【正文】 第一篇 設(shè)計(jì)說明書第 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61，4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。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31丁烯4順2丁烯51，3丁二烯61，2丁二烯7丁炔8乙烯基乙炔9正戊烷合計(jì)—100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 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)的過氧化物，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外觀無色透明、無雜質(zhì)工廠標(biāo)準(zhǔn)JISK153421,3丁二烯%≥工廠標(biāo)準(zhǔn)C11123總?cè)矡Nppm≤150工廠標(biāo)準(zhǔn)C11174單項(xiàng)炔烴ppm≤120工廠標(biāo)準(zhǔn)C1118T5TBCppm25100工廠標(biāo)準(zhǔn)JISTT15346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，作為溶劑解吸塔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。精餾過程：由T0102B塔頂來的氣相粗丁二烯進(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。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1含乙腈污水ACN≤75ppm易使COD超標(biāo)4872192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、COD448排化污管網(wǎng)連續(xù)排放3脫輕塔尾氣碳三、丁二烯易燃易爆排放火炬不定期排放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甲級(jí)防火，Q－2級(jí)防暴。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428巡回工人414班長(zhǎng)414值班長(zhǎng)414分析工428電工224鉗工236儀表工2612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）1丙炔2反2丁烯31丁烯4順2丁烯51，3丁二烯61，2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外觀無色透明、無雜質(zhì)工廠標(biāo)準(zhǔn)JISK153421,3丁二烯%≥工廠標(biāo)準(zhǔn)C11123總?cè)矡Nppm≤150工廠標(biāo)準(zhǔn)C11174單項(xiàng)炔烴ppm≤120工廠標(biāo)準(zhǔn)C1118T5TBCppm25100工廠標(biāo)準(zhǔn)JISTT15346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液體燃料丁二烯≤18%工廠標(biāo)準(zhǔn)色譜 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)1T201A塔頂P203a/b出口C4≤120ppmC4≧99%順C4≦%2次/班4次/班2T201塔釜P201a/b出口1,3C4≧87%順C4≦15%2次/班3T201B塔釜P205a/b出口1,3C4≦5%4次/班4T201A塔釜NaNO2溶液P202a/b出口ACN≦500ppmNaNO2 1~2%1次/日5T201B塔釜NaNO2溶液P204a/b出口ACN≦1000ppmNaNO2 1~2%1次/日6T202塔頂FRC224閥組C3 35~55%4次/班7T202塔釜FRC22002閥組C3≦10ppm4次/班8V207倒 淋NaNO2 1~2%1次/罐9V209罐內(nèi)TBC 20~30%1次/罐10V203a/b罐上成品標(biāo)準(zhǔn)1次/罐11V201分層水LICA21302閥組ACN≦1%1次/周12V204罐P210a/b出口1，3C4≧85%ST≦%二聚物≦%1次/班13V205罐P211a/b出口ST≦%4次/班14V203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PRCA213TR40106TI40220TI40221LICA21201LICA21202LICA21302LIC21302FRC213FRC214FRC215300kPa40~70%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T201B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物料出口溫度H203物料進(jìn)口溫度H203物料出口溫度H203熱水出口溫度H204物料出口溫度塔釜液面塔釜界面第10板進(jìn)料量塔釜采出量H203熱水量TI40222TR40107TRCA210TIC21401TRC21402TI40223TI402024TI40225TI40226TI40227TI40228LICA21001LICA21002FR21001FRC21002FRC21003℃℃40~70%40~70%