研究课题：C4抽提丁二烯工艺流程的研究

班级：广汇化工102班 姓名：陈录顺 学号：11

研究课题：C 4抽提丁二烯工艺流程的研究

目录索引

【摘要】 (3)

1、乙腈法（ACN法） (3)

图1乙腈法分离丁二烯工艺流程图 (3)

丁二烯萃取精馏塔（乙腈法）生产中的异常现象举例 (5)

2 、二甲基甲酰胺法（DMF 法） (6)

图2 二甲基甲酰胺抽提丁二烯流程图 (6)

3、N－甲基吡咯烷酮法（NMP法） (6)

图3 NMP法丁二烯抽提装置工艺流程 (7)

相关知识链接： (8)

参考文献 (8)

【摘要】：液体丁二烯极易挥发，闪点低，易燃易爆，其爆炸极限为2～11.5体积。物理性质丁二烯微溶于水和醇，易溶于苯、甲苯、乙醚、氯仿、四氯化碳、汽油、无水乙腈、二甲基甲酰丁二烯分子结构中具有共轭双键，化学性质胺、N—甲基吡咯烷酮、糠醛、二甲基亚砜等有机活泼，能与氢、卤素、卤化氢等起加成反溶液。应。丁二烯有毒，低浓度下能刺激粘膜和呼吸道，高丁二烯容易发生自身聚合作用，也容易与化学性质浓度能引起麻醉作用。其它单体进行共聚作用，它是生产合成橡胶如丁二烯和苯乙烯共聚可生产丁苯橡胶；丁二烯在和各种树脂的重要原料。催化剂作用下可发生定向聚合反应生成顺丁橡胶；丁二烯与丙烯腈共聚生成丁腈橡胶；若丁二烯、苯乙烯和丙烯腈三元共聚可生成ABS树脂。另外，世界上某些国家发展的丁二烯氯化得到氯丁用途二烯之后进行聚合生产氯丁橡

胶；以及用丁二烯合成己二腈和己二酸，进一步合成尼龙—6和尼龙—66等化学纤维。

关键字：丁二烯乙腈法二甲基甲酰胺法 N－甲基吡咯烷酮法

1、乙腈法（ACN法）

乙腈法是以含水5%～10%的乙腈为溶剂，以萃取精馏的方法分离丁二烯。我国于1971年5月由兰化公司合成橡胶厂自行开发的乙腈法C

4

抽提丁二烯装置试车成功。该装置采用两级萃取精馏的方法，一级是将丁烷、丁烯与丁二烯进行分离，二级是将丁二烯与炔烃进行分离。其工艺流程见图1。

由裂解气分离工序送来的C

4馏分首先送进碳三塔(1)碳五塔(2)，分别脱除C

3

馏分和

C 5馏分，得到精制的C

4

馏分。

精制后的C

4

馏分，经预热汽化后进入丁二烯萃取精馏塔（3）。丁二烯萃取精馏塔分

为两段，共l20块塔板，塔顶压力为0.45Mpa，塔顶温度为46℃，塔釜温度114℃．C

4馏分由塔中部进入，乙腈由塔顶加入，经萃取精馏分离后，塔顶蒸出的丁烷、丁烯馏分进入丁烷、丁烯水洗塔(7)水洗，塔釜排出的含丁二烯及少量炔烃的乙腈溶液，进入丁二烯蒸出塔(4)。在塔（4）中塔釜排出的乙腈经冷却后供丁二烯萃取精馏塔循环使用，丁二烯、炔烃从乙腈中蒸出去塔顶，并送进炔烃萃取精馏塔(5)。经萃取精馏后，塔顶丁二烯送丁二烯水洗塔(8)，塔釜排出的乙腈与炔烃一起送入炔烃蒸出塔(6)。为防止乙烯基乙炔爆炸，炔烃蒸出塔（6）顶的炔烃馏分必须间断地或连续地用丁烷、丁烯馏分进行稀释，使乙烯基乙炔的含量低于30%(摩尔)，炔烃蒸出塔釜排出的乙腈返回炔烃蒸出塔循环使用，塔顶排放的炔烃送出用作燃料。

