致产品不合格。甲酸含量增高则会腐蚀设备，缩短设备的运行周期，尤其 对高温的设备危害较大。
CAN与NMP法和DMF法相比，CAN法具有一定 的优势，但乙腈溶剂毒性较大，随着人们的环保
意识日益加强，该工艺逐渐被淘汰。而NMP工艺
由于其诸多的技术优势，文中对NMP法和DMF法2
种工艺进行对比，阐述了NMP工艺的综合优势。
NMP法与DMF法的工艺
丁二烯抽提工艺的选择
NMP法与DMF法的工艺流程基本相同，都是通过2段萃 取、2段普通精馏的过程最终获得高纯度的丁二烯产品，2 种工艺的萃取过程有所别，普通精馏的过程完全相同。
丁二烯抽提工艺的选择14
环保对比
DMF职业性接触毒物危害程度为lll级(中毒危害)，在 水存在下会分解，且含DMF的废水不易被生物降解。DMF
几种丁二烯抽提工艺技术的比较
表 ２& 三种技术装置的技术指标比较
指
标
技术或生产商
生 产 规 模／ｋｔ·ａ－ １ 丁 二 烯 收 率／％ 溶 剂 消 耗／ｋｇ·ｔ－ １ 冷 却 水 消 耗／ｔ·ｔ－ １ 电 耗／ｋＷｈ·ｔ－ １ 蒸 汽 消 耗／ｔ·ｔ－ １ 综 合 能 耗／ｔ·ｔ－ １ 设备相对台数 溶剂相对价格 Ｃ４ 中丁二烯含量的适用范围／％ 可 开 车 负 荷 范 围／％ 再 生 溶 剂 占 总 溶 剂 比 例／％ 连 续 运 行 时 间／ａ
１．１（ １００％焦油） ９５．４
注： ①废水和废气为连续排放量。 ②废气量的差异是由原料组成不同引起的。 ③ＤＭＦ 法的实际值为化工一厂的丁二烯抽提（ 二） 的实际数据。
２．５ 环保方面 （ １） ＤＭＦ 法 ＤＭＦ 职业性接触毒物危害程度为Ⅲ级 （ 中毒
危害） ， 在水存 在 下 会 分 解 为 甲 酸 和 二 甲 胺 ， 因 而 具有一定的腐蚀性， 且含 ＤＭＦ 的废水不易被生物 降解； ＤＭＦ 对人体的毒性是累积性的， 无法从体内 排 出 ， 而 且 装 置 的 允 许 泄 漏 点 较 多 ， 因 此 ＤＭＦ 对 装置员工的身心健康危害较大， 含 ＤＭＦ 的废水也 会危害周围环境， ＤＭＦ 落到水泥地面后极难清除， ＤＭＦ 法产生的废渣（ 焦油） 量为 ＮＭＰ 法的 ４～５ 倍， 而 且 ＤＭＦ 法 每 次 排 放 焦 油 都 会 对 周 围 空 气 产 生 较大污染。
产品质量指标见表 １。ＮＭＰ 法和 ＤＭＦ 法两种 工艺技术产品质量指标保证值一致， 均能满足用
１２
炼油与化工
第 １６ 卷
表 １ ＮＭＰ 法、ＤＭＦ 法及 ＣＡＮ 法丁二烯产品主要指标比较
项目
丁 二 烯 纯 度／％ 总 炔／×１０－ ６ ＶＡ／×１０－ ６ 水 值／×１０－ ６
NMP法丁二烯抽提生产工艺分析
NMP法丁二烯抽提生产工艺分析摘要：就目前石化企业丁二烯抽提生产工艺优劣来看，虽然在NMP工艺中仍有一些缺点，但总的来讲，其工艺要比DMF更优秀一些；特别是在能耗、性能、聚合以为及环保等方面表现更为突出。
论文主要从NMP法和DMF法两种工艺进行对比，从而更好地分析和突出NMP法丁二烯抽提生产工艺的优点。
一、简述丁二烯1，3-丁二烯简称丁二烯，它是石油化工企业生产装置中的一种十分重要的有机原料。
由于在化工装置生产中所应用的萃取溶剂不同，其生产工艺也有所不同；通常有N-甲基吡咯烷酮法（简称NMP法）、二甲基甲酰胺法（简称DMF法）以及乙腈法（简称ACN法）三种不同的工艺生产法。
但由于乙腈溶剂具有极强的毒性，再加上人们在环保认识的不断深入；所以，这一工艺很快就被淘汰。
