丁二烯生产工艺论述外文译文

丁二烯生产工艺概述莱昂德尔化学公司，1221年麦金尼休斯顿中心，休斯顿，TX77010,美国摘要：超过95％的丁二烯的是作为从蒸汽裂解副产品乙烯生产。粗C4物流从蒸汽裂解过程中分离馈送到丁二烯抽提单元,其中丁二烯是从其他C4s通过萃取蒸馏分离。在蒸汽裂化产生的大量粗C4s是依赖于进料的裂化单元的组合物。较重的原料，如石脑油，比轻的原料产生更高数量的C4s和丁二烯。利用轻饼原料通常会产生低数量的C4s，不具备丁二烯抽提单元。总体上，丁二烯产能由乙烯裂解装置开工率，原料被裂化的类型和丁二烯抽提能力可用性决定。全球丁二烯产能大约为1050万公吨，而全球产量约900万公吨［化工市场联合公司（CMAI）,2005年世界丁二烯分析，化工市场联合公司（CMAI）,2005］。原油C4s在全球范围内进行交易，美国是唯一显著净进口国。成品丁二烯也是全球贸易，其中最大的出口国是加拿大，西欧，沙特阿拉伯和韩国。最大的净进口国是墨西哥，美国和中国。丁二烯的全球需求量约为900万公吨［化工市场联合公司（CMAI），2005年世界丁二烯分析，化工市场联合公司（CMAI）,2005］。生产的苯乙烯-丁二烯橡胶和聚丁二烯橡胶约占全球丁二烯需求的54％，丁二烯合成橡胶的一个最重要的最终的用途是用于轮胎的生产。其他主要的丁二烯衍生物是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）和苯乙烯-丁二烯胶乳（约24%的需求相结合）。©2007爱思唯尔爱尔兰有限公司保留所有权利。关键词：关键词：蒸汽裂化提取蒸馏丁苯橡胶聚丁二烯1.简介在有烃类气味特征温度的房间1，3-丁二烯（丁二烯）是一种无色气体。由于其易燃性，反应性和毒性，它是一种有害的化学物质。丁二烯是一种重要的石油化学工业的产品和许多消费品和工业产品的重要基础原料。丁二烯的最大使用量是生产合成橡胶。丁二烯在全球范围内进行交易，并预计在十年末其全球需求总量将增长3%左右。在2004年，全球预计的需求量将超过900万公吨［1］。2.丁二烯的生产2.1．粗丁二烯的生产丁二烯（C4H4—CAS号106-99-0）通常有三种生产方法［21：•链烷烃（如乙烯生产的副产物）的蒸汽裂化；正丁烷和正丁烯（乌德里过程）的催化脱氢；正丁烯氧化脱氢（氧代-D或O-X-D过程）。在这三个中最重要的是蒸汽裂解过程，该方法生产丁二烯的产量占全球丁二烯总产量的95%以上。在蒸汽裂化过程中，丁二烯作为生产乙烯过程中的一个副产品，并且通过丁二烯恢复过程进行纯化。上述过程对于生产丁二烯的目的并不显著。本次讨论的其余部分将专注于蒸汽裂解过程。其他生产过程的描述可以在其他地方找到［2-4］。在蒸汽裂化过程中，原料（乙烷，丙烷，丁烷，石脑油，凝析气或油）被供给到热解（蒸汽裂化）炉中，与蒸汽和在1450到1525°F（790-830°C）的“破解”温度相结合。此蒸汽裂化产生的热分解产物由氢气，乙烯，丙烯，丁二烯和其他重要的烯烃类副产品构成。将其热解产物进行猝火，除去高沸点成分；压缩到除去C5,同时较高的分量作为原料裂解汽油；然后干燥。所得到的材料（主要是氢和C1-C4组分）通过一系列以分离氢气，甲烷，乙烯（和其它C2组分）和丙烯（和其它C3组分）的蒸馏步骤，最后留下粗C4或粗丁二烯。图1展示了一个典型的烯烃装置和粗丁二烯获得丁二烯产品的流程方框图。石脑油原料乙烷丙烷丁烷气油换热器丨压缩机裂化炉喘淬汽油汽提塔气体干燥器C2乙炔转换器塔C2分流*口口器乙烷石脑油原料乙烷丙烷丁烷气油换热器丨压缩机裂化炉喘淬汽油汽提塔气体干燥器C2乙炔转换器塔C2分流*口口器乙烷脱丙烷塔C3乙炔转换器-■燃气f乙烯亍I丙烯C3分—流器7T"丙烷脱