在塔（8）中经水洗脱除丁二烯中微量的乙腈后，塔顶的丁二烯送脱轻组分塔(10)。在塔（10）中塔顶脱除丙炔和少量水分，为保证丙炔含量不超标，塔顶产品丙炔允许伴随60％左右的丁二烯，塔釜丁二烯中的丙炔小于5ppm，水分小于10ppm。对脱轻组分塔来说，当釜压为0.45 MPa、温度为50℃左右时，回流量为进料量的1.5倍，塔板为60 块左右，即可保证塔釜产品质量。

图1乙腈法分离丁二烯工艺流程图

有机化工生产技术论文

1-脱C3塔；2-脱C5塔；3-丁二烯萃取精馏塔；4-丁二烯蒸出塔；5-炔烃萃取精馏塔；6-炔烃蒸出塔；7-丁烷、丁烯水洗塔；8-丁二烯水洗塔；9-乙腈回收塔；10-脱轻组分塔；11-脱重组分塔；12-乙腈中间贮槽

脱除轻组分的丁二烯送脱重组分塔（11)，脱除顺-2-丁烯、1 , 2-丁二烯、2-丁炔、二聚物、乙腈及碳五等重组分。其塔釜丁二烯含量不超过5﹪（质）, 塔顶蒸汽经过冷凝后即为成品丁二烯。成品丁二烯纯度为99.6﹪（体）以上，乙腈小于10ppm ，总炔烃小于50ppm 。为了保证丁二烯质量要求，脱重组分塔采用85 块塔板，回流比为4.5，塔顶压力为0.4MPa 左右。

丁烷、丁烯水洗塔（7）和丁二烯水洗塔（8）中，均用水作萃取剂，分别将丁烷、丁烯及丁二烯中夹带的少量乙腈萃取下来送往乙腈回收塔（9），塔顶蒸出乙腈与水共沸物，返回萃取精馏塔系统，塔釜排出的水经冷却后，送水洗塔循环使用。另外，部分乙腈送去净化再生，以除去其中所积累的杂质，如盐、二聚物和多聚物等。

丁二烯萃取精馏塔（乙腈法）生产中的异常现象举例

2 、二甲基甲酰胺法（DMF 法）

用DMF作溶液从C4馏分中抽提丁二烯的方法是日本瑞翁公司开发的，我国于1976年5月由日本引进了第一套年产4.5万吨的DMF法抽提丁二烯的装置。

该工艺采用二级萃取精馏和二级普通精馏相结合的流程，包括丁二烯萃取精馏，烃烃萃取精馏，普遍精馏和溶剂净化四部分。其工艺流程如图2 所示。

馏分气化后进入第一萃取精馏塔（l）的中部，二甲基甲酰胺则由塔顶部第七或原料C

4

第八板加入，其加入量约为C

馏分进料量的七倍。第一萃取精馏塔顶丁烯、丁烷馏分直接

4

送出装置，塔釜含丁二烯、炔烃的二甲基甲酰胺进入第一解吸塔（2）。解吸塔釜的二甲基甲酰胺溶剂，经废热利用后循环使用。丁二烯、炔烃由塔顶解吸出来经丁二烯压缩机（8）加压后，进入第二萃取精馏塔（3），由第二萃取精馏塔塔顶获得丁二烯馏分，塔釜含乙烯基乙炔、丁炔的二甲基甲酰胺进入丁二烯回收塔（4）。为了减少丁二烯损失，由丁二烯回收塔顶采出含丁二烯多的炔烃馏分，以气相返回丁二烯压缩机，塔底含炔烃较多的二甲基甲酰胺溶液进入第二解吸塔（5）。炔烃由第二解吸塔顶采出，可直接送出装置，塔釜二甲基甲酰胺溶液经废热利用后循环使用，由第二萃取精馏塔顶送来的丁二烯馏分进入脱轻组分塔（6），用普通精馏的方法由塔顶脱除丙炔，塔釜液进脱重组分塔（7 )。在脱重组分塔中，塔顶获得成品丁二烯，塔釜采出重组分，主要组分是顺-2-丁烯、乙烯基乙炔、丁炔、l,2-丁二烯以及二聚物、碳五等，其中丁二烯含量小于2﹪，一般作为燃料。

