丁二烯可行性研究报告.docx

丁二烯可行性研究报告丁二烯可行性研究报告目录1. 总论2. 需求预测3. 产品的生产方法和生产规模4. 原材料、水电汽的来源与供应5. 公用工程和辅助设施方案6. 节能7. 环境保护8. 劳动保护与安全卫生9. 经济效益评价及社会效益评价10. 结论报告说明：可行性研究报告，简称可研，是在制订生产、基建、科研计划的前期，通过全面的调查研究，分析论证某个建设或改造工程、某种科学研究、某项商务活动切实可行而提出的一种书面材料。项目可行性研究报告重要是通过对项目的重要内容和配套条件，如市场需求、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、资金筹措、赚钱能力等，从技术 、经济、工程等方面进行调查研究和分析比较，并对项目建成以后也许取得的财务、经济效益及社会影响进行预测，从而提出该项目是否值得投资和如何进行建设的征询意见，为项目决策提供依据的一种综合性的分析方法。可行性研究具有预见性、公正性、可靠性、科学性的特点。可行性研究报告是拟定建设项目前具有决定性意义的工作，是在投资决策之前，对拟建项目进行全面技术经济分析论证的科学方法，在投资管理中，可行性研究是指对拟建项目有关的自然、社会、经济、技术等进行调研、分析比较以及预测建成后的社会经济效益。可研报告的用途可分为审批性可研报告和决策性可研报告。审批性可研报告重要是项目立项时向政府审批部门申报的书面材料。根据国家投资体制改革规定，我国大部分地区，公司投资类项目采用项目备案制和项目核准制(编制项目申请报告)；政府性项目，使用财政资金的编制可研报告。一、 总论项目名称：1500t/a 乙酰氯项目 主办单位：郑州市化工有限公司本公司为私有制公司，法人代表：可行性研究报告编制依据：（1）中华人民共和国水污染防治法（1996）（2）中华人民共和国节约能源法（1997）（3）中华人民共和国固体废弃物污染防治法（2023）（4）中华人民共和国清洁生产促进法（2023）（5）国家计委发布的建设项目经济评价方法与参数（第三版）及现行财税制度 （6）国民经济和社会发展第十二个五年发展规划二、 需求预测：世界生产状况2023-2023年，世界丁二烯保持了较稳定的发展态势，生产能力由2023年的l 0003万ta增长到2023年的1 180.2万ta，产量相应由8287万t增长到l 0l23万t 。亚洲、北美和西欧地区是世界丁二烯的重要供应地区，这三个地区的生产能力和产量合计分别达成l0121万ta和8826万t。分别约占世界总生产能力和总产量的858和872。其中英荷(皇家)壳牌集团公司是目前世界上最大的丁二烯生产公司。2023年生产能力达成978万ta，约占世界丁二烯总生产能力的829，另一方面是美国德州石化公司生产能力为910万ta，约占总生产能力的771 。中国石油化工集团公司是世界上第三大丁二烯生产公司，生产能力为898万ta，约占总生产能力的761。预计此后几年，世界乙烯工业的发展以及合成橡胶以及ABS树脂等需求的增长，将有多套丁二烯新建装置投产。预计到2023年世界丁二烯的总生产能力将达成约1 41 17万ta，产能增长重要集中在中东和亚洲地区，其中亚洲地区的中国大陆、印度、韩国、伊朗、中国台湾、新加坡和马来西亚等地均有一定数量的丁二烯新建或扩建装置投产。供需关系世界丁二烯重要用于合成橡胶(涉及丁苯聚合物、氯丁橡胶、丁腈橡胶、聚丁二烯橡胶以及SBS等)以及ABS树脂、己二N16一己二胺HMDA、26一萘二甲酸酯等。2023年世界丁二烯的总消费量为1 0047万t，其中亚洲、北美和西欧地区是最重要的消费地区，消费量分别占世界丁二烯总消费量的4398、2450 和1999。其中生产丁苯聚合物的需求量约占总消费量的463，生产聚丁二烯橡胶的需求量约占260，生产ABS树脂的需求量约占100，生产丁腈橡胶的需求量约占42，生产氯丁橡胶的需求量约占25，生产乙二腈HMDA的需求量约占4_3，生产26一萘二甲酸酯的需求量约占0-2，其他方面的需求量约占65。由于西欧地区乙烯裂解装置原料重要是石脑油和瓦斯油，副产裂解C 馏分产量较多，因而西欧地区丁二烯长期处在供过于求的状况，每年都有一定量的出口，是世界最重要的丁二烯出口地区。