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二烯原料裂解汽油燃油包括丁二烯在内的C4组分的流向图1典型的烯烃工厂（来自ACC烯烃上海堪鑫小组一丁二烯产品管理手册）通常情况下，烯烃植物被轻（气）饼或重（液）饼指定。轻饼使用乙烷和丙烷作为原料，同时产生很少量的C4s和较重副产物，包括丁二烯。重饼使用石脑油，凝析油或者瓦斯油作为原料，并产生更大数量的丁二烯和重副产品。乙烷裂解装置每100磅乙烯大约可生产2磅丁二烯，而石脑油裂解装置每100磅乙烯将生产大约16磅丁二烯［1］。出于这个原因，大多数轻饼原料没有丁二烯回收单元。在轻饼裂解中产生的粗丁二烯要么循环至裂化炉，要么收集传输到丁二烯回收单元。根据工厂操作和原料的使用，粗丁二烯中丁二烯的含量一般在40%到50%之间，但也有可能达到75%。2.2高纯丁二烯的回收粗丁二烯是全球交易的，它能够被几种方法提纯。它可以再循环到裂化炉（加氢或不加氢）；氢化产生异丁烯/1-丁烯的富流；或提纯到高纯度的丁二烯。在所有生成的粗丁二烯产物中，需要进一步处理的产品有：丁二烯，异丁烯，甲基叔丁基醚（MTBE）,1-丁烯，甲基乙基酮（MEK）,仲丁醇，丙烯和烷基化物。丁二烯是通过萃取蒸馏提纯。萃取精馏是必需的，因为粗丁二烯中各组分的沸点是非常接近的。典型的过程包括一个或两个萃取蒸馏的步骤，随后再经过一个或两个普通蒸馏步骤。目前有以下几种工艺正在使用中，包括：•乙炔加氢和萃取精馏使用水性甲氧基丙腈/糠醛；•使用水性萃取/常规蒸馏N-甲基-2-吡咯烷酮；二甲基甲酰胺溶剂萃取过程（非水溶液）；分离水和乙腈提取。读者可参考美国化学理事会烯烃管理手册［2］或其他参考文献［3-4］关于这些过程的进一步详情。图2展示了一个典型的萃取蒸馏丁二烯提纯过程。p溶剂净化p溶剂净化L 1，3-丁二烯流向图2丁二烯萃取精馏过程示例（改编自ACC烯烃产品管理手册）在萃取蒸馏过程中，粗丁二烯被送入塔中，被萃取溶剂吸收。更轻的不可溶成分（主要是丁烷/丁烯）作为C4原料的萃余液1或废料1从塔顶出去。塔底的产物包含萃取溶剂，丁二烯和其他的可溶性成分。然后此富丁二烯塔底物流被输送到另一个塔中，在该塔中，溶剂被回收并循环回萃取精馏塔中。塔顶富丁二烯被送去进行进一步的蒸馏以除去乙炔和其他组分。除去最后的杂质后，纯化的丁二烯的质量分数通常是大于99.5%的。此纯化的丁二烯然后被送至轻碳氢化合物储罐中。叔丁基邻苯二酚（TBC）通常作为稳定剂/抑制剂加入到高纯度丁二烯中，以防止不良的聚合反应。丁二烯在压力下存储为液化石油气或压缩气体。正确稳定的/抑制的丁二烯可以作为液化产物通过管道，船舶，驳船，铁路罐车和散装液体容器被安全地运送。运输丁二烯需要稳定/抑制并在运输机构的监管下运输该产品。3．丁二烯的使用大多数丁二烯被用于聚合物或进入聚合物生产的化学中间体的生产。这些聚

合物被大量的消费者和工业产品使用，为社会提供了巨大的利益。这些聚合物产品改进了它的功能和消费产品的性能，改进了它的安全性和降低了生产成本。丁二烯类产品是汽车，建筑材料，家电配件，电脑及通讯设备，衣物，防护衣，包装和家居用品的重要组成部分。丁二烯的最终用途如表1所述：表1丁二烯的最终用途丁二烯最终用途世界丁二烯的百分比需求（在2004年910万公吨）（%）下游产品的使用下游的二次使用丁苯橡胶（SBR）28轮胎、轮胎产品、粘合剂、密封胶、橡胶制品聚氨酯鞋底料聚丁二烯（PB）26轮胎、ABS树脂、抗冲改性剂ABS塑胶下游产品塑料制品丁苯乳胶（SBL）12海绵乳胶、粘合剂、密封剂、纸张涂料地毯基部、靠垫、衬垫、海绵、地板材料、瓷砖、房顶材料丙烯腈一丁二烯一苯乙烯（ABS）树脂12汽车零部件、电话、办公机械、电器用具电脑、打印机、传真机己二腈6尼龙树脂、尼龙纤维汽车配件、电器配件、建筑材料、地毯、服饰、织物丁腈橡胶4软管、燃油管、汽车零部件、垫片密封结构胶粘剂、耐油服饰、手套、鞋子氯丁二烯2氯丁橡胶手套、涂料、粘合剂、绑定、密封剂、轮胎、安全带、软管、水龙头、洗衣机、鞋类其他的用途丁苯炔共聚物（SBS和SEBS）10沥青填充剂、润滑油添加剂、粘合剂、汽车零部件、包装、医疗设备、鞋子、玩具、塑料餐具、抗冲改性剂甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯（MMBS）汽车零部件、瓶子、食物包装化工中间体1，4-己二烯、土环丁砜、1，5，9-环十二烷基三烯三兀乙丙橡胶、萃取剂、尼龙纤维和树脂丁二烯单体最终用途（约28%）是用于生产苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR）。SBR的主要用途是在轮胎和轮胎产品的应用。它也可用于粘合剂和密封剂，电线和电缆涂料，以及橡胶制品，如鞋底。聚丁二烯（PB）是丁二烯单体的第二大用途（约26%）。PB被用作轮胎的原料，以及生产丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）树脂和抗冲改性剂为塑料的中间体。目前，粗丁二烯是全球贸易的，美国是唯一的显著进口国。成品丁二烯也是全球交易，加拿大，西欧，沙特阿拉伯和韩国作为最大出口国。墨西哥，美国和中国是最大的净进口国。丁二烯的全球需求量预计每年将增长约3%，其中对合成橡胶产量需求预计将增长约2%。对东北亚（保护包括中国）需求的增长预计将高于全球平均水平，而在美国和西欧其增长预计将低于全球平均水平[1]。4．总结丁二烯是石油化工产业的重要产品，并用于许多有价值的和有益的消费消费品和工业产品。几乎所有的丁二烯的生产都是通过乙烯副产品生产的蒸汽裂化过程。主要的最终用途是在苯乙烯-丁二烯橡胶和聚合丁二烯上的应用，