化学工艺学文献综述

化学工艺学文献综述内容摘要：

烯 ， 是目前生产丁二烯的主要原料 ， 而由 C4馏分分离丁二烯则是目前生产丁二烯的主要方法 ， 当前世界绝大多数丁二烯产品是用这一方法生产的。 由于 C4馏分中各组分的沸点比较接近 ， 需采用萃取精馏方可将丁二烯分离出来。 由于使用溶剂的不同而有以下不同方法 ： 糠醛法、乙腈法、 二甲基甲酰胺法、二甲基乙酰胺法、 N甲基吡咯烷酮法等。 在工业上得到广泛使用的是乙腈法、二甲基甲酰胺法和 N甲基吡咯烷酮法。 、 乙腈法 [3] 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。 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 ， 另一部分作为再沸气体送往萃取蒸馏塔塔底以提供热能 ， 从而省去了一台再沸器 ， 降低了蒸汽用量。 水洗塔底溶剂的约 1%送往溶剂回收精制系统 ， 以保证循环溶剂的质量。 对炔烃含量较高的原料需要进行加氢处理 ， 或采用精密精馏 、 两段萃取才能得到纯度较高的丁二烯。 目前 ， 该方法以意大利 SIR工艺和日本 JSR工艺为代表 [4]。 意大利 SIR工艺以含水 5%的 ACN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 )。 在第一萃取精馏塔前加一氨水洗涤塔 ， 用以除去原料中 %～ %(质量百分 数 )的醛酮。 炔烃由第二萃取蒸馏塔第 75 块塔板侧线采出 ， 送往接触冷凝器。 脱重塔塔底和接触冷凝器底部物料合并 ， 其热能回收后用于原料蒸发器。 该工艺不仅能使丁二烯收率达到 96%～98%， 还能使丁二烯与炔烃分离 ， 丁二烯产品纯度可以达到 %以上。 该技术 5 的特点是流程简单 ， 溶剂解吸在萃取精馏塔下段完成 ； 第一萃取精馏塔采用两点进料 ， 有利于改善塔内液相的浓度分布 ， 减少该塔上段的液相负荷 ， 降低能耗 ；在第一萃取精馏塔下部设置一台换热器 ， 起中间再沸器的作用 ， 可充分利用塔底热能提高烃类从溶剂中的分离效率 ； 采用在第二萃取精馏塔第 75 块塔板侧线除炔烃的技术 ， 使丁二烯与炔烃几乎完全分离。 日本 JRS工艺以含水 10%的 ACN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。 该工艺经过了 1980 年和 1988 年两次重大的改造。 1980年的改造采用热偶合技术 ， 即将第二萃取蒸馏塔顶全部富含丁二烯的蒸汽 ， 不经冷凝直接送入脱重塔中段 ， 同时将脱重塔内下降液流的一部分从中段塔盘上抽出 ， 送往第二萃取蒸馏塔作为塔顶回流液 ， 这样第二萃取蒸馏塔塔顶不需要冷凝器 ， 这部分的热量将全部加到脱重塔 ， 使该塔塔底再沸器的热负荷比热偶合前降低 40%左右 ， 从而实现大幅度节能。 1988年的改造主要解决系统热能回收问题 ，即在提浓塔和脱轻塔安装中间冷凝器 ， 将提浓塔从进料板附近上 、 下两段串联相接 ， 这样即可使上塔负荷大幅度降低 ， 又不会影响塔的操作条件。 将塔分为上下两段 ， 下塔操作压力提高 ， 塔内温度相应升高 ， 这样中间冷凝器就可回收到高品位的热能。 此外 ， 溶剂回收塔塔底废水的热能 ， 可用于该塔进料管线的预热器 ，加上解析塔从侧线采出炔烃也可回收部分热能 ， 因而该工艺在同类工艺中的能耗是最低的。 采用 ACN法生产丁二烯的特点是 ： 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。