文献综述
1.丁二烯发展现状及发展前景
目前生产丁二烯的方法有:(1)乙腈法(ACN法):乙腈法最早由美国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。(2)二甲基甲酰胺法(DMF法):DMF法又名GPB法,由日本瑞翁(Geon)公司于1965年实现工业化生产,并建成一套4.5万t/a生产装置。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。(3)N-甲基吡咯烷酮法(NMP法):N-甲基吡咯烷酮法由德国BASF公司开发成功,并于1968年实现工业化生产,建成一套7.5万t/a生产装置。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。从2009-2012年我国丁二烯的消费趋势可以看出,顺丁橡胶的消费量占比增长迅速,值得一提的是2012年的顺丁橡胶的消费量约占国内丁二烯总消费量的1/3。根据调查由于行业内的SBS替代品较多,目前其发展已经发展遇到了一定的瓶颈近几年产能增加缓慢, 与之对比,2012年ABS行业产能扩张明显,同比增加30%左右。受乙烯原料不断轻质化、国内合成橡胶产能快速增长等因素的影响,近年国内丁二烯供应短缺,价格大幅攀升。在此背景下,丁二烯扩能迅速,沉寂了20年的丁烯氧化脱氢制丁二烯工艺也再度走进了行业视野。 2.本课题研究的意义和价值
丁二烯是一种重要的石油化工基础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炼。主要用于合成丁苯橡胶(SBR)、顺丁橡胶(BR)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体(SBS)、丁腈橡胶、丙烯腈-丁二烯-苯乙炼(ABS)树脂等多种橡胶产品,此外还可用于生产己二胺、己二腈、尼龙66、1,4-丁二醇等有机化工产品以及用作汽油添加剂、粘接剂等,用途十分广泛。由于近几年多套大型乙烯装置的建成投产,我国丁二烯的生产能力不断增加。今后几年产能和产量仍将大幅度增长。但随着大批新建装置的建成投产,未来市场竞争将更加激烈。加大新工艺和技术的开发力度,进一步降低能耗和物耗,使我国丁二烯生产技术再上一个新台阶。目前国内各化工企业生产丁二烯的主要方法有三种:乙腈法、二甲基甲酰胺法和NMP法。其中,相对于二甲基甲酰胺法的后续副产多及NMP法的工艺不成熟等缺点,乙腈法具有原料廉价易得、工艺路线成熟、操作条件温和等优点。本设计以乙腈(CAN)法制备丁二烯的工艺路线为依据,优化工艺参数,模拟生产流程,采用通用设计计算方法对装置筛板塔精馏工段建立计算模型。由于丁烷、丁烯馏分用普通精馏方法难以从碳四中彻底分离。当加入溶剂乙腈后,可使碳四各组分间的相对挥发度差值增大,易挥发组分丁烷、丁烯馏分从丁二烯萃取精馏塔顶排出,对难挥发组分1-丁炔、乙烯基乙炔、碳四溶解在乙腈中的1,3-丁二烯等,一起从丁二烯萃取精馏塔釜排往溶剂解吸塔内,并在溶剂解吸塔侧线随乙腈一起排出,溶剂乙腈则经解吸后循环使用。1,3-丁二烯、1-丁烯、乙烯基乙炔沸点相近。用普通的方法即可将炔烃和乙腈分离。本设计在经济合理,生产可靠的基础上,力求技术进步,从而确保有效地利用国家资金资源。
3.参考文献
[1]白桦.丁二烯的生产技术及国内外市场分析.化工科技市场,2007,30(1):19-23
[2] 李玉芳,李明.丁二烯生产技术进展与市场分析.化学工业,2007,25(12):24-33
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