而NMP工艺技术在生产过程中由于有着极大的优势而得到了越来越多的应用。
二、分析NMP法与DMF法的技术对比1、技术对比（1）流程对比1）压缩机的设置在NMP工艺中的压缩机并不是设置在主流程上的，它是把已脱除抽余液、丁二烯的汽提气一同输送至精馏塔的塔底，从而实现塔内物料的平衡。
由于只有极少一部分气量通过压缩机，其压缩比很小；所以，只需要使用一台一段螺杆压缩机便可以完成相关操作；另外，当压缩机停止工作后，其主流程还会继续工作。
而DMF工艺中的压缩机通常都在主流程上设置，且是前后两工序的必要通道。
另外，在压缩机中还会有大气量通过，其压缩比非常大；所以，在这一过程中需要使用到一台两段螺杆压缩机才有完成其作业，且两段间还需要冷却压缩气，当压缩机停止工作后，其主流程就会立即中断。
两者相对比，NMP工艺在压缩机设置方面要灵活许多，同时故障率也要小一些。
2）再沸器的设置在NMP工艺中的萃取系统中，通常只是在精馏塔和脱气塔塔底设置相应的加热器或再沸器，且数量极少。
由于再沸器在运作过程中极易出现蒸汽泄漏的问题，且设备检修工作量非常大。
因此，NMP工艺中再沸器数量比较少，则可以有效地降低设备检修次数。
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丁二烯抽提工艺方法的比较与选择
摘要
丁二烯的加工利用水平和化工利用技术的发展对国家合成橡胶工业生
产的发展有着重要影响。
丁二烯的生产可分为乙腈法、二甲基甲酰胺法和N
甲基吡咯烷酮法三种。
不论是哪种溶剂，抽提工艺一般都采用两段萃取精
馏，即先用溶剂萃取丁二烯及炔烃，把它们与丁烷，丁烯馏分分开，再用
同一溶剂在炔烃萃取精馏塔中萃取掉炔烃，得到丁二烯馏分，丁二烯馏分
脱除轻重组分后，便得到丁二烯。
三种方法都有各自的特点，在选择生产
丁二烯的方法时，要详细比较各自的优缺点，选择出最适合的工艺方法。
关键词：丁二烯工艺；溶剂；抽提
1丁二烯的简介
丁二烯,通常是指1,3-丁二烯,又称乙烯基乙烯,分子式C4H6,无色气体。
熔点108.9℃,沸点4.41℃,微溶于水和醇,易溶于苯、甲苯、氯仿、等有机溶剂。
丁二烯在常温常压下为无色而略带大蒜味的气体,易液化,易燃,聚合。
丁二烯具有麻醉和刺激作用，可能引起遗传缺陷，可致癌。
丁二烯是碳四馏分中最重要的组分，是石油化工的基本原料之一,在石油化工烯烃原料中的地位仅次于乙烯和丙烯, 世界丁二烯主要用于合成橡胶以及ABS树脂等。
2丁二烯的生产方法
我国丁二烯的生产经历了酒精接触分解、丁烯或丁烷氧化脱氢和蒸气裂解制乙烯联产C４抽提分离三个发展阶段。
C４抽提分离这种方法价格低廉，经济上占优势，是目前世界上丁二烯的主要来源。
只有少数一些丁烷、丁烯资源丰富的国家采用脱氢法。
目前我国正在运行的丁二烯生产装置，绝大多数都是随着乙烯工业的发展而逐步配套建设起来的[1]。
2.1乙腈法乙腈法（ACN法）
乙腈法以含水１０％左右的乙腈为溶剂，由两段萃取精馏、两段普通精馏、和溶剂回收等工艺单元组成。
原料裂解碳四第一萃取精馏塔，与塔顶来的乙腈接触。
丁烷、丁烯、反丁烯-2等从塔顶馏出，塔底含丁二烯和重组分的乙腈溶液由釜液泵送至汽提塔将烃类组分从乙腈溶液中汽提出来。
汽提塔中部炔烃浓度最高，侧线采出送入炔烃闪蒸塔汽提塔釜液由汽提塔釜液泵打出，作为循环溶剂。
1、3丁二烯与其相对挥发度接近的甲基乙炔及其他杂质从丁二烯萃取塔塔顶馏出，塔顶蒸汽冷凝后送至精致部分。