其2023年出口量为949万t，约占世界丁二烯总出V1量的4830。 1999年以前，西欧地区出口的丁二烯绝大部分进入美国市场，1999年以后，由于美国国内丁二烯产量增长以及亚洲地区丁二烯需求量的增长，西欧向美国的出口量有所减少，而向亚洲地区的出口量却不断增长。近几年，由于亚洲地区终端产品制造业的繁荣，特别是轮胎工业的高速发展，其丁二烯的消费量急剧增长，同时该地区的供应量也快速增长。2023年亚洲地区丁二烯的产量达成4393万t，约占世界总产量的434l，消费量达成4J419万t，约占世界总消费量的4398。在世界市场上占据着重要的地位。2023年，世界丁二烯的供需关系见表1。预计此后几年，世界丁二烯的需求量将以年均约32 的速度增长，2023年总需求量将达成约1 188.9万t，需求增长较快的地区为亚洲和中东欧地区。中国生产状况近两年，随着中国石化齐鲁石油化工公司、吉林石油化工公司、兰州石油化工公司、茂名石油化工公司等装置的改扩建，以及上海赛科石油化工有限责任公司、惠州中海壳牌石油化工公司和蓝星天津石化分公司3套新建生产装置的建成投产，生产能力增长不久。2023年我国丁二烯的生产能力达成1614万ta。随着2023年4月扬子石油化工公司新建的l0万ta丁二烯生产装置建成投产，我国丁二烯的生产能力又得到了发展。截止到2023年l1月底，我国丁二烯的总生产能力达成1714万ta，生产装置重要集中在中国石化和中国石油两大集团公司所属公司。其中中国石化的生产能力为998万ta(含合资公司)，约占总生产能力的5823，中国石油的生产能力为531万ta，约占总生产能力的3098。这些装置所有以裂解C4为原料进行生产，其中采用二甲基甲酰胺(DMF)工艺的生产能力为784万ta，约占总生产能力的4574，采用乙腈(ACN)工艺的生产能力为590万ta，约占3442，采用一甲基吡咯烷酮(NMP)工艺的生产能力为340万ta，约占总生产能力的1983。中国石油吉林石油化工公司是目前我国最大的丁二烯生产厂家，生产能力为230万ta，约占国内总生产能力的1342。另一方面扬子石油化工公司，生产能力为210万ta，约占国内总生产能力的1225。再次是中国海油壳牌石油化工公司，生产能力为155万ta，约占国内总生产能力的904。随着我国丁二烯生产能力的不断增长。产量也不断增长2023年产量为858万t。2023年由于新建几套装置的建成投产，产量进一步增长到1153万t。比2023年增长约1578，2023年产量约为1360万t，同比增长约1795。2O022023年产量的年均增长率约为13O7，由于目前我国丁二烯的生产能力和产量不能满足国内实际生产的需求，因此在未来几年，许多生产厂家都准备新建或扩建丁二烯生产装置，且重要是和乙烯装置配套。中国石化镇海炼化公司拟于2023年终新建一套150万ta生产装置中国石油四川乙烯项目将新建一套150万ta丁二烯生产装置，预计将于2023年建成投产；武汉80万ta乙烯项目将新建l2万ta丁二烯项目，预计将于2023年建成投产；天津乙烯将新建一套20万ta丁二烯装置，预计将于2023年建成投产；大庆石油化工公司拟将现有生产能力扩建到l6万ta；中国石化广州石油化工公司将新建一套120万ta生产装置；中国石油新疆独山子石油化工公司拟于2023年新建一套130万ta生产装置；中国石油抚顺石化公司拟于2023年新建一套120万ta生产装置，预计到2023年我国丁二烯将新增产能约107万ta，届时全国总生产能力将达成约2800万ta。进口由于我国丁二烯的生产能力和产量不能满足国内实际生产的需求，因而每年都得大量进口。根据海关记录，2023年我国丁二烯的进口量为1359万t，2023年增长到l959万t，创历史最高记录。此后，由于国内产量的增长，进口量开始减少，2023年减少到l472万t，2023年进一步减少到892万t，比2023年减少约3940。进入2023年，由于中国石化高桥石油化工公司的聚丁二烯橡胶生产装置扩能改造完毕，南京扬子金浦橡胶有限公司l0O万ta乳聚丁苯橡胶装置建成投产，合成橡胶生产能力大增，加上ABS树脂产量的大幅度增长，使得对丁二烯的需求量大增，而国内产量不能满足实际生产的需求，因而进口量又出现了反弹，不断上升。