丁二烯精餾化工綜合設(shè)計(jì)

化工綜合設(shè)計(jì)化工綜合設(shè)計(jì)II摘 要本設(shè)計(jì)為年產(chǎn)4.5萬噸丁二烯精制工段的工藝設(shè)計(jì)，參照了吉化股份公司104廠丁二烯車間的丁二烯精制工藝流程和工藝參數(shù)。置圖和主要設(shè)備管道布置圖。關(guān)鍵詞：丁二烯精餾工藝設(shè)計(jì)目錄摘 要 I目錄 I第一篇 設(shè)計(jì)說明書-1-1章緒論-1-1.1 丁二烯的供需現(xiàn)狀-1-1.2丁二烯的用途-2-2章丁二烯生產(chǎn)技術(shù)及其進(jìn)展-3-2.1JSR-3-2.2DMF法-4-2.3 BASFNMP52.4 UOPKLP工藝62.5 丁烯生產(chǎn)丁二烯新技術(shù)-6-3章工藝路線的確定-8-3.1 生產(chǎn)路線-8-3.2原料概況-8-3.3 原料、輔助物料、成品的主要技術(shù)特性-8-3.3.1原料規(guī)格-8-3.4 工藝條件-9-3.5 產(chǎn)品質(zhì)量-9-3.5.1產(chǎn)品主要控制指標(biāo)及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、分析方法-9-3.6 生產(chǎn)工藝-9-3.6.1 萃取精餾系統(tǒng)-9-3.6.3 三廢處理-11-結(jié) 論-12--13--14-化工綜合設(shè)計(jì)化工綜合設(shè)計(jì)--PAGE10-第一篇設(shè)計(jì)說明書1丁二烯的供需現(xiàn)狀C420071614t/a,2009年，隨著中石化福建煉化公司、中石油新疆獨(dú)ft子石油化工公司2套新建生產(chǎn)裝置的建成投產(chǎn)，生產(chǎn)能力增加到197.9萬t/a,同比增長15.46%2010200t/a160t/a100t/a2439t/a,23.24%，生產(chǎn)裝置全C4抽提法進(jìn)行生產(chǎn)，裝置主要集中在中石化和中石油兩大集團(tuán)公司所屬1448萬t/a含合資企業(yè)67.6t/a27.72%;155萬t/a,63.5%;160萬t/a,占總生產(chǎn)65%230t/a,94.3%;210t/a,86.1%;200t/a,82%。ABS樹脂裝置等，齊魯石油化工公司配套建有丁苯橡膠以2009年獨(dú)ft145萬t/a100t/a,丁苯橡膠(SBR)80t/a苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)裝置使用。福建煉化公司新建的丁二烯裝置則主要供應(yīng)福建媚州灣氯堿工業(yè)公司的100t/aESBR50t/a聚丁二烯橡膠等項(xiàng)目的200t/a20t/aABS100t/a50t/aSBS丁二烯的用途1,3-C4餾分中最重要的組分(BR、丁苯橡膠(SBR、丁腈橡膠(NBR、丁苯聚合物膠乳、苯乙烯熱塑性彈性體(SBC)以及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯((ABS)樹脂等多種產(chǎn)品，此外還可用于油添加劑等，用途十分廣泛。2章丁二烯生產(chǎn)技術(shù)及其進(jìn)展目前，世界丁二烯的來源主要有兩種，一種是從乙烯裂解裝置副產(chǎn)的混合C4餾分中抽提得到，這種方法價格低廉，經(jīng)濟(jì)上占優(yōu)勢，是目前丁二烯的主要C4C4根據(jù)所用溶劑的不同生產(chǎn)方法主要有乙腈法((ACN)、二甲基甲酞胺法(DMF)和N-甲基毗咯烷酮法((NMP3DMF工藝、德國BASFNMPACN有競爭力。此外，C4餾分選擇加氫除炔工藝(KLP工藝)地開發(fā)和應(yīng)用。JSR工藝JSR10%的乙腈(ACN)40%JSR公司研究了通過改752塊塔板，這樣就使2C5,C652塊塔板的精餾段進(jìn)行精餾，重組分C5,C6從側(cè)線采出。ACN丁二烯自聚;汽提可在高壓下操作，省去了丁二烯氣體壓縮機(jī)，減少了投資;低，塔板效率高，實(shí)際塔板數(shù)少;微弱毒性，在操作條件下對碳鋼腐蝕性小;高;蒸汽壓高，隨尾氣排出的溶劑損失大;用于回收溶劑的水洗塔較多，相對流程長。ACN燕ft石油化工公司和蘭州石油化工公司還分別自主開發(fā)出復(fù)雜塔和熱偶合技術(shù)，JSRQJ-ACN技術(shù)。利用該技術(shù)在吉林、高橋、C4混合物中分離出丁烯并除去丁脫重組分操作在一個塔中完成，具有投資少，操作簡單，能耗低等特點(diǎn)，發(fā)展前景看好。