【正文】 化工 與材料工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 年產(chǎn) 萬(wàn)噸丁二烯工藝設(shè)計(jì) 5 第一篇 設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 1 章 緒論 工業(yè)生產(chǎn)狀況 目前國(guó)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NMP 法。吉林化學(xué)工業(yè)公司有機(jī)合成廠丁二烯車間是采用乙腈法生產(chǎn)丁二烯的，其生產(chǎn)能力為 14 萬(wàn)噸 /年，產(chǎn)品質(zhì)量均已達(dá)國(guó)家一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn) 。 丁二烯的用途 丁二烯是一種重要的石油化工基礎(chǔ)有機(jī)原料和合成橡膠單 體，在石油化工烯烴原料中的地位僅次于乙烯和丙烯。主要用于合成順丁橡膠 (BR)、丁苯橡膠(SBR)、丁腈橡膠、苯乙烯 丁二烯 苯乙烯彈性體 (SBS)、丙烯腈 丁二烯 苯乙烯(ABS)樹脂等多種橡膠產(chǎn)品，此外還可用于生產(chǎn)己二腈、己二胺、尼龍 6 1，4丁二醇等有機(jī)化工產(chǎn)品以及用作粘接劑、汽油添加劑等，用途十分廣泛。 本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想 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(duì)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(guó)家資金資源。 化工 與材料工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 第 2 章 吉林市自然條件和原料狀況 吉林市自然條件 本設(shè)計(jì)平均氣壓： 、最高氣溫： ℃、最低氣溫： ℃、平均相對(duì)溫度： 71%、最大凍土深度： 10cm、最大雪深度： 420mm、平均風(fēng)速： 、松花江水溫： ℃、最高水溫： ℃。 原料狀況 制取丁二烯，先后經(jīng)歷了酒精接觸分解、丁烯氧化脫氫和蒸汽裂解制乙烯聯(lián)產(chǎn)碳四抽提分離等三個(gè)發(fā)展時(shí)期。酒精法由于工藝落后， 80 年代初即已淘汰；丁烯氧化脫氫法也由于受原料制約，多數(shù)已改產(chǎn)。目前 世界上制取丁二烯主要有兩種途徑，一種是從煉油廠 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(gè)國(guó)家采用；另外一種是從乙烯裂解裝置副產(chǎn)的混合 C4 餾分中抽提得到，該方法價(jià)格低廉，經(jīng)濟(jì)上占優(yōu)勢(shì)，是目前世界上丁二烯的主要來(lái)源。 原料、輔助物料、成品的主要技術(shù)特性 原料規(guī)格 表 21 原料規(guī)格 序號(hào) 組分 精餾進(jìn)料組分 %（ mol） 1 丙炔 2 反 2丁烯 3 1丁烯 4 順 2丁烯 5 1， 3丁二烯 6 1， 2丁二烯 7 丁炔 8 乙烯基乙炔 9 正戊烷 合計(jì) — 100 工藝條件 進(jìn)料溫度 脫重塔： T=44℃ 脫輕塔： T=41℃ 表 22 脫重塔與脫輕塔塔壓 年產(chǎn) 萬(wàn)噸丁二烯工藝設(shè)計(jì) 7 脫重塔 脫輕塔 塔頂壓力（ kPa） 400 590 塔釜壓力 (kPa) 480 630 進(jìn)料壓力 (kPa) 480 610 丁二烯的性質(zhì) （ 1）性質(zhì) 分子量： ；液體比重： ；閃點(diǎn)： 60℃；沸點(diǎn)： ℃；熔點(diǎn)： ℃；自燃點(diǎn)： 450℃；氣體 密度： ；比熱： ；爆炸范圍（空氣中體積百分比）： ；折光率： ； （ 2）危害性 丁二烯在常溫下與空氣接觸時(shí)，能生成有劇烈爆炸危險(xiǎn)的過(guò)氧化物，按標(biāo)準(zhǔn)分類為第 級(jí)，屬有毒、易燃易爆液化氣體。 產(chǎn)品質(zhì)量 產(chǎn)品主要質(zhì)量指標(biāo)及執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)、分析方法： 表 23 產(chǎn)品主要控制指標(biāo)及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、分析方法 序號(hào) 控制項(xiàng)目 單位 指標(biāo) 執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn) 分析方法 1 外觀 無(wú)色透明、無(wú)雜質(zhì) 工廠標(biāo)準(zhǔn) JISK1534 2 1,3丁二烯 % ≥９９ .