2023年年产5.5万吨丁二烯毕业设计.doc

年产5.5万吨丁二烯工艺设计 第一篇 设计说明书 第 1 章 绪论 1.1 工业生产状况 目前国内工厂生产丁二烯的方法主要有三种。乙腈法、二甲基甲酰胺法和NMP法。吉林化学工业公司有机合成厂丁二烯车间是采用乙腈法生产丁二烯的，其生产能力为14万吨/年，产品质量均已达国家一级品标准。 1.2 丁二烯的用途 丁二烯是一种重要的石油化工根底有机原料和合成橡胶单体，在石油化工烯烃原料中的地位仅次于乙烯和丙烯。主要用于合成顺丁橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)、丁腈橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体(SBS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂等多种橡胶产品，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粘接剂、汽油添加剂等，用途十分广泛。 1.3 本设计的指导思想 本设计以吉化公司有机合成厂丁二烯车间为根底，以理论为依据。对本装置精馏工段，其不合理的地方进行改造，在经济合理，生产可靠的根底上，力求技术进步，从而确保有效地利用国家资金资源。 第 2 章 吉林市自然条件和原料状况 2.1 吉林市自然条件 本设计平均气压：745.66mmHg、最高气温：36.6℃、最低气温：-38.1℃、平均相对温度：71%、最大冻土深度：17.4×10cm、最大雪深度：420mm、平均风速：2.7m/s、松花江水温：15.0℃、最高水温：25.5℃。 2.2 原料状况 制取丁二烯，先后经历了酒精接触分解、丁烯氧化脱氢和蒸汽裂解制乙烯联产碳四抽提别离等三个开展时期。酒精法由于工艺落后，80 年代初即已淘汰；丁烯氧化脱氢法也由于受原料制约，多数已改产。目前世界上制取丁二烯主要有两种途径，一种是从炼油厂C4 馏分脱氢得到，该方法目前只在一些丁烷、丁烯资源丰富的少数几个国家采用；另外一种是从乙烯裂解装置副产的混合C4 馏分中抽提得到，该方法价格低廉，经济上占优势，是目前世界上丁二烯的主要来源。 2.3 原料、辅助物料、成品的主要技术特性 2.3.1 原料规格 表2-1 原料规格 序号 组分 精馏进料组分%〔mol〕 1 丙炔 0.62 2 反-2-丁烯 0.47 3 1-丁烯 0.03 4 顺-2-丁烯 3.95 5 1，3-丁二烯 94.07 6 1，2-丁二烯 0.33 7 丁炔 0.01 8 乙烯基乙炔 0.01 9 正戊烷 0.51 合计 — 100 2.3.2工艺条件 进料温度 脱重塔：T=44℃ 脱轻塔：T=41℃ 表2-2 脱重塔与脱轻塔塔压 脱重塔 脱轻塔 塔顶压力〔kPa〕 400 590 塔釜压力(kPa) 480 630 进料压力(kPa) 480 610 2.3.2 丁二烯的性质 〔1〕性质 分子量：54.1；液体比重：0.6247g/cm3；闪点：-60℃；沸点：-4.41℃；熔点：-108.915℃；自燃点：450℃；气体密度：2.48；比热：0.434kcal/kg；爆炸范围〔空气中体积百分比〕：2.0-11.5；折光率：1.4293； 〔2〕危害性 丁二烯在常温下与空气接触时，能生成有剧烈爆炸危险的过氧化物，按标准分类为第2.1级，属有毒、易燃易爆液化气体。 2.4 产品质量 2.4.1 产品主要质量指标及执行的标准、分析方法： 表2-3 产品主要控制指标及执行标准、分析方法 序号 控制项目 单位 指标 执行的标准 分析方法 1 外观 无色透明、无杂质 工厂标准 JISK-1534 2 1,3-丁二烯 % ≥９９.０ 工厂标准 C-1112 3 总炔烃 ppm ≤150 工厂标准 C-1117 4 单项炔烃 ppm ≤120 工厂标准 C-1118T 5 TBC ppm 25-100 工厂标准 JISTT-1534 6 乙腈 ppm ≤10 工厂标准 C-1124 2.4.2 副产品主要质量指标及执行的标准、分析方法： 表2-4 副产品主要质量指标及执行的标准、分析方法 序号 名称 规格 每吨产品产量t/t 执行的标准 分析方法 1 抽余碳四 丁二烯≤0.5% 1.0585 工厂标准 色谱 2 液体燃料 丁二烯≤18% 0.0514 工厂标准 色谱 2.5工艺流程 萃取精馏： 碳4原料由碳4原料泵抽出，然后进入丁二烯萃取精馏塔T-0101A。萃取剂乙腈参加T-0101A，丁烷、丁烯馏分自T-0101A塔顶馏出。T-0101A塔釜液由塔釜泵抽出，送至丁二烯萃取精馏塔T-0101B塔。T-0101B塔顶气相物料返回T-0101A塔釜。 溶剂解吸塔T-0102a设有以蒸汽为热源的重沸器给塔供热，以保证釜温， T-0102a塔侧线抽出的物料，送至炔烃侧线塔T-0103塔底。T-0102a塔底为解吸干净的乙腈，由溶剂解吸塔釜液泵抽出，再作为萃取溶剂进入T-0101A/B和T-0102A/B塔中。 炔烃萃取精馏塔T-0103塔底接受来自溶剂解吸塔T-0102A顶的气相物料，其塔釜液抽出，作为溶剂解吸塔T-0102a回流液进入该塔塔顶，在T-0103塔参加溶剂乙腈，塔顶气相丁二烯馏分，C4的炔烃换热后一局部回流到T-0103，另一局部燃烧掉。 