DMF法日本瑞翁(Zeon)N-甲基毗咯烷酮(DMF)C4適應(yīng)性強(qiáng)，丁二烯含量在15%~60%范圍內(nèi)都可生產(chǎn)出合格的丁二烯產(chǎn)品;97%;DMF;DMFC4餾分互溶，因而避免了萃取塔中的分層現(xiàn)象;DMFC4餾分都不會形成共沸物，有利于烴和溶劑的分離;DMF丁二烯生產(chǎn)工藝方面的研究主要集中在防丁硝酸鉀等)、二烷基羥胺（如二乙基羥胺、二甲基羥胺、二丙基羥胺、二丁基羥胺、甲基乙基輕胺等)、含磷化合物位（如磷酸、亞磷酸、次磷酸、焦磷酸、三)，阻聚劑C4餾分的組成發(fā)生較大變化時，精餾產(chǎn)物1,3-丁二烯的組成也會跟著發(fā)生波動。采用瑞翁公司的這種新型控制技術(shù)，可克服上述不足。無論原料組成如何波動，都可使最后產(chǎn)出的高純度1，3一丁二烯產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。北京燕ftDMF法工藝方面，已經(jīng)形成了具有中國自主知識DMF法設(shè)計(jì)核算體系、丁二烯螺桿壓縮機(jī)裝配檢修技術(shù)、丁二烯防自聚50t/a60萬t/a采用新型阻聚劑JD-A:A、B兩臺再沸器串聯(lián)操作改為并聯(lián)操作，使兩臺再沸;更換降液板高度、底隙間距、堰高、增加開孔率及更換塔板浮閥，使裝置處理能力提高10%~20%;通過控制回此外，大慶石化、齊魯石化等公司為防止丁二烯自聚，在工藝改進(jìn)、優(yōu)化操作、自動控制、節(jié)能降耗等方面也都有創(chuàng)新之處。BASFNMP工藝N-甲基毗咯烷酮(NMP)BASF公司開發(fā)成功，其工藝特點(diǎn)是溶劑性能優(yōu)良，毒性低，可生物降解，腐蝕性低;原料范圍較廣，可得到高質(zhì)量的丁99.7%~99.9%;C4炔烴無需加氫處理，流程簡單，投資低，;NMP;它熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性極好，即使發(fā)生微量水解，其;降低操作溫度，防止聚合物生成，利于溶劑回收，可在其中加入適量的水，并加公司開發(fā)出分壁式精餾技術(shù)(D—ivied-walletC4餾分先通過吸收工序含主洗滌器、精餾器和后洗滌器)，;在第二個精餾塔中，重質(zhì)餾分被分離后從塔底移除，丁二烯產(chǎn)1~261)23區(qū)域（)4區(qū)域(二烯和重組分分離)5區(qū)域(提餾段，丁二烯和輕組分分離)6區(qū)域(精餾段，丁二烯和重組分分離)。將分壁式精餾技術(shù)用于丁二烯萃取精餾的工藝流程共包括4個部分:(1)萃取精餾。抽余油和粗丁二烯從粗C4中分離出來;(2)脫氣。所有烴類從溶劑中脫除并與炔烴進(jìn)行分離;(3};(4)溶劑1,3一丁二920%16%。UOPKLP工藝UOP公司C4烴選擇加氫脫炔烴工藝(即KLP工藝)的選擇性加氫反應(yīng)在裝有催化劑的固定床中進(jìn)行，反應(yīng)溫度由低壓蒸汽控制，H2C4原料在進(jìn)入反應(yīng)器之前混合，然后進(jìn)入裝有KLP-60C4物料直接進(jìn)入單級抽提單元，經(jīng)99.6%1,3-5*10-6以下。另外公用工程費(fèi)用低(10%)低，操作安全性高。丁烯生產(chǎn)丁二烯新技術(shù)20093月宣布，其利用自主研發(fā)的專有催化劑，開1,3-公司日本水島生產(chǎn)基地完成中試(200t/a)20092010C440%C4為丁烯。迄今，僅在亞洲這類丁烯就有50~100t/a，主要用作燃料。三菱化學(xué)公司5t/a4t/a在成本上具有競爭優(yōu)勢，因而倍備受關(guān)注。3章工藝路線的確定生產(chǎn)路線目前國內(nèi)工廠生產(chǎn)丁二烯的方法主要有三種。乙腈法、二甲基甲酰胺法和NMP4萬噸/年，產(chǎn)品質(zhì)量均已達(dá)國家一級品標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)以吉化公司有機(jī)合成廠丁二烯車間為基礎(chǔ)，以理論為依據(jù)。對本裝置精餾工段，其不合理的地方進(jìn)行改造，在經(jīng)濟(jì)合理，生產(chǎn)可靠的基礎(chǔ)上，力求技術(shù)進(jìn)步，從而確保有效地利用國家資金資源。原料概況80年代初即已淘汰；C4餾分脫氫得到，該方法目前只在一些丁烷、丁烯資源豐富的少數(shù)幾個國家采用；另外一種是從乙烯裂解裝置副產(chǎn)的混合C4餾分原料、輔助物料、成品的主要技術(shù)特性原料規(guī)格序號 組

