文档介绍：第三章丁二烯的生产
第三章丁二烯的生产
第一节丁二烯的生产方法
第二节碳四抽提丁二烯
第三节丁二烯萃取精馏塔生产中
的异常现象举例
丁二烯的性质和用途
物理性质
化学性质
用途
丁二烯在常温常压下为无色而略带大蒜味的气体。在常压下低于-℃时为无色透明液体。液体丁二烯极易挥发,闪点低,易燃易爆,其爆炸极限为2~%(体积)。
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、二甲基甲酰胺、N—甲基吡咯烷酮、糠醛、二甲基亚砜等有机溶液。
丁二烯有毒,低浓度下能刺激粘膜和呼吸道,高浓度能引起麻醉作用。
丁二烯分子结构中具有共轭双键,化学性质活泼,能与氢、卤素、卤化氢等起加成反应。
丁二烯容易发生自身聚合作用,也容易与其它单体进行共聚作用,它是生产合成橡胶和各种树脂的重要原料。
如丁二烯和苯乙烯共聚可生产丁苯橡胶;丁二烯在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。
第一节丁二烯的生产方法
国内外丁二烯的来源主要有两种:
一种:从乙烯裂解装置副产的混合C4馏分中抽提得到
另一种:从炼油厂C4馏分脱氢得到。
上个世纪60年代之后,以石脑油为原料裂解制乙烯技
术的迅速发展,在裂解制得乙烯和丙烯约同时可分离得到
副产C4馏分,为抽提丁二烯提供价格低廉的原料,经济上
占优势,因而成为目前世界上丁二烯的主要来源;而脱氢
法只在一些丁烷、丁烯资源丰富的少数几个国家采用。全
球乙烯副产丁二烯装置的生产能力约占总生产能力的92%,
其余8%来自正丁烷和正丁烯的脱氢工艺。
从乙烯裂解装置副产的混合C4馏分中抽提生产丁二烯,
根据所用溶剂的不同,又可分为乙腈法(ACN法)、二甲基甲
酰胺法(DMF法)和N-甲基吡咯烷酮法(NMP法)三种。
碳四抽提丁二烯的方法
①乙腈法(ACN法)
②二甲基甲酰胺法(DMF法)
③ N-甲基吡咯烷酮法(NMP法)
该法最早由美国Shell公司开发成功,并于1956年实现工业化生产。它以含水10%的乙腈(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。目前,该方法以意大利SIR工艺和日本JSR工艺为代表。
意大利SIR工艺以含水5%为溶剂,采用5塔流程(氨洗塔、第一萃取精馏塔、第二萃取精馏塔、脱轻塔和脱重塔)。
日本JRS工艺以含水10%为溶剂,采用两段萃取蒸馏,第一萃取蒸馏塔由两塔串联而成。
二甲基甲酰胺法(DMF法)又名GPB法,由日本瑞翁公司于1965年实现工业化生产,。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。
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,。其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。
ACN法生产丁二烯的特点
(1)沸点低,萃取、汽提操作温度低,易防止丁二烯自聚;
(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)粘度低,塔板效率高,实际塔板数少;
(4)毒性微弱,在操作条件下对碳钢腐蚀性小;
(5)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;
(6)蒸汽压高,随尾气排出的溶剂损失大;
(7)用于回收溶剂的水洗塔较多,相对流程长。
DMF法工艺的特点
(1)对原料C4的适应性强,丁二烯含量在 15%-60%范围内都可生产出合格的丁二烯产品;
(2)生产能力大,成本低,工艺成熟,安全性好、节能效果较好,产品、副产品回收率高达97%;
(3)由于DMF对丁二烯的溶解能力及选择性比其他溶剂高,所以循环溶剂量较小,溶剂消耗量低;
(4)无水DMF可与任何比例的C4馏分互溶,因而避免了萃取塔中的分层现象;
(5)DMF与任何C4馏分都不会形成共沸物,,溶剂损失小;
(6)热稳定性和化学稳定性良好;
(7)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;
(8)无水情况下对碳钢无腐蚀性,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。
NMP法工艺的特点
(1)溶剂性能优良,毒性低,可生物降解,腐蚀性低;
(2)原料范围较广,可得到高质量的丁二烯,%-%;
(3)C4炔烃无需加氢处理,流程简单,投资低,操作方便,经济效益高;
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