０ 工廠標(biāo)準(zhǔn) C1112 3 總?cè)矡N ppm ≤ 150 工廠標(biāo)準(zhǔn) C1117 4 單項(xiàng)炔烴 ppm ≤ 120 工廠標(biāo)準(zhǔn) C1118T 5 TBC ppm 25100 工廠標(biāo)準(zhǔn) JISTT1534 6 乙腈 ppm ≤ 10 工廠標(biāo)準(zhǔn) C1124 副產(chǎn)品主要質(zhì)量指標(biāo)及執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)、分析方法： 表 24 副產(chǎn)品主要質(zhì)量指標(biāo)及執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)、分析方法 序號(hào) 名稱 規(guī)格 每噸產(chǎn)品產(chǎn)量 t/t 執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn) 分析方法 化工 與材料工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 1 抽余碳四 丁二烯≤ % 工廠標(biāo)準(zhǔn) 色譜 2 液體燃料 丁二烯≤ 18% 工廠標(biāo)準(zhǔn) 色譜 工藝流程 萃取精餾： 碳 4原料由碳 4原料泵抽出，然后進(jìn)入丁二烯萃取精餾塔 T0101A。萃取劑乙腈加入 T0101A，丁烷、丁烯餾分自 T0101A 塔頂餾出。 T0101A 塔釜液由塔釜泵抽出，送至丁二烯萃取精餾塔 T0101B 塔。 T0101B 塔頂氣相物料返回T0101A 塔釜。 溶劑解吸塔 T0102a 設(shè)有以蒸汽為熱源的重沸器給塔供熱，以保證釜溫， T0102a 塔側(cè)線抽出的物料，送至炔烴側(cè)線塔 T0103 塔底。 T0102a 塔底為解吸干凈的乙腈，由溶劑解吸塔釜液泵抽出，再作為萃 取溶劑進(jìn)入 T0101A/B 和T0102A/B 塔中。 炔烴萃取精餾塔 T0103 塔底接受來(lái)自溶劑解吸塔 T0102A 頂?shù)臍庀辔锪?，其塔釜液抽出，作為溶劑解吸?T0102a 回流液進(jìn)入該塔塔頂，在 T0103 塔加入溶劑乙腈，塔頂氣相丁二烯餾分， C4 的炔烴換熱后一部分回流到 T0103，另一部分焚燒掉。 精餾過(guò)程： 由 T0102B 塔頂來(lái)的氣相粗丁二烯進(jìn)入脫重組分塔 T0201a 的塔釜，經(jīng)脫重組分塔回流泵抽出，一部分作為 T0201A 回流進(jìn)入該塔，另一部分采出去丁二烯水洗塔 T0301。塔釜液經(jīng)脫重組分塔釜液 泵抽出，一部分作為 T0103 塔的回流進(jìn)入 T0102b 塔頂，其余部分進(jìn)入 T0201b 塔。 脫重組分塔設(shè)有循環(huán)溶劑為熱源的中間再沸器 E0202，塔釜設(shè)有以熱水為熱源的再沸器，以保證釜溫， T0201b 塔頂氣相全部進(jìn)入 T0201a 塔的塔釜，而塔釜重組分抽出，經(jīng)殘夜冷卻器用循環(huán)水冷卻后，送往二聚物水洗塔 T0303。 從 T0301 塔頂來(lái)的以除去夾帶乙腈的粗丁二烯直接進(jìn)入脫輕組分塔T0202，粗丁二烯中的丙炔的 C3輕組份在 T0202 中被全部脫除。塔頂餾出物經(jīng)脫輕組分塔冷凝器用循環(huán)水冷凝后，進(jìn)入脫輕組分 塔回流罐 V0202，再由脫輕組分塔回流泵抽出，作為回流返回 T0202 塔， V0202 的氣相部分排入火炬系統(tǒng)。塔釜產(chǎn)品丁二烯由 E0203 冷凝后進(jìn)入 V0203 再由 P0204a/b 送到 201 罐。 三廢處理及防火防暴 三廢處理 表 25 三廢處理一覽表 序號(hào) 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(shí) 每天 處理方法 備注 年產(chǎn) 萬(wàn)噸丁二烯工藝設(shè)計(jì) 9 1 含乙腈污水 ACN≤ 75ppm 易使 COD超標(biāo) 48 72192 排化污管網(wǎng) 連續(xù)排放 2 泵用冷卻水及設(shè)備清洗水 水、油 PH、 COD 4 48 排化污管網(wǎng) 連續(xù)排放 3 脫輕塔尾氣 碳三、丁二烯 易燃易爆 火炬 不定期排放 4 溶劑回收塔尾氣 碳四重組分 易燃易爆 不確定 排放火炬 不定期排放 防火防暴 甲級(jí)防火， Q－ 2 級(jí)防暴。 