2023年进口量达成l118万t，同比增长2534；进入2023年，进口量不断增长。2023年19月份进口量已经达成1299万t，而2023年同期的进口量只有800万t，同比增长约624。在进口的同时，我国的丁二烯产品也有少量出口。2023年出口量为118万t，2023年为120万t，2023年为269万t，比2023年增长12417。2023年出口量为2.47万t。2023年19月份出口量为158万t，同比减少约424。我国大陆进口的丁二烯重要来源于韩国，日本以及我国台湾地区。2023年来自这3个国家或地区的进口量占到总进口量的936，其中韩国占524，我国台湾地区占359。我国丁二烯的进口总量及来源构成见表3供需关系近年来随着我国合成橡胶等工业的迅速发展，丁二烯的表观消费量不断增长。2023年我国丁二烯的表观消费量为8274万t，2023年达成10653万t，2023年进一步增长到12153万t，比2023年增长约753，产品自给率达成9487，2023年消费量进一步增长到14471万t，同比增长约1907，产品自给率为9398。20232023年表观消费量的年均增长率约为1183。我国丁二烯的供需关系见表4。重要消费领域近年来，我国丁二烯的消费结构发生了很大的变化从20世纪90年代初期几乎所有用于生产合成橡胶，逐渐扩大到生产合成树脂、热塑性弹性体、丁苯胶乳以及其他有机化工产品，特别是在ABS树脂、SBS热塑性弹性体和丁苯胶乳等产品的消费量增长幅度最大。2023年，我国丁二烯的消费结构中，聚丁二烯橡胶对丁二烯的需求量最大，丁苯橡胶位居第二。2023年的消费结构却发生了变化，丁苯橡胶对丁二烯的需求量所占比例位居第一，聚丁二烯橡胶位居第二。2023年我国丁二烯的消费结构为：聚丁二烯橡胶对丁二烯的需求量约占总消费量的3144，丁苯橡胶约占3393，SBS弹性体约占1140，ABS树脂约占1900，其他方面占421。聚丁二烯橡胶2023年我国聚丁二烯橡胶的产量为391万t，消耗丁二烯约377万t；2023年产量为399万t，消耗丁二烯约385万t；2023年产量为481万t，消耗丁二烯约455万t，产品70以上用于轮胎和力车胎行业。另一方面是用于制鞋以及胶管和胶带等行业，2023年我国聚丁二烯橡胶的生产能力为538万ta。在2023年以前我国将有台湾合成橡胶公司计划在江苏南通新建一套50万ta高顺式聚丁二烯橡胶生产装置以及中国石油计划在四川乙烯工程中建设150万ta聚丁二烯橡胶生产装置2套装置建成投产，届时的生产能力将达成约738万ta，对丁二烯的需求量预计将达成约650万ta。丁苯橡胶2023年我国丁苯橡胶的产量为408万t，消耗丁二烯294万t；2023年产量为514万t，消耗丁二烯约350万t。近两年，上海高桥石油化工公司的42万ta溶聚丁苯橡胶生产装置，扬子石化股份公司与南京金浦(GPRO1集团合资建设的100万ta乳聚丁苯橡胶的相继建成投产，使得我国丁苯橡胶的生产能力快速增长，2023年生产能力已经达成697万ta，产量达成701万t，消耗丁二烯约491万t，同比增长约206。在此后几年我国仍将有多套丁苯橡胶装置建成投产，重要有兰州石油化工公司的l0O万ta新建装置(已经建成投产)。普利司通公司与日本合成橡胶公司(JSR)在我国广东惠州的一套50万ta丁苯橡胶生产装置、抚顺石油化工公司计划新建一套200万ta丁苯橡胶生产装置。齐鲁石油化工公司新建的一套10O万ta生产装置。预计2023年我国丁苯橡胶的生产能力将达成约1150万ta，届时对丁二烯的需求量将达成约750万t。SBS弹性体2023年我国SBS的产量为229万t，消耗丁二烯约l2，7万t；2023年产量达成284万t，消耗丁二烯约142万t：2023年生产能力为260万ta，产量为3O2万t，消耗丁二烯约165万t。2023年茂名石化公司SBS装置生产能力由5万ta，扩建到8万ta，李长荣化学工业股份有限公司1O万ta。SBS新建装置投产，预计2023年我国SBS弹性体的生产能力将达成约45O万ta，届时对丁二烯需求量将达成约250万t。