总图新建 大门围墙公路运输设施 第四节研究结果 项目概况 丁烯是可用于生产丁二烯等重要的化工原料，根据实际需要本装置采用丁烯氧 化脱氢制丁二烯的加工方案。 二主要技术经济指标 新建万吨年丁二烯装置的主要技术经济指标见表。 表万吨年丁二烯装置主要技术经济指标汇总表 序号项目名称规格单位数量备注 生产规模吨年 产品方案 丁二烯纯度质量吨年全部为商品 主要原材料用量 丁烯丁烯吨年 乙腈乙腈吨年 主要公用工程用量 循环冷却水吨小时 新鲜水 吨小时 生活用水吨小时 消防水吨小时 年耗电量千瓦小时年 供汽 低压蒸汽吨小时 中压蒸汽吨小时 低低压蒸汽 回收蒸汽凝液吨小时 三废排放量 连续 废水吨年连续 废气去火炬或燃料气系统吨年 连续 烟道废气排大气吨年 运输量 运入量化学品催化剂吨年 运出量产品副产品吨年 总定员 人 总占地面积 平方米 建筑面积 平方米 单位综合能耗 兆焦吨 总投资 万元 筹资额 万元 铺底流动资金额 万元 销售收入含税 万元 销售税金及附加 万元 税后利润 万元 所得税后内部收益率 所得税前内部收益率 投资利润率 所得税后财务净现值 万元 所得税前财务净现值 万元 投资回收期 含年建设期年三结论 淄博齐翔腾达化工股份有限公司的碳四资源，发展适销对路的化工产 品，符合国家的产业政策。 二新建的万吨年丁二烯装置采用氧化脱氢制丁二烯的工艺路线，其工 艺技术成熟生产规模和产品方案是切合实际的。 三新建的万吨年丁二烯装置主要产品丁二烯全部作为产品出售。从近 几年丁二烯的需求情况结合市场调研情况以及我国国民经济的发展速度来看，丁 二烯市场空间较大，无销售方面的问题。市场空间可行。 四本装置原料供应渠道稳定可靠。 新建万吨年丁二烯装 沿革 丁二烯的生产与合成橡胶工业的发展密切相关。世纪年代，德国开始用乙炔生产 丁二烯，进而生产了合成橡胶。第二次世界大战期间，对天然橡胶的大量需求，促使人们寻 求合成橡胶的单体丁二烯的生产途径。当时，除德国采用乙炔法外，美国苏联等采用 乙醇法生产丁二烯。稍后，美国又发展了从石油出发生产丁二烯。到战争结束，美国年产丁 二烯,其中约来自石油化工。战后，石油化工的发展促进了丁二烯的生产。 生产方法 有碳四馏分分离和合成法包括丁烷脱氢丁烯脱氢丁烯氧化脱氢等两种。目前除 美国外，世界各国丁二烯几乎全部直接来自烃类裂解制乙烯时的副产碳四馏分又可写为 馏分。美国丁二烯的来源，大约半来自丁烷丁烯脱氢，半直接来自裂解馏分。 由馏分分离 以石脑油或柴油为裂解原料生产乙烯时,副产的馏分般为原料量的 质量，其中丁二烯含量高达质量，所以，从裂解馏分中分离丁 二烯是经济的生产方法。工业上均采用萃取精馏的方法，即由馏分中加入乙腈甲基甲酰胺 等溶剂增大丁二烯与其他烃的相对挥发度，通过精馏分离 见碳四馏分分离得到丁二烯。 丁烷脱氢 由天然气或馏分中分离所得的丁烷，可脱氢制取丁二烯。丁烷脱氢是强吸热过程， 需要输入大量的热量才能获得有经济价值的转化率，但同时裂解和产物二次反应也显得突出。 因此，过程的关键是选择种高活性的催化剂，并要求尽可能降低温度。