3-1

精餾進(jìn)料組分%（mol）1丙炔0.622反-2-丁烯0.4731-丁烯0.034順-2-丁烯3.9551，3-丁二烯94.0761，2-丁二烯0.337丁炔0.018乙烯基乙炔0.019正戊烷0.51合計(jì)—100工藝條件進(jìn)料溫度脫重塔：T=44℃脫輕塔：T=41℃3-2脫重塔與脫輕塔塔壓脫重塔脫輕塔塔頂壓力（kPa）400590塔釜壓力(kPa)480630進(jìn)料壓力(kPa)480610產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)品主要控制指標(biāo)及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、分析方法3-3產(chǎn)品主要控制指標(biāo)及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、分析方法序號 控制項(xiàng)目1 外觀2 1,3-丁二烯總?cè)矡N單項(xiàng)炔烴TBC乙腈

單位%ppmppmppmppm

指標(biāo)無色透明、無雜質(zhì)≥９９.０≤150≤12025-100≤10

工廠標(biāo)準(zhǔn)

分析方法JISK-1534C-1112C-1117C-1118TJISTT-1534C-1124生產(chǎn)工藝萃取精餾系統(tǒng)T0201AT113T0201A/BE0201，V0201，E0201，V0201P0204A/BFIC0203T0201AV0101LIC0204FIC0215T0201AP0102A/BFIC0204T113T113在保證T0201A塔釜液位（LIC0201富余量去脫重組分塔T0201B塔頂T0201A塔靈敏板設(shè)有溫度指示TI0201壓力指示PI0210用以輔助控制系統(tǒng)操作T0201B塔頂氣相則直接進(jìn)入到T0201A塔釜。在T0201B塔釜設(shè)有以100±5℃熱水為熱源的重沸器E0202E0202熱負(fù)荷由溫度監(jiān)控TIC0201調(diào)節(jié)T0201B塔釜重組份由P0206A/B抽出抽出量由T0201B塔體液位LIC0202控制調(diào)節(jié),進(jìn)入T313二聚物水洗塔為防止脫重系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生聚合物分別在T0201A和T0201B塔內(nèi)加入阻聚劑亞硝酸鈉水溶液。進(jìn)脫重塔 T0201A的阻聚劑亞硝酸鈉與新鮮水分別由FIC0201與FIC0202控制調(diào)節(jié),由泵P0201A/B輸送進(jìn)塔釜。進(jìn)入塔TO2O1B的阻聚劑亞硝酸鈉與水分別由FIC0208與FIC0207控制調(diào)節(jié)。由脫重塔T0201A回流泵P0204A/B采出的粗丁二烯，進(jìn)入丁二烯水洗塔T0202第一塊板下部，流量由FIC0215控制。新鮮洗滌水FIC0209流量控制進(jìn)入塔頂，經(jīng)逆流水水洗后，除所夾帶的乙腈洗滌后的粗丁二烯從T0202塔頂溢出由FIC0213流量控制去脫輕組份塔T0203塔釜。