ABS树脂2023年我国ABS树脂的产量为700万t，消耗丁二烯约130万t：2023年产量为910万t，消耗丁二烯约165万t；2023年我国ABS树脂的生产能力达成203万ta，产量为1540万t，消耗丁二烯约275万t。随着我国信息产业和汽车工业的不断发展，对ABS树脂的消费量将有较快的增长此后几年，我国仍将有多套ABS树脂装置建成投产，预计2023年总生产能力将达成约3400万ta，届时对丁二烯的需求量将达成约450万t。其它丁二烯还用于生产丁腈橡胶、丁苯共聚胶乳、己二腈和己二胺等化工产品2023年我国其它方面对丁二烯的消费量约为54万t，2023年消费量约为55万t，2023年消费量约为61万t。预计2023年除聚丁二烯橡胶、丁苯橡胶、SBS弹性体和ABS树脂外，其他消费领域对丁二烯的需求量将达成约100万t。根据以上测算，预计到2023年我国丁二烯的总消费量将达成约2200万t，而届时丁二烯的生产能力将达成约280万ta。生产能力将出现过剩从消费结构来看，由于未来几年我国丁苯橡胶以及ABS树脂两个方面的生产能力将大幅度增加，因而产量也将相应增长。将成为未来我国丁二烯需求量增长的重要发展推动力。我国丁二烯的消费结构现状及预测见表5。价格2023年国内丁二烯市场呈现三大特点：价格宽幅震荡，全年均价低于2023年，当年最高价和最低价的差额高达7680元t，资源总量大幅增长。全年产量达成l36.0万t。同比增长约1795 ，净进口量为87l万t，同比增长398 ，产品自给率由2023年的9487下降为9398。 进入2023年，由于国际原油价格的大幅度上涨以及目内丁二烯供应偏紧，使得丁二烯的价格快速攀升，第一季度我国丁二烯的平均出厂价格为16 240元t，同比增长约487，第二季度除原油价格继续上涨外，加上一些装置停产检修，使得第二季度的价格继续上扬，平均厂价格增长到18 067元t，同比增长约955。进入第三季度，由于宏观调控以及北京东方石油化工公司、高桥石化、大庆石化丁二烯装置进行检修。加上2023年上半年中国石化茂名石油化工公司SBS装置生产能力由50万ta改为8.0万ta。李长荣化学工业股份有限公司100万ta SBS新建装置投产。以及中国石油兰州石油化工公司100万ta丁苯橡胶生产装置建成投产，增长了对丁二烯的需求量。虽然2023年上半年有中国石化扬子石油化工公司新建的1O.0万ta丁二烯装置建成投产，但仍不能满足需求。同内市场丁二烯仍将保持供应偏紧的状态，同时原油价格的高位运营，使丁二烯价格仍保持在较高价位运营。第三季度国内市场厂家的平均出厂价格增长到23l19元t，同比增长了156.2。进人l0月份以后，由于原油价格的减少以及世界金融危机等的影响，我国丁二烯下游产品的市场价格开始下降 l0月上旬平均出厂价格为19 000元t，下旬下降到16 500元t。进入11月份，价格继续下降，1 1月上旬平均出厂价格只有12 000元t整个化工行业供需状况的变化。估计此后一段时间内我国丁二烯的市场价格仍会有一定幅度的下降。三、 产品的生产方法和生产规模丁二烯的生产方法目前，国内外丁二烯的来源重要有两种，一种是从乙烯裂解装置副产的混合C4馏分中抽提得到，另一种是从炼油厂C4馏分脱氢得到。由于从乙烯裂解装置副产的混合C4馏分中抽提丁二烯原料价格低廉，经济上占优势，因而成为目前世界上丁二烯的重要来源，而脱氢法只在一些丁烷、丁烯资源丰富的少数几个国家采用。根据所用溶剂的不同，生产方法重要有乙腈法(ACN法)、二甲基甲酰胺法(DMF法)、和N一甲基吡咯烷酮法(NMP法)3种。1乙腑法(ACN法)该法最早由美国Shell公司开发成功，并于1956年实现工业化生产。它以含水10的ACN为溶剂，由萃取、内蒸、压缩、高压解吸、低压解吸和溶剂回收等工艺单元组成。典型的生产工艺故意大利SIR工艺和日本JRS工艺。该法具有溶剂沸点低，萃取、汽提操作温度低，易防止丁二烯自聚；汽提可在高压下操作，省去了丁二烯气体压缩机，减少了投资；粘度低，塔板效率高，实际塔板数少；在操作条件下对碳钢腐蚀性小等优点，但该法对含炔烃较高的原料需加氢解决，或采用精密精馏、两段萃取才干得到较高纯度的丁二烯。我国自行开发的乙腈法工艺法与国外开发的ACN法不同之处在于没有采用选择性加氢或精密精馏的方法除去炔烃，雨是采用萃取精馏的方法，实际应用效果良好。