有两种工艺方法已 在工业上得到应用 菲利浦法即二步法,第步反应使用铬铝氧化铬载在氧化铝上催化剂，温度 ，将丁烷脱氢为丁烯，转化率，选择性第二步反应使用 类似催化剂，温度，将丁烯脱氢为丁二 烯,转化率，选择性。此法生产步骤多，操作麻烦，工业应用不广。 胡德利法该法在和绝热条件下使丁烷步脱氢成丁二烯。催化剂 为浸渍了氧化铬的活性氧化铝，每反应进行次催化剂再生。因系减 压操作,催化剂再生十分麻烦,设备条件苛刻，要求配有大口径耐高温快速启闭的阀门及大容 量真空设备。反应过程实际上是丁烷与丁烯的混合脱氢。反应气体分出丁二烯后进行循环， 并与新鲜的丁烷混合进入脱氢反应器。以原料丁烷计，单程转化率，选择性， 此法只在美国采用，近年产量日趋减少。 丁烯脱氢美国在年代末开发的方法，其工艺过程的基本原理与菲利浦法的 第二步反应相似，但反应过程作了很多改进，主要是在丁烯原料中加入大量蒸汽以降低烃分 压，在有利于脱氢平衡条件下进行反应。此法所用催化剂氧化铬和稳定的钙镍磷酸盐 寿命较长，丁二烯选择性较高约，但蒸汽用量大，年代后被丁烯氧化脱氢法取代。丁烯氧化脱氢丁烯催化脱氢反应是可逆反应，转化率因受化学平衡限制而不 高，氧化脱氢法是在脱氢时通入氧气空气，改脱氢反应为氧化反应，从而大幅度提高丁 烯的转化率及丁二烯的选择性，其反应式为 丁烯氧化脱氢见图是年在美国石油得克萨斯化学公司工业化，过程采用铁尖晶 石催化剂见金属氧化物催化剂，反应器温度入口约出口约 ，丁烯转化率可达，丁二烯选择性。氧化脱氢法的丁烯转化率 及选择性较其他脱氢法高得多，因此，此法问世后被广泛使用。在美国， 年代末有厂家采用此法生产丁二烯。中国丁烯制丁二烯装置也均采用此法。 其他还有乙醇法和乙炔法。前者为苏联人С列别捷夫发明，于年代工业 化，过程采用氧化镁氧化硅催化剂使乙醇步转化为丁二烯。因丁二烯的选择性仅左 右,生产成本高,目前仅少数国家尚采用此法。后者是德国在第二次世界大战期间生产丁二烯 的主要方法。即先将乙炔制成乙醛，再缩合成丁醇醛，进而加氢得，丁二醇,最后将， 丁二醇脱水即得丁二烯。此法生产流程长，原料及能量消耗大，战后未得到推广。 本设计中采用的工艺方法为丁烯氧化脱氢制丁二烯。 第二节工艺流程说明工艺原理及特点 工艺原理 丁烯和氧气先后通过段二段反应器，在催化剂作用下反应生成丁二烯，冷凝后 的汽液两相分离后，液相进入水冷洗酸塔与其釜液混合，气相进入水冷洗酸塔底部。生成气 在塔中充分冷却除去大量水分并洗去酸酮和部分醛类后，从塔顶出来去压缩工段。提压后 的生成气进入油吸收塔底部，生成气经吸收油吸收后，排放至火炬。塔底出来的富油，进入 解吸塔进行解吸。从解吸塔第八块板上抽侧线得到粗丁二烯产品，冷却后送到丁二烯抽提单 元。粗丁二烯经过乙腈法萃取，水洗精制后得到较纯的丁二烯送往成品罐区。 二工艺特点 洗酸及水冷系统 来自管网的配料蒸汽,经三通调节阀分成两股，股经前换热 器与二段反应器出来的高温生成气换热，使温度由 上升到，另股作为旁路，用来调节段反应器的入口温度，使之为 左右，两股物料在管道上重新混合后进入段进料混合器 。 由丁烯进料泵进来的丁烯馏分按比例计量后进入丁烯蒸发器 ,使丁烯蒸发并过热到后与计量的配料空气同进入段进料混合器。