图2 二甲基甲酰胺抽提丁二烯流程图

1-第一萃取精馏塔；2-第一解吸塔；3-第二萃取精馏塔；4-丁二烯回收塔；

5-第二解吸塔；6-脱轻组分塔；7-脱重组分塔；8-丁二烯压缩机

为除去循环溶剂中的丁二烯二聚物。将待再生的二甲基甲酰胺抽出0.5﹪，送入溶剂精制塔顶除去二聚物等轻组分，塔釜得到净化后的再生溶剂（图中未画出）。

3、N－甲基吡咯烷酮法（NMP法）

N-甲基吡咯烷酮法(NMP法)由德国 BASF公司开发成功，并于1968年实现工业化生产。我国于1994年由新疆独山子引进了第一套装置。

馏分中分离丁二烯的基本流程与DMF法相同。其不同之处在于，溶剂中含有NMP法从C

4

馏5%～10%的水，使其沸点降低，有利于防止自聚反应。具体流程如图3－3所示。原料C

4后，进行加热汽化，进入第一萃取精馏塔（3），由塔上部加入含水NMP 分经塔（1）脱C

5

溶剂进行萃取精馏，丁烷、丁烯由塔顶采出，直接送出装置，塔釜丁烯、丁二烯、炔烃、溶剂进入丁烯解吸塔（4）。在塔（4）中塔顶解吸后的气体主要含有丁烯、丁二烯，返回塔（3），中部侧线气相采出丁二烯、炔烃馏分送入第二萃取精馏塔（5），塔釜为含炔烃、丁二烯的溶剂，送入脱气塔（6）。塔（5）上部加入溶剂进行萃取精馏，粗丁二烯由塔顶部采出送入丁二烯精馏塔（8），塔釜的炔烃和溶剂返回塔（4）。脱气塔（6）顶部采出的丁二烯经压缩机（9）压缩后返回塔（4），中部的侧线采出经水洗塔（7）回收溶剂后，送到火炬系统，塔釜回收的溶剂再返回塔（3）和塔（5）循环使用。在丁二烯精馏塔（8）中，塔顶分出丙炔，塔釜采出重组分，产品丁二烯由塔下部侧线采出。

图3 NMP法丁二烯抽提装置工艺流程

1－脱C5塔；2－汽化塔；3－第一萃取精馏塔；4－解吸塔；5－第二萃取精馏塔；6－脱气塔；7－水洗塔；8－丁二烯精馏塔；9－压缩机

相关知识链接：

参考文献：

【1】舒均杰，基本有机化工工艺学，北京：化学工业出版社，1998.

【2】蔡世干，王尔菲，李锐，石油化工工艺学，北京：中国石化出版社，2003 【3】田春云，有机化工工艺学，北京：机械工艺出版社，1998.

【4】陈性永，姚贵汉，基本有机化工生产及工艺，北京：化学工艺出版社，1993. 【5】程丽华，石油炼制工艺学，北京：中国石化出版社，2005.

【6】王孙汉，丙烯工艺与技术，北京：中国石化出版社，2000.

【7】李建秀，王文涛，文福姬，化工概论，北京：化学工业出版社，2005.

【8】吴章极，黎喜林，基本有机合成工艺学。2版。北京：化学工业出版社，1992.