精馏过程： 由T-0102B塔顶来的气相粗丁二烯进入脱重组分塔T-0201a的塔釜，经脱重组分塔回流泵抽出，一局部作为T-0201A回流进入该塔，另一局部采出去丁二烯水洗塔T-0301。塔釜液经脱重组分塔釜液泵抽出，一局部作为T-0103塔的回流进入T-0102b塔顶，其余局部进入T-0201b塔。 脱重组分塔设有循环溶剂为热源的中间再沸器E-0202，塔釜设有以热水为热源的再沸器，以保证釜温，T-0201b塔顶气相全部进入T-0201a塔的塔釜，而塔釜重组分抽出，经残夜冷却器用循环水冷却后，送往二聚物水洗塔T-0303。 从T-0301塔顶来的以除去夹带乙腈的粗丁二烯直接进入脱轻组分塔T-0202，粗丁二烯中的丙炔的C3轻组份在T-0202中被全部脱除。塔顶馏出物经脱轻组分塔冷凝器用循环水冷凝后，进入脱轻组分塔回流罐V-0202，再由脱轻组分塔回流泵抽出，作为回流返回T-0202塔，V-0202的气相局部排入火炬系统。塔釜产品丁二烯由E0203冷凝后进入V-0203再由P-0204a/b送到201罐。 2.6三废处理及防火防暴 2.6.1三废处理 表2-5 三废处理一览表 序号 排放物质名称 允许排放范围 排放物质的危害性 排放量(吨) 每小时 每天 处理方法 备注 1 含乙腈污水 ACN≤75ppm 易使COD超标 4-8 72-192 排化污管网 连续排放 2 泵用冷却水及设备清洗水 水、油 PH、COD 4 48 排化污管网 连续排放 3 脱轻塔尾气 碳三、丁二烯 易燃易爆 12.2Nm3/h 排放火炬 不定期排放 4 溶剂回收塔尾气 碳四重组分 易燃易爆 不确定 排放火炬 不定期排放 2.6.2防火防暴 甲级防火，Q－2级防暴。 2.7车间定员 表2-6 车间定员一览表 人员名称 班数 每班人数 总数 生产工人 4 2 8 巡回工人 4 1 4 班长 4 1 4 值班长 4 1 4 分析工 4 2 8 电工 2 2 4 钳工 2 3 6 仪表工 2 6 12 共计 50 2.8原料，产品，副产品规格 表2-1 原料规格 序号 组分 精馏进料组分%〔mol〕 1 丙炔 0.62 2 反-2-丁烯 0.47 3 1-丁烯 0.03 4 顺-2-丁烯 3.95 5 1，3-丁二烯 94.07 6 1，2-丁二烯 0.33 7 丁炔 0.01 8 乙烯基乙炔 0.01 9 正戊烷 0.51 合计 100 表2-2 产品主要质量指标及执行的标准、分析方法 序号 控制项目 单位 指标 执行的标准 分析方法 1 外观 无色透明、无杂质 工厂标准 JISK-1534 2 1,3-丁二烯 % ≥99.0 工厂标准 C-1112 3 总炔烃 ppm ≤150 工厂标准 C-1117 4 单项炔烃 ppm ≤120 工厂标准 C-1118T 5 TBC ppm 25-100 工厂标准 JISTT-1534 6 乙腈 ppm ≤10 工厂标准 C-1124 表2-3副产品主要质量指标及执行的标准、分析方法： 序号 名称 规格 每吨产品产量t/t 执行的标准 分析方法 1 抽余碳四 丁二烯≤0.5% 1.0585 工厂标准 色谱 2 液体燃料 丁二烯≤18% 0.0514 工厂标准 色谱 表2-4 分析项目一览表 序号 分析项目 取样地点 控制指标 分析次数 1 T-201A塔顶 P-203a/b出口 C4≤120ppm C4≧99% 顺C4≦0.35% 2次/班 4次/班 2 T-201塔釜 P-201a/b出口 1,3-C4≧87% 顺C4≦15% 2次/班 3 T-201B塔釜 P-205a/b出口 1,3-C4≦5% 4次/班 4 T-201A塔釜 NaNO2溶液 P-202a/b出口 ACN≦500ppm NaNO2 1~2% 1次/日 5 T-201B塔釜 NaNO2溶液 P-204a/b出口 ACN≦1000ppm NaNO2 1~2% 1次/日 6 T-202塔顶 FRC-224阀组 C3 35~55% 4次/班 7 T-202塔釜 FRC-220-02阀组 C3≦10ppm 4次/班 8 V-207 倒 淋 NaNO2 1~2% 1次/罐 9 V-209 罐内 TBC 20~30% 1次/罐 10 V-203a/b 罐上 成品标准 1次/罐 11 V-201分层水 LICA-213-02阀组 ACN≦1% 1次/周 12 V-204罐 P-210a/b出口 1，3-C4≧85% ST≦0.8% 二聚物≦0.3% 1次/班 13 V-205罐 P-211a/b出口 ST≦0.1% 4次/班 14 V-203釜 LIC-203阀组 1，3-C4≦47% 4次/班 表2-5 测量及控制仪表一览表 项目 位号 工艺参数 仪表编号 正常值 调节阀形式 调节阀作用 备注 T-201A 塔顶压力 塔顶温度 塔釜温度 R-201入口温度 塔釜液面 塔釜界面 R-201液面 R-201界面 回流液 再生溶剂量 塔顶采取量 PRCA-213 TR-401-06 TI-402-20 TI-402-21 LICA-212-01 LICA-212-02 LICA-213-02 LIC-213-02 FRC-213 FRC-214 FRC-215 300kPa 40~70% 40~70%