塔頂壓力PIC0202由塔頂采出量控制。從T0202塔頂來的已除去乙腈的粗丁二烯在脫輕組份塔T0203內(nèi)脫除碳三類輕組份最終得到聚合級的丁二烯。T0203塔頂氣相進(jìn)入脫輕塔冷凝器E0203，冷凝后經(jīng)回流罐V0202后，由回流泵P0207A/B抽出作為回流返回到T0203塔頂，回流量由FIC0212調(diào)節(jié)，氣相丙炔尾氣從回流罐V0202上由FIC0211控制流量，該尾氣送至火炬回流罐下部的分層乙腈水由LIC0205控制富余量去溶劑回收塔T0203塔釜設(shè)有重沸器E0204其熱劑為100±5℃熱水，采用控制T0203塔底溫度的手段來調(diào)節(jié)熱負(fù)荷T0203塔釜采出即為成品丁二烯，由塔釜液位LIC0203控制釜排量，釜排靠壓差送至成品冷卻器E0205冷卻后，送至成品貯罐V0203。V0203切換收料，待一罐收足后。再切換另一罐，未收料的丁二烯一罐內(nèi)成品經(jīng)液位液位監(jiān)控LIC0206由成品泵P0209A/B送至805罐區(qū)貯存此外為防止丁二烯自聚在T0103的回流管線連續(xù)加入阻聚劑TBC-甲苯溶液。工藝設(shè)計(jì)流程來確定進(jìn)料板的位置。然后是全塔的熱量衡算，由《石油化工數(shù)據(jù)手冊》查出各組分的熱力學(xué)基本和脫重組分的熱量平衡的計(jì)算。失等的計(jì)算。最后，就是泵的選取，根據(jù)最大流量，再利用白努力方程計(jì)算出所需揚(yáng)程，選取合適的型號的泵。

表3-4三廢處理一覽表序號排放物質(zhì)名稱允許排放范圍排放物質(zhì)的危害性排放量(噸)每小時 天處理方法備注1含乙腈污水ACN≤易使COD超4-872-1排化污連續(xù)排75ppm標(biāo)92管網(wǎng)放2泵用冷卻水水、油PH、COD448排化污連續(xù)排及設(shè)備清洗管網(wǎng)放水3脫輕塔尾氣碳三、丁易燃易爆12.2Nm3/h排放火不定期二烯炬排放4溶劑回收塔碳四重易燃易爆不確定排放火不定期尾氣組分炬排放結(jié) 論的能力。c44.5萬噸為浮閥塔，采用的工藝原理為由于丁二烯和甲基乙炔順-2丁烯，1.2-丁二烯，C5烴，苯乙烯等雜質(zhì)相對揮發(fā)度差值較大，用一般精餾方法即可將雜質(zhì)完成了這個裝置的設(shè)計(jì),本工藝具有很好的工業(yè)化價值和發(fā)展前途。同時，這次設(shè)計(jì)還學(xué)習(xí)到了書本上沒有的知識。在兼顧技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益、生盡可能的變廢為寶，減少環(huán)境污染。以上是我本次化工設(shè)計(jì)的心得體會以及對課程設(shè)計(jì)完成情況的總結(jié)，相信雖然本次設(shè)計(jì)的時間不長，現(xiàn)在的我也不夠?qū)I(yè)，不過感謝老師能開設(shè)這門課程，相信會對我以后的學(xué)習(xí)、工作都會有很大的幫助！參考文獻(xiàn)2008月6年20069月賈紹義柴誠敬《化工原理課程設(shè)計(jì)》天津大學(xué)出版社200612月王國勝.