石油化工工艺学 教学课件 作者 邹长军 主编第7章.ppt

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1、第7章碳四、碳五馏分及其化工产品生产目录碳四、碳五馏分来源碳四、碳五馏分分离丁二烯的生产及下游产品加工正丁烷氧化制顺丁烯二酸酐工艺甲基叔丁基醚的生产异戊二烯生产随着我国石化行业的快速发展，尤其是乙烯产量的不断提高，副产品碳四、碳五馏分的量亦在不断地增加。特别是近些年来大型乙烯装置投产，裂解碳四、碳五馏分量成倍增长。本章主要介绍碳四、碳五馏分的来源、分离技术以及化工利用。第一节碳四、碳五馏分来源热裂解制乙烯联产碳四、碳五炼厂催化裂化制乙烯联产碳四、碳五其它工业来源来源于油田气(天然气)和-烯烃联产等途径。油田气是原油生产过程中的伴生气，其组成为饱和烃，碳四的质量分数为1％～7％，可以直接回

2、收利用，也可做裂解原料。第二节碳四、碳五馏分分离碳四馏分组成结构复杂、烯烃的沸点差又较小、化学性质比较相似。因而用一般的分离方法难以进行。传统的方法是用溶剂萃取，将1,3-丁二烯与其它组分分开，然后，用硫酸吸收法分离异丁烯。但这些方法能耗大、成本高，几乎已经淘汰。异丁烯和1-丁烯的沸点差仅为0.64℃，因此用一般的精馏技术很难将其分开。全分离工艺一般采用溶剂通过萃取精馏来分离IP、间戊二烯和CPD等，工业上常用的溶剂有乙腈(ACN)、二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等。简单分离工艺一般采用热二聚法分离出双环戊二烯(DCPD)。2.2碳五馏分分离技术环戊二烯的分离1.加热

3、二聚、精馏分离粗双环戊二烯工艺2.加热二聚、萃取分离三种二烯烃工艺3.高纯环戊二烯的生产工艺间戊二烯的分离第三节丁二烯生产及下游产品加工丁二烯（butadiene）通常指1,3-丁二烯（1,3-butadiene），其同分异构体1,2-丁二烯，至今尚未发现工业用途。丁二烯微溶于水和醇，易溶于苯、甲苯、乙醚、氯仿、无水乙腈、二甲基甲酰胺、糠醛、二甲基亚砜等有机溶剂。丁二烯是一种非常活泼的化合物，易挥发，易燃烧，与氧气接触易形成具有爆炸性的过氧化合物及聚合物。丁二烯分子具有共轭双键，易发生加成反应、聚合反应，是重要的石油化工基础原料，它的最大用途是生产各种合成橡胶（丁苯橡胶、丁腈橡胶、顺丁橡

4、胶）。此外，丁二烯在合成树脂、合成纤维以及精细化工产品的合成方面也具有广泛的用途与价值。3.2丁二烯的抽提生产原理萃取精馏基本原理萃取精馏是在精馏塔中，加入某种高沸点溶剂，在溶剂的作用下，使难分离混合物的组分间的相对挥发度差值增大，从而实现其分离的一种特殊精馏。这时，所谓的“轻”组分从塔顶蒸出；“重”组分从塔釜排除。这种精馏过程称为“萃取精馏”。萃取精馏最经典的流程如图7-3所示。萃取精馏最经典的流程由两台塔系组成，萃取精馏塔1上部的一段(10块塔板左右)，是用于回收溶剂的。溶剂不是由塔顶部加入，而是在距塔顶数块塔板处加入。溶剂入口以下为萃取精馏段。要分离的混合物(A,B)，由塔中部加入

5、。“重”组分与溶剂一起由塔釜出去进入蒸出塔2，在这里将溶剂中的“重”组分蒸出，即“重”组分与溶剂进行分离，溶剂经过换热冷却后循环使用。近年来，为了节能，除充分利用溶剂的显热外，还在流程中做了改进。改进后的新流程如图7-4所示。图7-3典型萃取精馏流程图7-4改进萃取精馏流程萃取精馏的操作特点必须严格控制好溶剂比（即溶剂量与加料量之比）。萃取剂的进塔温度和含水量对操作都有很大的影响。维持适合的回流比。被分离组分的进料状态和组分含量变化。萃取剂的作用及选择选择性高即加入萃取剂后能大幅度地改变被分离组分的相对挥发度。挥发性小即具有比被分离组分高得多的沸点，且不与其它组分形成共沸物，以便于分离回

6、收，萃取剂损耗少。萃取剂与被分离组分有足够的互溶度即两者能良好地混合，使其在每层塔板上都充分发挥萃取剂的作用，且不发生化学反应。化学稳定性好在高温下不分解，没有腐蚀，无毒或毒性小，从而使其在生产过程中安全、可靠，有利于环境保护。萃取剂应廉价，来源广泛易得。3.3丁二烯的抽提生产工艺以碳四馏分为原料抽提生产丁二烯的实质是萃取精馏。目前，萃取精馏技术在中国石油化工方面应用较为成熟。因此，萃取精馏在丁二烯抽提生产过程中得到广泛应用。萃取精馏又以萃取剂的不同分为乙腈(ACN)法、二甲基甲酰胺(DMF)法、N-甲基吡咯烷酮(NMP)法、二甲基乙酰胺法、糠醛法和二甲基亚砜法。此外还有醋酸铜氨溶液化学

7、吸收法(CAA)，它不同于萃取精馏。目前世界上碳四馏分的分离方法以萃取精馏分离占统治地位，而萃取剂又以乙腈、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮三种为主，因此本小节仅以ACN法、DMF法、NMP法为主要介绍。丁二烯下游产品丁二烯是重要的石油化工基础原料，它的最大用途是生产各种合成橡胶(丁苯橡胶、丁腈橡胶、顺丁橡胶)。聚丁二烯橡胶(简称BR)是仅次于丁苯橡胶的世界第二大通用合成橡胶，具有弹性好、耐磨性强、耐低温性能好、生热低、滞后损失小、耐