1、乙腈萃取丁二烯工艺流程的模拟与优化摘 要：文中选取的丁二烯生产装置的萃取工段，在日常生产过程中经常发生 T101A塔顶丁二烯含量超标和丁二烯初级品含量不达标，因此利用 Aspenplus模拟软件进行工艺流程模拟，通过从操作压力、操作温度和进料量等参数对产品的影响方面入手，辅助确定现场操作条件，避免超标现象的发生。 关键词：萃取 丁二烯 影响因素 模拟 文中所做的模拟是以国内某企业于 2004年末建成投产的年产 3.5万吨丁二烯生产装置为基础，利用裂解碳四为原料，采用乙腈萃取法工艺流程生产聚合级 1，3-丁二烯。本次模拟查看塔顶操作压力、原料进料操作温度和进料量等参数对塔顶残余丁二烯和丁二烯初级
2、品含量的影响，为实际操作提供有效依据1-3。 1 萃取工段简介 来自中间罐区的碳四原料经过原料泵后进入到萃取塔 T101A中，异丁烯等杂质由塔顶蒸出，丁二烯等塔釜液则进入 T101B中。塔顶轻组分返回至 T101A中作为气相返回料，塔底物料进入到解吸塔 T102中。液相物料经过塔底再沸器加热气化后与塔顶液相进料接触，乙腈等部分重组分溶解在液相物料中从 T102塔底排出，含量80%的丁二烯气相组分进入到 T103萃取精馏塔中。该塔中的物料经过分离，重组分从塔底排出，丁二烯初级品（含量97.2%）从塔顶采出，进入到下一个生产工段4。工艺模拟流程图见图 1。 2 超标现象及预计解决方法 由于在生产时
3、存在 T101A塔顶丁二烯含量和 T103塔丁二烯初级品含量不达标的现象，准备通过调节 A塔塔顶压力、原料进料温度、T103 塔塔顶压力、塔进料量和回炼物料量来控制目标含量，此过程采用软件模拟的方式完成。这种方式既可以解决实际生产问题，还对现有装置的操作参数进行了优化，最终降低生产成本5。 3 萃取工段工艺流程模拟优化 3.1T101A 塔塔顶压力和原料进料温度对 T101A塔顶 1，3-丁二烯含量的影响 如图所示，当进料温度为 52和 48时，丁二烯含量超出 8.5%以下的要求，当温度为 45时，丁二烯含量随着压力的增高而逐渐降低，当压力为 0.65MPa时满足生产要求。说明原料的进料温度是
4、控制塔顶残余1，3-丁二烯的较敏感因素，可以更有效的降低残余物含量，提高萃取工段的产品收率3。 3.2T103 塔回炼量和顶压力对塔顶丁二烯初级品的影响 如图所示，随着回炼料的进料量的增加丁二烯初级品含量直线下降，在 T103塔顶压力一定的条件下，随着回炼量的增加 1，3-丁二烯初级品含量逐渐降低。同时改变塔顶压力和回炼量，当回炼量增加至 13000kg/h时，丁二烯初级品含量低于 97.2%的生产要求。因此回炼量成为丁二烯初级品的较敏感变量，可以通过调节回炼量来控制使丁二烯初级品含量达到生产要求指标。 3.3T103 塔进料量和塔顶压力对塔顶丁二烯初级品的影响 如图所示，进料量对塔顶 1，3
5、-丁二烯初级品的质量分数影响趋势为抛物线形态，在 T103塔顶压力一定的条件下，随着进料量的增加 1，3-丁二烯初级品含量先缓慢增加后急剧降低。最大含量发生在进料量为10000kg/h，塔顶压力为 0.35MPa时。同时改变塔顶压力和进料量，随着塔顶压力的提高，塔顶丁二烯初级品含量逐渐降低，当塔顶压力提高至0.45MPa时，图中整条曲线均在实际标准含量以下，通过改变进料量已经无法满足生产要求。 4 结论 经过以上模拟结果和数据分析可知，通过调节原料进料温度、进料量、T103 塔进料量、回炼物料量和塔顶压力，可以控制 T101A塔顶丁二烯残余和 T103塔顶丁二烯初级品含量。最终得到了最优的操作
6、参数为： （1）T101 萃取塔：进料温度为 45，塔顶压力为 0.65MPa。 （2）T103 萃取塔：进料量为 10000kg/h，回炼物料量为12000kg/h，塔顶压力为 0.4MPa。 参考文献 1朱淑均.C4 馏分丁二烯萃取精馏塔的模拟和分析J.化工时刊，2001，4：23-28。 2李延生.丁二烯装置溶剂精制塔的设计J.石油化工，2006，35（10）：980-982。 3周爱月，李志宏，张华.丁二烯萃取精馏塔操作参数离线调优J.化学工业与工程，1993，10（1）：7-15。 4孙宝德，曾爱武，姜森.乙腈法萃取精馏丁二烯过程模拟与工艺优化（I） ，2005，28（5）：325-330