丁烯空气 水蒸汽三种气体充分混合后进入装有催化剂的段轴向反应器，由于丁烯脱氢为放热反 应，生成气出口温度达左右。为了使反应更加充分，高温生成气与计量后的液态丁烯和 脱氧水同进入二段进料混合器级 ,三股物料混合后与计量后的配料空气起进入二段进料混合器,与计量后的 空气混合后进入二段轴向反应器。通过调节脱氧水的喷入量，使二段轴向反应器的入口温度 控制在左右，经二段反应后，二段反应器的出口温度高达 左右。由二段轴向反应器出来的高温生成气先进入前换热器与配料蒸汽换热，温度降到， 再进入级废热锅炉，在其中产生的的低压蒸汽进入蒸汽系统管网， 同时生成气的温度降到，降温后的生成气再进入二级 废热锅炉，在其中产生的 的低低压蒸汽进入蒸汽系统管网，这时生成气的温度降到，再进入后换热器, 进行部分冷凝，并利用循环软水回收其冷凝热。 冷凝后的汽液两相经分离罐分离后，液相进入水冷洗酸塔与其釜液 混合，气相进入水冷洗酸塔底部。先后与塔中部进入的循环酸水，以及塔顶部加入的冷 冻水进行换热，使生成气在塔中充分冷却除去大量水分并洗去酸酮和部分醛类后，从塔顶 出来去压缩工段。水冷洗酸塔的的塔釜液由循环酸水泵加压后，经循环酸水 冷却器冷却后大部分再进入水冷洗酸塔进行循环利用，多余部分送往污水处理系统。 生成气压缩系统 由水冷洗酸塔顶来的生成气经二级压缩机压缩至 ,进入油吸收塔。 油吸收解吸系统 经生压机压缩后的生成气进入油吸收塔底部，来自罐区的吸收油经吸收油冷却 器冷却后打入油吸收塔顶部。生成气经吸收油吸收后，塔底得到含有丁烯丁二烯 的富油，温度为。塔顶出来的吸收尾气进入尾气冷却器 ,冷却到后经尾气分液罐分离，不凝气去尾气回收单元，冷凝液与 塔底出来的富油混合后，通过贫富油换热器,与解吸塔底贫油换热，温度升到， 进入解吸塔进行解吸。塔釜有再沸器,用 蒸汽加热及些轻组分从塔顶馏出，经塔顶冷却器冷却到 ，再经塔顶冷凝器冷却到，不凝气去生成气压缩机系统，冷凝液由回流泵 全部打回塔顶，作为回流液。回流罐水袋内的冷凝水定时排放。从解吸塔第八块板 上抽侧线得到粗丁二烯产品，用侧线冷却器冷却到，由粗丁二烯泵送到丁二烯 抽提单元。塔釜出来的的贫油，约去再生塔再生，经过贫富油换热器，温度 降到后，与从再生塔来的吸收油混合，再用贫油冷却器冷却到，回到吸 收油罐循环使用。 二主要操作条件 反应器 进料比空气丁烯摩尔比 入口温度 出口温度 操作压力 二水冷洗酸塔油吸收塔吸收油解析塔溶剂油再生 塔 塔顶温度 塔底温度 塔顶压力 塔底压力 第章总论 第节设计依据及原则 设计依据 淄博齐翔腾达化工股份有限公司编制万吨年丁二烯装置可行性研究报告的 委托书。 二淄博齐翔腾达化工股份有限公司提供的厂区气象公用工程条件及原料组成等。 二设计原则 石油化工项目可行性研究报告编制规定年版。 二贯彻执行工厂布置体化和生产装置露天化的建设方针，减少占地面积和建设投 资。 三按照体化设计思路，装置各单元紧凑布局风格致。 四本项目公用工程等辅助设施均需新建。 新建火炬系统。新建火炬系统既能满足新建万吨年丁二烯装置尾气及火炬气排放