張明 侯亮 徐金光 （青島伊科思技術(shù)工程有限公司 山東省 青島市 266042）

一、乙腈法丁二烯抽提

早在20世紀20年代，德國開始用乙炔生產(chǎn)丁二烯，進而生產(chǎn)出了合成橡膠。第二次世界大戰(zhàn)期間，國際市場對天然橡膠的需求開始猛增，巨大的市場需求促使人們開始紛紛尋求合成橡膠的單體──丁二烯的生產(chǎn)途徑。在當時，除德國采用乙炔法外，美國、蘇聯(lián)等都采用乙醇法生產(chǎn)丁二烯。隨后，美國又開辟了從石油出發(fā)生產(chǎn)丁二烯的方法。直至到二戰(zhàn)結(jié)束，美國丁二烯年產(chǎn)量已達到550kt,其中約60%來自石油化工。在此之后，石油化工的發(fā)展促進了丁二烯的生產(chǎn)。丁二烯作為一種重要的石油化工基礎有機原料，工業(yè)上主要用萃取精餾法分離丁二烯，其常用溶劑是乙腈（ACN）、二甲基甲酰胺（DMF）和N-甲基吡咯烷酮（NMP），其中乙腈作為溶劑分離丁二烯工藝在我國多套裝置上都有廣泛的應用。

目前，國際上主要有兩種丁二烯的生產(chǎn)方法，一是煉油廠催化裂化副產(chǎn)于丁烷丁烯餾分，然后經(jīng)過脫氫工藝、萃取精餾工藝、提純工藝，從而得到產(chǎn)品。二是從乙烯裂解裝置的副產(chǎn)品——富含丁二烯的混合C4當中餾分，然后經(jīng)過以萃取精餾為主的提純工藝就可以得到所需產(chǎn)品。第二種方法避免了花費昂貴的脫氫工藝，使得生產(chǎn)成本明顯低于第一種方法，從而獲得經(jīng)濟上的優(yōu)勢，并且成為目前國際上應用最為廣泛的丁二烯生產(chǎn)工藝。據(jù)相關(guān)調(diào)查報告顯示，當前國際市場中有92%的丁二烯都是采用乙腈法提取得到的。

裂解C4餾分工程中，除了含有丁二烯外，還包含有丁烯、丁烷、丁炔、丙炔、乙烯等多種烴類。這些烴的揮發(fā)度接近，如果采用一般的精餾方法抽提難以得到高純度的丁二烯，所以，在C4餾分中就要加入大量的但是沸點遠遠大于C4烴的萃取精餾溶劑，通過這種方法可以明顯的增大各組分間的相對的揮發(fā)度，從而得到純度較高的丁二烯。

二、乙腈法抽提丁二烯的節(jié)能改進

2.1、降液管和浮閥存在的問題

采用乙腈法抽提丁二烯的工藝中，一萃塔與二萃塔是最為關(guān)鍵的兩個塔，因為這兩個萃塔內(nèi)部都含有大量的乙腈溶劑，通常的表現(xiàn)就是液體的流量大，氣體的流量小。這在客觀上就要求液體在萃塔內(nèi)部的塔板上邊分布均勻，從而可以使氣體液體之間能夠均勻的接觸，這樣才會產(chǎn)生最理想的傳質(zhì)效果?？墒悄壳皣鴥?nèi)許多生產(chǎn)裝置上還是應用的傳統(tǒng)浮閥、降液管等內(nèi)部構(gòu)件。大多數(shù)的降液管采用的還是垂直的弓型降液管，這種降液管的液體流速大，由于在塔盤的兩個側(cè)面，流出來的液體量少于平均值，于是側(cè)面就成了液體流動的盲區(qū)，塔內(nèi)存在這兩個大的盲區(qū)在很大程度上壓縮著有效地鼓泡面積，從而致使氣液之間的接觸時間和分離效果到不到預期標準。

此外，傳統(tǒng)浮閥裝置在設計的時候，由于受到生產(chǎn)和安裝成本的影響，閥孔的直徑普遍比較大，這就致使萃塔內(nèi)通過浮閥的氣束截面面積過大，氣體的表面積降低會直接導致傳質(zhì)效果降低。

2.2、構(gòu)造的改進

根據(jù)垂直弓型降液管的弊端和問題，我們采用由下而上向萃塔內(nèi)壁傾斜的形式改造一種多折邊傾斜式的降液管，其底部增置一個多折邊的長條，這就簡單有效的增加了液體流程長度，從而促使流體可以在萃塔內(nèi)部分布均勻，這就在客觀上增加了氣液之間的接觸時間和接觸面積，提升了傳質(zhì)的效果。

同理，我們可以根據(jù)傳統(tǒng)浮閥的弊端逆向思維進而設計一種新型的浮閥復合孔微型浮閥，新型浮閥的閥孔周圍將由許多半圓孔組成的曲線。這樣，原先的大孔之上就會疊加許多小孔，這就會將流通的氣體分流成許多小氣流，最大程度上增強了氣液的傳質(zhì)面積和傳質(zhì)效果。

通過對萃塔內(nèi)部的降液管和浮閥的進一步改進，可以使原設備的生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量都得到極大的提升，同時也會降低整個生產(chǎn)系統(tǒng)的綜合能耗，有利于降低生產(chǎn)成本。

2.3、其他方面需要注意的地方

由于丁二烯分子具有強活性，通過熱量，氧，金屬表面物質(zhì)等易引發(fā)自由基聚合。在生產(chǎn)過程中需分析聚合物生成原因，根據(jù)不同的情況采取不同的措施。

一方面應精心操作避免氧氣進入系統(tǒng)，減少操作波動（塔釜溫度高易聚合結(jié)焦），可減少聚合物的生成。

另一方面選擇適當配方的阻聚系統(tǒng)，合理投加阻聚劑（阻聚配方中也包含分散劑）。阻聚劑可破壞自由基，阻止聚合，另外其中的分散劑會捕捉小的聚會物顆粒并在其表層形成活性表面，以防止這些顆粒聚合成為大塊聚合物堵塞再沸器及降液管、塔盤等。

結(jié)束語：

目前，我國國內(nèi)的丁二烯抽提技術(shù)和發(fā)達國家比較起來還有很大的差距，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和工業(yè)的進步，丁二烯的市場需求也將進一步增大，因此對乙腈法丁二烯抽提技能改造進行深入研究對我國發(fā)展和實力增長具有重要的現(xiàn)實意義，進一步節(jié)約能源，提高生產(chǎn)效率也將對我國經(jīng)濟發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。我國相關(guān)科技研究人員應該基于外國先進的生產(chǎn)技術(shù)開拓創(chuàng)新，積極進取努力發(fā)展我國化工技術(shù)，為我國化工技術(shù)與世界接軌做出貢獻。

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