車間定員 表 26 車間定員一覽表 人員名稱 班數(shù) 每班人數(shù) 總數(shù) 生產(chǎn)工人 4 2 8 巡回工人 4 1 4 班長(zhǎng) 4 1 4 值班長(zhǎng) 4 1 4 分析工 4 2 8 電工 2 2 4 鉗工 2 3 6 儀表工 2 6 12 共計(jì) 50 ，產(chǎn)品，副產(chǎn)品規(guī)格 表 21 原料規(guī)格 序號(hào) 組分 精餾進(jìn)料組分 %（ mol） 化工 與材料工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 1 丙炔 2 反 2丁烯 3 1丁烯 4 順 2丁烯 5 1， 3丁二烯 6 1， 2丁二烯 7 丁炔 8 乙烯基乙炔 9 正戊烷 合計(jì) 100 表 22 產(chǎn)品主要質(zhì)量指標(biāo)及執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)、分析方法 序號(hào) 控制項(xiàng)目 單位 指標(biāo) 執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn) 分析方法 1 外觀 無(wú)色透明、無(wú)雜質(zhì) 工 廠標(biāo)準(zhǔn) JISK1534 2 1,3丁二烯 % ≥ 工廠標(biāo)準(zhǔn) C1112 3 總?cè)矡N ppm ≤ 150 工廠標(biāo)準(zhǔn) C1117 4 單項(xiàng)炔烴 ppm ≤ 120 工廠標(biāo)準(zhǔn) C1118T 5 TBC ppm 25100 工廠標(biāo)準(zhǔn) JISTT1534 6 乙腈 ppm ≤ 10 工廠標(biāo)準(zhǔn) C1124 表 23 副產(chǎn)品主要質(zhì)量指標(biāo)及執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)、分析方法： 序號(hào) 名稱 規(guī)格 每噸產(chǎn)品產(chǎn)量 t/t 執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn) 分析方法 1 抽余碳四 丁二烯≤% 工廠標(biāo)準(zhǔn) 色譜 2 液體燃 丁二烯≤ 工廠標(biāo) 色譜 年產(chǎn) 萬(wàn)噸丁二烯工藝設(shè)計(jì) 11 料 18% 準(zhǔn) 表 24 分析項(xiàng)目一覽表 序號(hào) 分析項(xiàng)目 取樣地點(diǎn) 控制指標(biāo) 分析次數(shù) 1 T201A 塔頂 P203a/b 出口 C4≤ 120ppm C4≧ 99% 順 C4 ≦% 2次 /班 4次 /班 2 T201 塔釜 P201a/b 出口 1,3C4 ≧87% 順 C4≦ 15% 2次 /班 3 T201B 塔釜 P205a/b 出口 1,3C4≦ 5% 4次 /班 4 T201A 塔釜 NaNO2 溶液 P202a/b 出口 ACN ≦500ppm NaNO2 1~2% 1次 /日 5 T201B 塔釜 NaNO2 溶液 P204a/b 出口 ACN ≦1000ppm NaNO2 1~2% 1次 /日 6 T202 塔頂 FRC224 閥組 C3 35~55% 4次 /班 7 T202 塔釜 FRC22002閥組 C3≦ 10ppm 4次 /班 8 V207 倒 淋 NaNO2 1~2% 1次 /罐 9 V209 罐內(nèi) TBC 20~30% 1次 /罐 10 V203a/b 罐上 成品標(biāo)準(zhǔn) 1次 /罐 11 V201 分層水 LICA21302閥組 ACN≦ 1% 1次 /周 12 V204 罐 P210a/b 出口 1， 3C4≧ 1次 /班 化工 與材料工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 85% ST≦ % 二聚物≦% 13 V205 罐 P211a/b 出口 ST≦ % 4次 /班 14 V203 釜 LIC203閥組 1， 3C4≦47% 4次 /班 表 25 測(cè)量及控制儀表一覽表 項(xiàng)目 位號(hào) 工藝參數(shù) 儀表編號(hào) 正常值 調(diào)節(jié)閥形式 調(diào)節(jié)閥作用 備注 T201A 塔頂壓力 塔頂溫度 塔釜溫度 R201 入口溫度 塔釜液面 塔釜界面 R201液面 R201 界面 回流液 再生溶劑量 塔頂采取量 PRCA213 TR40106 TI40220 TI40221 LICA21201 LICA21202 LICA21302 LIC21302 FRC213 FRC214 FRC215 300kPa 40~70% 40~70% 50~70% 氣關(guān)閥 氣開閥 氣開閥 氣開閥 氣關(guān)閥 氣開閥 氣開閥 反作用 正作用 正作用 正作用 正作用 正作用 反作用 反作用 塔頂溫度 塔釜溫度 20板溫度 H202 乙腈出口溫度 H109 乙腈出口溫度 H202 物料進(jìn)口溫度 H202 物料