从汽提塔侧线采出的炔烃由测线闪蒸塔脱除。
由第二萃取精馏塔顶部馏出的粗丁二烯进入丁二烯水洗塔，洗去其中的乙腈成分。
经洗涤后的粗丁二烯进入脱轻塔。
拖去甲基乙炔和水，因为甲基乙炔可以分解爆炸，所以加入一萃的丁烷、丁烯。
在脱重塔，顺-2-丁烯、1，2-丁二烯从塔底脱除。
2.2二甲基甲酰胺法（DMF法）
DMF抽提丁二烯装置可分为两个部分：萃取部分和精馏部分。
萃取部分包括第一萃取精馏系统和第二萃取精馏系统，碳四原料中的丁烷、丁烯等在第一萃取精馏系统中脱除，乙烯基乙炔、一部分乙基乙炔等组分在第二萃取精馏系统中脱除；精馏部分包括丁二烯净化和溶剂精制两系统，除去其中的二甲胺、甲基乙炔、水、顺丁烯等杂质，得到丁二烯成品；而溶剂精制系统是将循环溶剂中的水分，二聚物等轻组分及焦油等重组分除去，保持循环溶剂的质量[2]。
2.3 N-甲基吡咯烷酮法（NMP法）
NMP法生产工艺主要包括萃取蒸馏、脱气和蒸馏以及溶剂再生工序。
裂解C4进入含N-甲基吡咯烷酮萃取剂的洗涤塔底部，丁二烯和易溶解的组分及部分丁烷和丁烯被吸收，丁烷和丁烯从塔顶排出[3]。
主洗塔底部的富溶剂进入精馏塔，用丁二烯、丙二烯和乙炔把溶剂吸收的丁烷和丁烯置换出来。
粗丁二烯由后洗塔塔顶蒸出进入蒸馏工序，塔釜富溶剂返回精馏塔中。
精馏塔釜的富溶剂先进入闪蒸罐中部分脱气，再进人脱气塔脱烃，烃经进入循环压缩机后返回精馏塔底部。
从后洗塔出来的粗丁二烯在脱轻塔脱除甲基乙炔，再由脱重塔中脱除1，2-丁二烯和C5，塔顶得到丁二烯产品。
3三种方法的比较与选择
采用乙腈法生产丁二烯的优点有：（1）沸点低，萃取、汽提操作温度低，丁二烯不容易自聚；（2）汽提可在高压下操作，省去了丁二烯气体压缩机，减少了投资；（3）能
耗低与其他两种方法；（4）微弱毒性，对碳钢腐蚀性小。
但是丁二烯分别与正丁烷、丁二烯二聚物等形成共沸物，溶剂精制过程复杂，操作费用高，蒸气压力高，随尾气排出的溶剂损失大，而且用于回收溶剂的水洗塔较多，相对流程长。
DMF法对原料C４的适应性强，该法生产能力大，工艺成熟，成本低，安全性好、溶剂热稳定性和化学稳定性良好，节能效果较好，产品、副产品回收率高。
DMF法需要的循环溶剂量小，因为对丁二烯的溶解能力及选择性比其他溶剂高[4]。
由于其沸点高，萃取塔及解吸塔的操作温度都较高，易引起双烯烃和炔烃的聚合；但在水分存在下会分解生成甲酸和二甲胺，因而有一定的腐蚀性。
N-甲基吡咯烷酮法的溶剂选择性较高，毒性很小，腐蚀性小，再运转中溶剂损失小。
装置可全部采用普通碳钢。
并且NMP法可得到高质量的丁二烯，产品纯度高，流程简单，操作方便，投资较低，经济效益高。
但是进入到稀释蒸汽发生系统的裂解汽油会发生聚合, 堵塞换热器、管线及设备, 给生产带来极大的危害。
4结论
通过ACN、DMF和NMP这三种工艺的对比可以看出, 这三种工艺各有优势及不足。
但综合来看,ACN 工艺还是优于其它2种工艺, 尤其在建设费用、流程集成、安全环保和装置的能耗等方面具有明显的优势。
事实上, 近年来ACN工艺越来越受到人们的认可, 发展速度也最快。
参考文献
[1] 李淑培. 石油加工工艺学.北京:中国石化出版社，1991
[2] 陈绍洲，常可怡，编著:石油加工工艺学.上海:华东理工大学出版社,1997
[3] 贾绍义等.化工传质与分离过程.北京:化学工业出版社，200
[4] 陈洪钫等.化工分离过程.北京:化学工业出版社，1999。