乙腈法是以含水5%10%的乙腈为溶剂，以萃取精馏的方法分离丁二烯。我国于1971年5月由兰化公司合成橡胶厂自行开发的乙腈法C4抽提丁二烯装置试车成功。该装置采用两级萃取精馏的方法，一级是将丁烷、丁烯与丁二烯进行分离，二级是将丁二烯与炔烃进行分离。其工艺流程见图31。由裂解气分离工序送来的C4馏分一方面送进碳三塔(1)碳五塔(2)，分别脱除C3馏分和C5馏分，得到精制的C4馏分。精制后的C4馏分，经预热汽化后进入丁二烯萃取精馏塔（3）。丁二烯萃取精馏塔分为两段，共l20块塔板，塔顶压力为0.45Mpa，塔顶温度为46，塔釜温度114C4馏分由塔中部进入，乙腈由塔顶加入，经萃取精馏分离后，塔顶蒸出的丁烷、丁烯馏分进入丁烷、丁烯水洗塔(7)水洗，塔釜排出的含丁二烯及少量炔烃的乙腈溶液，进入丁二烯蒸出塔(4)。在塔（4）中塔釜排出的乙腈经冷却后供丁二烯萃取精馏塔循环使用，丁二烯、炔烃从乙腈中蒸出去塔顶，并送进炔烃萃取精馏塔(5)。经萃取精馏后，塔顶丁二烯送丁二烯水洗塔(8)，塔釜排出的乙腈与炔烃一起送入炔烃蒸出塔(6)。为防止乙烯基乙炔爆炸，炔烃蒸出塔（6）顶的炔烃馏分必须间断地或连续地用丁烷、丁烯馏分进行稀释，使乙烯基乙炔的含量低于30%(摩尔)，炔烃蒸出塔釜排出的乙腈返回炔烃蒸出塔循环使用，塔顶排放的炔烃送出用作燃料。在塔（8）中经水洗脱除丁二烯中微量的乙腈后，塔顶的丁二烯送脱轻组分塔(10)。在塔（10）中塔顶脱除丙炔和少量水分，为保证丙炔含量不超标，塔顶产品丙炔允许随着60左右的丁二烯，塔釜丁二烯中的丙炔小于5ppm，水分小于10ppm。对脱轻组分塔来说，当釜压为0.45 MPa、温度为50左右时，回流量为进料量的1.5倍，塔板为60 块左右，即可保证塔釜产品质量。 图3-1 乙腈法分离丁二烯工艺流程图1-脱C3塔；2-脱C5塔；3-丁二烯萃取精馏塔；4-丁二烯蒸出塔；5-炔烃萃取精馏塔；6-炔烃蒸出塔；7-丁烷、丁烯水洗塔；8-丁二烯水洗塔；9-乙腈回收塔；10-脱轻组分塔；11-脱重组分塔；12-乙腈中间贮槽脱除轻组分的丁二烯送脱重组分塔（11)，脱除顺-2-丁烯、1 , 2-丁二烯、2-丁炔、二聚物、乙腈及碳五等重组分。其塔釜丁二烯含量不超过5（质）, 塔顶蒸汽通过冷凝后即为成品丁二烯。成品丁二烯纯度为99.6（体）以上，乙腈小于10ppm ，总炔烃小于50ppm 。为了保证丁二烯质量规定，脱重组分塔采用85 块塔板，回流比为4.5，塔顶压力为0.4MPa 左右。丁烷、丁烯水洗塔（7）和丁二烯水洗塔（8）中，均用水作萃取剂，分别将丁烷、丁烯及丁二烯中夹带的少量乙腈萃取下来送往乙腈回收塔（9），塔顶蒸出乙腈与水共沸物，返回萃取精馏塔系统，塔釜排出的水经冷却后，送水洗塔循环使用。此外，部分乙腈送去净化再生，以除去其中所积累的杂质，如盐、二聚物和多聚物等。2. 二甲基甲酰胺法（DMF 法） 用DMF作溶液从C4馏分中抽提丁二烯的方法是日本瑞翁公司开发的，我国于1976年5月由日本引进了第一套年产4.5万吨的DMF法抽提丁二烯的装置。该工艺采用二级萃取精馏和二级普通精馏相结合的流程，涉及丁二烯萃取精馏，烃烃萃取精馏，普遍精馏和溶剂净化四部分。其工艺流程如图3-2 所示。原料C4馏分气化后进入第一萃取精馏塔（l）的中部，二甲基甲酰胺则由塔顶部第七或第八板加入，其加入量约为C4馏分进料量的七倍。第一萃取精馏塔顶丁烯、丁烷馏分直接送出装置，塔釜含丁二烯、炔烃的二甲基甲酰胺进入第一解吸塔（2）。解吸塔釜的二甲基甲酰胺溶剂，经废热运用后循环使用。丁二烯、炔烃由塔顶解吸出来经丁二烯压缩机（8）加压后，进入第二萃取精馏塔（3），由第二萃取精馏塔塔顶获得丁二烯馏分，塔釜含乙烯基乙炔、丁炔的二甲基甲酰胺进入丁二烯回收塔（4）。为了减少丁二烯损失，由丁二烯回收塔顶采出含丁二烯多的炔烃馏分，以气相返回丁二烯压缩机，塔底含炔烃较多的二甲基甲酰胺溶液进入第二解吸塔（5）。炔烃由第二解吸塔顶采出，可直接送出装置，塔釜二甲基甲酰胺溶液经废热运用后循环使用，由第二萃取精馏塔顶送来的丁二烯馏分进入脱轻组分塔（6），用普通精馏的方法由塔顶脱除丙炔，塔釜液进脱重组分塔（7 )。