年产12万吨丁二烯工艺设计开题报告.doc

《年产12万吨丁二烯工艺设计开题报告.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、山东科技大学本科毕业设计（论文）开题报告题目年产12万吨丁二烯工艺设计学烷名称化学与环境工程学烷专业班级化学工程与工艺学生姓名张三学号4指导教师李四填表时间：2016年3月10日设计（论文）题目年产12万吨丁二烯工艺设计设计（论文）类型（划“√”）工程实际科研项目实验室建设理论研究其它√一、本课题的研究目的和意义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

2、-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

3、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

4、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。二、本课题的主要研究内容（提纲）1.根据文献资料，确定合适的工艺路线2.利用软件模拟丁二烯的生产工艺流程，优化工艺参数，3.对整个工艺流程进行物料衡算和能量衡算，根据模拟确定各操作参数后，设计和选择合适的反应器实现对丁二烯的生产要求。4.绘制PID工艺流程图和生产工艺流程图。5.绘制主要设备的设备装配图。6.后续环境分析三、文献综述（国内外研究情

5、况及其发展）1国外丁二稀生产技术目前,世界上丁二稀的生产以日本JSR公司改进的ACN工艺、德国BASF公司的NMP工艺以及日本瑞翁公司的DMF工艺最具有竞争力。此外,KLP工艺(C4馏分选择加氢除炔工艺)等新工艺正在不断地开发和使用。(1)日本JSR工艺(ACN法)[1]日本JRS工艺(ACN法)以含水10%的乙腈(ACN)为溶剂,采用两段萃取蒸馏,第一萃取蒸馏塔由两塔串联而成。该工艺经过两次重大的改造。第一次改造是采用热偶合技术,即将第二萃取蒸馏塔顶全部富含丁二烯的蒸汽不经冷凝直接送人脱重塔中段,同时将脱重塔内下降液流

6、的一部分从中段塔盘上抽出,送往第二萃取蒸馏塔作为塔顶回流液,这样第二萃取蒸馏塔塔顶不需要冷凝器,这部分热量将全部加到脱重塔,使该塔塔底再沸器的热负荷比热偶合前降低40%左右,从而实现大幅度节能。第二次改造主要解决系统热能回收问题,即在提浓塔和脱轻塔安装中间冷凝器,将提浓塔从进料板附近上、下两段串联相接,这样既可使上塔负荷大幅度降低,又不会影响塔的操作条件。将塔分为上下两段,下塔操作压力提高,塔内温度相应升高,这样中间冷凝器就可回收到高品位的热能。此外,溶剂回收塔塔底废水的热能可用于该塔进料管线的预热器,加上解吸塔从侧线采

7、出炔烃也可回收部分热能,因而该工艺在同类工艺中的能耗是最低的。(2)日本瑞翁公司的DMF法[2]日本瑞翁(Zeon)公司的N-甲基吡咯烷酮(DMF)法工艺的特点是对原料C4的适应性强,丁二烯含量在15%～60%范围内都可生产出合格的丁二烯产品；生产能力大,成本低,工艺成熟,安全性好,节能效果较好,产品、副产品回收率高达97%；由于DMF对丁二烯的溶解能力及选择性比其他溶剂高,所以循环溶剂量较小,溶剂消耗量低；无水DMF可与任何比例的C4馏分互溶,因而避免了萃取塔中的分层现象；DMF与任何C4馏分都不会形成共沸物,有利于烃

8、和溶剂的分离；但由于其沸点较高,溶剂损失小。热稳定性和化学稳定性良好,无水存在下对碳钢无腐蚀性。但由于其沸点高,萃取塔及解吸塔的操作温度都较高,易引起双烯烃和炔烃的聚合。(3)BASF公司的NMP工艺[3]N-甲基吡咯烷酮(NMP)法由德国BASF公司开发成功,其工艺特点是溶剂性能优良,毒性低,可生物降解,腐蚀性低；