1、 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
2、，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基础，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，生产可靠的基础上，力求技术进步，从而确保有效地利用国家资金资源。 化工与材料工程学院毕业设计 - 4 - 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、
3、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分离等三个发展时期。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 %（ mo
4、l） 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 年产 5.5 万吨丁二烯工艺设计 - 5 - 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；
5、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-
6、1534 2 1,3-丁二烯 % . 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 化工与材料工程学院毕业设计 - 6 - 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
7、 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。萃取剂乙腈加入 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
8、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 加入溶剂乙腈，塔顶气相丁二烯馏分， C4 的炔烃换热后一部分回流到 T-0103，另一部分焚烧掉。 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，一部分作为 T-0201A回流进入该塔，另一部分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，一部分作为 T-0103 塔的回流进入 T-0102b塔顶，其余部分进入 T-0201b 塔。
9、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的气相部分排入火炬系统。塔釜产品丁二烯由 E0203 冷凝后进入 V-
10、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 年产 5.5 万吨丁二烯工艺设计 - 7 - 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
11、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） 化工与材料工程学院毕业设计 - 8 - 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，
12、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：
13、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 丁二烯 0.0514 工厂标 色谱 年产 5.5 万吨丁二烯工艺设计 - 9 - 料 18% 准 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
14、/班 4 T-201A 塔釜 NaNO2 溶液 P-202a/b出口 ACN 500ppm NaNO2 12% 1次 /日 5 T-201B 塔釜 NaNO2 溶液 P-204a/b出口 ACN 1000ppm NaNO2 12% 1次 /日 6 T-202 塔顶 FRC-224 阀组 C3 3555% 4次 /班 7 T-202 塔釜 FRC-220-02阀组 C3 10ppm 4次 /班 8 V-207 倒 淋 NaNO2 12% 1次 /罐 9 V-209 罐内 TBC 2030% 1次 /罐 10 V-203a/b 罐上 成品标准 1次 /罐 11 V-201 分层水 LICA-213
15、-02阀组 ACN 1% 1次 /周 12 V-204 罐 P-210a/b出口 1， 3-C4 1次 /班 化工与材料工程学院毕业设计 - 10 - 85% ST 0.8% 二聚物0.3% 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-C447% 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
16、-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 4070% 4070% 5070% 气关阀 气开阀 气开阀 气开阀 气关阀 气开阀 气开阀 反作用 正作用 正作用 正作用 正作用 正作用 反作用 反作用 塔顶温度 塔釜温度 20板温度 H-202 乙腈出口温度 H-109 乙腈出口温度 H-202 物料进口温度 H-202 物料出口温度 TI-402-22 TR-401-07 TRCA-210 TIC-214-01 T
17、RC-214-02 TI-402-23 TI-402-024 40.8 56.7 气关阀 气关阀 正作用 反作用 反作用 与FRC-210-02 串级 年产 5.5 万吨丁二烯工艺设计 - 11 - T-201B H-203 物料进口温度 H-203 物料出口温度 H-203 热水出口温 度 H-204 物料出口温度 塔釜液面 塔釜界面 第 10板进料量 塔釜采出量 H-203热水量 TI-402-25 TI-402-26 TI-402-27 TI-402-28 LICA-210-01 LICA-210-02 FR-210-01 FRC-210-02 FRC-210-03 4070% 4070
18、% 气开阀 气开阀 气关阀 正作用 正作用 反作用 正作用 与FRC-201-03 串级 T-202 塔顶压力 塔顶温度 塔釜温度 进料温度 第 36板温度 第 24板温度 H-207 物料出口温度 H-207 热水出口温度 H-206 物料出口温度 H-206 乙腈进口温度 H-206 乙腈出口温度 V-202入口温度 H-208出口温度 塔釜液面 PRCA-223 TRCA-223 TR-401-08 TI-402-29 TI-402-30 TI-402-31 TI-402-32 TI-402-33 TI-402-34 TI-402-35 TI-402-36 TI-402-37 TI-40
19、2-38 LICA-200 487 kPa 41.2 52.8 气关阀 反作用 反作用 正作用 与FRC-220-03 串级 化工与材料工程学院毕业设计 - 12 - V-202液面 V-202界面 V-203a/b液面 H-207热水量 塔釜采去量 回流量 V-202 气相排放量 丁二烯成品累积量 LICA-223-01 LIC-223-02 LIA-224-0102 FRC-220-01 FRC-220-02 FRC-223 FRC-224 FQ-414 气开阀 气关阀 气开阀 气关阀 气关阀 正作用 正作用 正作用 反作用 正作用 反作用 T-203 塔顶压力 塔釜压力 V-204压力
20、塔顶温度 塔釜温度 进料温度 第 31板温度 第 11板温度 H-211a/b 物料出口温度 塔釜液面 V-204液面 V-205液面 V-206液面 进料量 回流量 塔顶采出量 H-211a/b 热水量 PRC-223 PI-230 PIC-234 TR-401-09 TR-401-10 TR-402-46 TI-402-47 TI-402-48 TI-402-49/50 LI-230 LIA-231 LIC-233 LIA-234 FRC-231 FRC-233 FRC-235 FRC-230 343kPa 52 4070% 0.45t/h 0.62t/h 气关阀 气开阀 气开阀 气开阀 气关阀 气开阀 气关阀 反作用 反作用 正作用 正作用 反作用 正作用 反作用 正作用 就地调节 与FRC-235串级