在脱重组分塔中，塔顶获得成品丁二烯，塔釜采出重组分，重要组分是顺-2-丁烯、乙烯基乙炔、丁炔、l,2-丁二烯以及二聚物、碳五等，其中丁二烯含量小于2，一般作为燃料。图3-2 二甲基甲酰胺抽提丁二烯流程图1-第一萃取精馏塔；2-第一解吸塔；3-第二萃取精馏塔；4-丁二烯回收塔；5-第二解吸塔；6-脱轻组分塔；7-脱重组分塔；8-丁二烯压缩机为除去循环溶剂中的丁二烯二聚物。将待再生的二甲基甲酰胺抽出0.5，送入溶剂精制塔顶除去二聚物等轻组分，塔釜得到净化后的再生溶剂（图中未画出）。3、N甲基吡咯烷酮法（NMP法）N-甲基吡咯烷酮法(NMP法)由德国 BASF公司开发成功，并于1968年实现工业化生产。我国于1994年由新疆独山子引进了第一套装置。NMP法从C4馏分中分离丁二烯的基本流程与DMF法相同。其不同之处在于，溶剂中具有5%10%的水，使其沸点减少，有助于防止自聚反映。具体流程如图33所示。原料C4馏分经塔（1）脱C5后，进行加热汽化，进入第一萃取精馏塔（3），由塔上部加入含水NMP溶剂进行萃取精馏，丁烷、丁烯由塔顶采出，直接送出装置，塔釜丁烯、丁二烯、炔烃、溶剂进入丁烯解吸塔（4）。在塔（4）中塔顶解吸后的气体重要具有丁烯、丁二烯，返回塔（3），中部侧线气相采出丁二烯、炔烃馏分送入第二萃取精馏塔（5），塔釜为含炔烃、丁二烯的溶剂，送入脱气塔（6）。塔（5）上部加入溶剂进行萃取精馏，粗丁二烯由塔顶部采出送入丁二烯精馏塔（8），塔釜的炔烃和溶剂返回塔（4）。脱气塔（6）顶部采出的丁二烯经压缩机（9）压缩后返回塔（4），中部的侧线采出经水洗塔（7）回收溶剂后，送到火炬系统，塔釜回收的溶剂再返回塔（3）和塔（5）循环使用。在丁二烯精馏塔（8）中，塔顶分出丙炔，塔釜采出重组分，产品丁二烯由塔下部侧线采出。图33 NMP法丁二烯抽提装置工艺流程1脱C5塔；2汽化塔；3第一萃取精馏塔；4解吸塔；5第二萃取精馏塔；6脱气塔；7水洗塔；8丁二烯精馏塔；9压缩机四、原材料、水电汽的来源与供应丁二烯重要原料是乙烯裂解和炼油裂解产生的C4馏分。在我国这两种裂解来源都有，专家表达这两种来源的比例对半。以热裂解气的产物比例计算。热裂解气的重要成份如下（%）：氢气12、甲烷57、乙烷57、乙烯1618、丙烷0.5、丙烯78、丁烷0.2、丁烯45，含5个碳原子以上的烃类23。其中丁二烯在C4（丁烷，丁烯）中比例占40%-50%。折算下来，丁二烯的产量约占乙烯的1/91/6。2023年我国乙烯产能已经达成1496.5万吨，2023年我国乙烯产量跃升到1419万吨，折合丁二烯的理论产量157.7-236.5万吨。如加上炼油装置炼厂气提取C4，折合丁二烯的理论产量315.4-473.0万吨。完全可以满足目前的生产需要。水电汽由城市管网提供。五、公用工程和辅助设施方案1、供热（工业用热）a)加热、蒸发系统。压力0.2-0.3Mp、饱含蒸汽，流量8t/h。b)汽提。压力0.25-0.3Mp，过热蒸汽，温度，170-200，流量2 t/h。饱和蒸汽、过热蒸汽均由炼油厂或电厂锅炉提供，若电厂提供，发电机组采用抽气式发电机。2、供水和排水a)工业循环水。100m/hb)软化水（去离子水）。浅色精制蜡 水洗用4t/h。c)生活和消防用水。采用合并为一的供水方式d)油水分离产生的废水。可用于循环水补充，其他含污染物废水可做炼油水封，电厂除尘，或经解决后排放。e)采暖。运用系统余热，或者借助依托项目总体供热管网，热水式集中供热。f)通风。重要采用自然通风和机械通风。冬季采用热风，夏季采用凉水。上述给排水工程，重要依靠依托项目现有状况，或者项目建设初期统一规划。3、供电整套工程系统供电均由项目依托单位或自备电厂提供，设有中间控制室、配电室。油页岩蜡部分按着防火防爆规定进行设计与整体规划4、行政办公和生活区。依托炼油厂或发电厂。 成品库、原料库、辅助材料库、车间办公室、职工休息更衣室等新建。5、土建（建筑和结构）初步方案和原则拟定项目建筑物设计原则，在保证工艺生产正常进行的前提下，应最大限度的考虑建筑模数制的应用（建筑统一模制是国家标准，代号GBJ2-73。但在某些车间厂房中，由于工艺生产和设备的条件，还不能完全按照模数制的规定进行设计。因此应以采用模数制为基础，按工艺、设备、建筑、施工及经济合理性等各方面的具体情况共同研究拟定。六、节能1. 原料罐加入抗氧剂由于我们没有上游装置，丁二烯抽提所需裂解碳四所有需外购，且供应商不唯一，这就导致原料组分波动较大，有不同类别杂质引入，原料进厂后，先在罐区储存，此期间原料相对静置，为聚合物的生成提供了时间和空间。这引发了丁二烯装置的结焦问题。为此，我单位在裂解碳四卸车同时加入NALCO抗氧剂，防止了氧化性物质引发裂解碳四中丁二烯的聚合。这项措施的实行有效减少了丁二烯的聚合几率，从而间接提高了裂解碳四中丁二烯的含量，并且有效减少了丁二烯装置蒸发器的清理频率，蒸发器的清理频率由每月两次左右，减少到大约6-8个月清理一次。由此而言，原料罐中抗氧剂的加入减少了丁二烯装置的运营成本，达成了节能降耗的目的。2. 控制溶剂中水含量实现溶剂的充足运用将溶剂中的水含量严格控制在8.3%。通过控制炔烃洗涤塔的补水量，将脱气塔底的溶剂水含量严格控制在8.3%。溶剂中的水含量太低或太高都会引起产品质量的波动给操作带来困难，溶剂中水含量低会增长溶剂负荷，主洗塔顶的组分也许会被溶剂溶解，带到后洗塔顶，引起后洗塔塔顶物料的质量波动。水含量高会减小溶剂负荷，脱气塔底温度减少，热量局限性使装置的能力减少，同时也许引起主洗塔顶的抽余碳四含丁二烯过高和后洗塔塔顶的粗丁二烯带EA、VA，从而导致产品质量不合格。操作中应密切观测脱气塔底溶剂中水含量的在线分析数据，并观测脱气塔底的温度和侧采温度。由于脱气塔底的在线分析数据会存在偏差，所以对温度的分析是必要的，当脱气塔底温度升高而侧采温度减少说明溶剂中水含量减少；当脱气塔底温度升高减少而侧采温度升高说明溶剂中水含量增长。同时我们增长了溶剂的离线分析频率，由本来的1次/天改为4小时取样分析一次。此项举措保证了主洗塔顶抽余碳四和后洗塔顶粗丁二烯的产品质量，减少了这两种产品的返料次数，从而间接减少了能耗。3丁二烯装置将要进行的技术更新3.1 运用废碳四取代抽余碳四作为炔烃稀释液丁二烯装置的炔烃洗涤塔顶排出炔烃，为了使乙烯基乙炔的含量总是低于25%，同时控制排放炔烃中丁二烯的浓度，此股物料需要稀释。被稀释后的没有冷凝的炔烃被送到炔烃冷凝系统进行回收，作为废碳四进行解决。目前采用的稀释液是主洗塔顶产物抽余碳四，但是抽余碳四又可作为MTBE装置的原料，只被用作稀释液最后变为废碳四的确可惜。丁烯-1装置运用丁二烯装置的副产品抽余碳四作为原料生产MTBE，其反映之后的副产物废碳四与抽余碳四相比，除了缺少异丁烯之外，其他组分相同。因此，运用丁烯-1装置中甲醇萃取塔顶废碳四罐排放的废碳四作为丁二烯装置炔烃排放的稀释液非常适合。且其排放途径通过丁二烯装置，只需配备较短的管线便可将其引入丁二烯装置。此项技术改造不能将抽余碳四完全解放出来，当废碳四罐的排放量局限性时还需要抽余碳四作为补充稀释液。但是此项技术改造可以循环运用公司内部的资源，减少丁二烯装置的物耗，节约抽余碳四，提高MTBE装置的原料储备。这项技术改造可以充足诠释公司内部“循环经济”的概念。3.2 蒸汽伴热凝水的回收虽然丁二烯装置管线大部分采用电伴热，但仍有部分物料浓度较低的管线冬季采用蒸汽伴热的形式，这些伴热蒸汽目前通过疏水器变为凝水被排入地沟，这样被排放的不仅是成本较高的脱盐水，脱盐水中还带有较高的热能，因此这样不仅增长了物耗同时也增长了能耗。由于丁二烯装置自带有热水罐，并且热水罐压力不高，为丁二烯装置蒸汽伴热的凝水回收提供了也许。由于所有的伴热蒸汽都源自装置内的低压蒸汽，而所有的凝水都返回装置内的热水罐。这样便形成了一个并联管路，各支管为各条蒸汽伴热管线，由于并联管路中各支管的阻力损失相等。即：由于蒸汽伴热管线采用相同直径及材质的管线，所以阻力系数和管内径是相同的，所以尽量使各条伴热管线的长度以及使用的管件数相同，才干保证蒸汽在各管线的流量相同。也可以运用管线长度合理分派各条管线内蒸汽的流量，但是一定要防止某条管线过长而导致管内蒸汽流量太小，这样也许导致蒸汽伴热管线的冻结。通过此项改造之后丁二烯装置每年节约成本约5万元左右。3.3 减少丙炔塔进料位置在精馏塔的设计中，其进料位置是根据原料组成及进料热状况而拟定的，一般来说，精馏的原料组成及进料热状况是相对稳定的，所以进料位置也是固定的，况且精馏塔的操作是具有一定的弹性的，进料情况出现轻微的波动也不会对产品质量导致太大影响。对于蓝星化工新材料有限公司天津分公司的丁二烯装置来说，裂解碳四的来源不固定，其质量也会存在很大差异，有时裂解碳四原料需要由回收烃（不合格丁二烯）和抽余碳四混合得到，这就使原料组成出现了很大的波动。加上装置操作中人员不固定，导致后洗塔的塔顶产品粗丁二烯质量出现一定的波动。装置运营中经常会出现后洗塔顶粗丁二烯的质量高于丙炔塔底的产品质量，而丙炔塔的进料位置是在丙炔塔的第12块塔盘处，对于高质量的粗丁二烯进料来说，这个进料位置是明显偏高的，此时的进料完全可以改为塔底进料。后洗塔顶的粗丁二烯有时质量也会偏低，进料位置也许比第12块塔盘还要高。由于这种丙炔塔进料的不稳定性，所以计划将进料位置减少，在丙炔塔的中部第30块塔盘左右增长一个进料位置，这样可以增强丙炔塔的操作弹性，减少产品出现波动的次数，从而达成节能降耗的目的。3.4 丙炔塔进料管线加保温对于本公司丁二烯装置丙炔塔的进料管线，其中大部分丙炔塔进料管线处在裸露状态，这导致了粗丁二烯热量的损失，根据公式：其中Q为传热速率，kW或W；K为总传热系数，W/(m2)；S为传热面积，m2；tm为传热平均温度差，。该传热过程的总传热系数K与管外的空气的对流传热系数大体相等，取其值为70 W/(m2)；裸管的直径为50mm，长约80m，其换热面积S为12.56 m2；丙炔塔进料的粗丁二烯平均温度约为30，而一年之中的平均气温按10，所以平均温度差tm为20。由此可得管内流体损失的热量Q为17584W，热量损失为63302400J/h，若每年开工8000h，则一年损失热量5.06108kJ，相称于17.23吨标准煤。并且随着季节和天气的变化，丙炔塔的进料热状况会出现较大的波动，从而引起产品质量的波动和操作上的困难。相同的状况也出现在丁二烯精馏塔进料管线上。丙炔塔和丁二烯塔是对产品质量影响最大的两个塔，所以这两个塔的进料管线应当加上保温。这样不仅减少了能量的损失也增强了操作的稳定性，从而保证了产品质量，减少了能耗。4有待进一步研究的一些问题为了提高丁二烯的收率，排放物中的丁二烯含量是应当尽量减少的。然而，在设计中，为了保证安全操作，丙炔、碳四炔烃和1,2-丁二烯的排放是采用1,3-丁二烯来稀释的，这就增长了丁二烯的损耗，减少了丁二烯的收率。在上述情况下，是否可以回收1,3-丁二烯，运用其他烃类物质来作为稀释剂。 对于炔烃洗涤塔排放的碳四炔烃，其中的丁二烯是不能回收的，排放物中的丁二烯浓度由侧采时的组成而定。EA和VA是不应当留在丁二烯系统的，是必须被排放的，所以应根据原料当中EA和VA的含量以及排放物的组成，来拟定炔烃洗涤塔的排放量，同时运用稀释液控制排放物中的VA含量低于25%。在此过程中，由于EA和VA的沸点高于1,3-丁二烯的沸点，所以是不也许只回收丁二烯而排放EA和VA的。在这种情况下，我们应当根据原料当中EA和VA的含量来控制后洗塔溶剂的流量，防止溶剂流量过大导致丁二烯的损失，并且还要根据排放物的组成来严格控制烃洗涤塔的排放量，从而保证炔烃所有排放的情况下尽也许减少1,3-丁二烯的消耗。 对于丙炔塔来说，理论上回收1,3-丁二烯是可行的。在常压下，1,3-丁二烯的沸点是-4.41，而丙炔的沸点是-23.2，丙炔的沸点低于1,3-丁二烯的沸点，这就说明只回收丁二烯而排放丙炔是也许实现的。要用什么温度来冷却1,3-丁二烯也是一个问题。丙炔塔的塔顶操作压力为460kPa（表压），排放物中1,3-丁二烯的含量通过度析可知约为70%，按抱负气体计算，若1,3-丁二烯所有被冷凝，则压力降到67 kPa（表压）。此时1,3-丁二烯的沸点可根据克劳修斯-克拉贝隆方程求得：蒸发焓可以根据特鲁顿规则估算：其中Tb为正常沸点。根据上述公式可以估算出1,3-丁二烯在168 kPa的沸点为282.1K，约为9。而在此压力下，丙炔的沸点为-10.6。由此可以看出，只回收丁二烯而丙炔所有排放是可以用冷冻水冷凝来实现的。 对于丁二烯塔的塔釜排放物1,2-丁二烯来说，回收1,3-丁二烯也是可行的。在常压下，1,3-丁二烯的沸点是-4.41，而1,2-丁二烯的沸点是10.3，由此可以看出，只要升高丁二烯塔的塔釜温度，并且将温度控制在一