一种乙腈法抽提丁二烯的节能系统技术方案

本发明专利技术涉及一种乙腈法抽提丁二烯的节能系统，包括萃取精馏隔板塔和分别与之相连的附属塔、三组分常规隔板塔；所述萃取精馏隔板塔用于在被投入初始原料混合碳四馏分和乙腈溶剂后对混合碳四馏分进行萃取精馏，并从该塔一侧塔顶输出丁二烯粗产品；所述三组分常规隔板塔用于接收所述丁二烯粗产品并对其中杂质进行分离，将作为中间组分的丁二烯产品从该隔板塔侧线采出段采出。本发明专利技术的应用既能节省塔器及其附属设备投资成本，又能减小分离过程返混效应，显著提高精馏的热力学效率，大幅度降低过程能耗。

An energy saving system for the extraction of butadiene by acetonitrile

The present invention relates to an energy saving system for the extraction of butadiene by acetonitrile, including an extractive distillation partition tower, a subsidiary tower connected separately, and a three component conventional partition tower, which is used for extractive distillation of the mixed carbon four fraction after being put into the initial raw material mixed carbon four fraction and acetonitrile solvent. Butadiene crude products are output from the top of the tower on the top of the tower; the three component conventional baffle towers are used to receive the butadiene crude products and separate the impurities, and the butadiene products, as intermediate components, are extracted from the side line extraction section of the baffle tower. The application of the invention can not only save the cost of the investment of the tower and its subsidiary equipment, but also reduce the backmixing effect of the separation process, improve the thermodynamic efficiency of the distillation, and greatly reduce the energy consumption of the process.

【技术实现步骤摘要】
一种乙腈法抽提丁二烯的节能系统
本专利技术涉及化学工程
，尤其涉及一种乙腈法抽提丁二烯的节能系统。
技术介绍
丁二烯通常指1，3-丁二烯，在常温常压下是一种无色而略带大蒜味的气体。丁二烯的来源主要有两种，一种是从炼油厂碳四馏分中脱氢得到，该方法目前只在一些丁烷、丁烯资源丰富的少数几个国家采用；另外一种是以乙烯裂解装置副产混合碳四为原料，采用萃取精馏工艺，经提纯制备丁二烯。第二种方法价格低廉，经济上占优势，是目前世界上丁二烯的主要来源。碳四馏分中除含有丁二烯外，还含有丁烷、丁烯、炔烃及少量的碳三和碳五，各组分的沸点极为接近，有的还与丁二烯形成共沸物，关键组分之间的相对挥发度接近于1。无论是裂解碳四馏分还是丁烯氧化脱氢所得的碳四馏分，采用普通精馏法分离出高纯度的丁二烯都十分困难，需要采用特殊的分离方法，工业中通常采用萃取精馏和普通精馏相结合的方法。碳四馏分萃取精馏法是生产丁二烯粗原料的主要方法，根据所用萃取剂的不同，丁二烯抽提方法可分为乙腈(ACN)法、二甲基甲酰胺(DMF)法和N-甲基吡咯烷酮(NMP)法三种生产工艺。在传统乙腈法抽提丁二烯工艺中，如图1所示，A´-E´分别为一萃塔、二萃塔、一炔烃闪蒸塔、脱重塔以及脱氢塔；物流1为混合碳四馏分，物流2、4为乙腈溶剂，物流3为丁烷、丁烯等组分，物流5为丁二烯粗产品，物流6为乙腈、水等组分，物流7为乙烯基乙炔等组分，物流8为顺-2-丁烯、碳五等组分，物流9为丙炔等组分，物流10为丁二烯产品。具体地，（1）原料混合碳四馏分1和乙腈溶剂2分别进入一萃塔A´萃取段下部和上部，碳四馏分1经抽提，比丁二烯轻的丁烷、丁烯等组分3从一萃塔A´的塔顶脱除，其余产品及乙腈溶剂则从一萃塔塔底抽出进入二萃塔B´。（2）在二萃塔B´中，丁二烯粗产品5从该塔塔顶得到，比丁二烯重的乙烯基乙炔等炔烃组分7则从该塔下部侧线采出进入一炔烃闪蒸塔C´进行脱除，该塔塔底回收乙腈溶剂6，经调配重新进入一萃塔A´。（3）丁二烯粗产品5中含有丙块等轻组分和顺丁烯、碳五等重组分，在精制过程中，比丁二烯重的组分8从脱重塔D´塔釜除去，而比丁二烯轻的组分9则从脱轻塔E´塔顶除去，丁二烯产品10则在脱轻塔E´塔釜得到，产品浓度≥99.5%。然而，上述传统的乙腈法抽提丁二烯工艺过程的热力学效率低、能源利用率低、能耗大，需要较多的精馏设备、较大的占地面积和较高的投资，因此本申请针对此工艺提出了一种新型的节能方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种乙腈法抽提丁二烯的节能系统，以解决传统工艺中热力学效率低、能源利用率低、能耗大，需要较多的精馏设备、较大的占地面积和较高的投资的技术问题。为解决上述问题，本专利技术所述的一种乙腈法抽提丁二烯的节能系统，包括萃取精馏隔板塔和分别与之相连的附属塔、三组分常规隔板塔；所述萃取精馏隔板塔用于对混合碳四馏分进行萃取精馏，并从该塔一侧塔顶输出丁二烯粗产品、另一侧塔顶输出较丁二烯轻的组分，从该塔塔底输出乙腈溶剂以及将较丁二烯重的组分输出至所述附属塔由其脱除；所述三组分常规隔板塔用于接收所述丁二烯粗产品并对其中杂质进行分离，然后从该塔塔顶输出轻组分、塔底输出重组分并将作为中间组分的丁二烯产品从该塔侧线采出段采出。优选的，所述萃取精馏隔板塔塔顶两侧的输出口处、所述附属塔塔顶用于输出所述较丁二烯重的组分的输出口处及所述三组分常规隔板塔塔顶的输出口处均配有冷凝器。优选的，所述萃取精馏隔板塔塔底输出乙腈溶剂的输出口处、所述三组分常规隔板塔塔底的输出口处均配有再沸器。优选的，还包括将所述丁二烯粗产品输入所述三组分常规隔板塔的传送泵。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术有效利用隔板塔的分区结构，将丁二烯抽提过程中一萃塔和二萃塔集成在一座萃取精馏隔板塔中完成，将后续丁二烯精制过程中脱轻脱重两步精馏工序集成在一座三组分常规隔板中完成，减少了塔器及其附属设备的使用数量及相应占地面积，而且隔板塔比常规精馏塔的制造成本低，显著节省了投资成本。2、本专利技术中隔板塔的应用减小了各组分分离过程中的返混现象，特别是分离三组分混合物时基本无返混现象发生，因此，塔内实现了能量的有效集成，提高了分离效率和热力学效率，同时减少了再沸器的使用；与常规精馏过程相比，节能可以达到30%以上。3、综上，本专利技术的应用既能够节省塔器及其附属设备（如再沸器、冷凝器、塔顶回流器及管道等）投资成本，又能够减小分离过程返混效应，显著提高精馏的热力学效率，大幅度降低过程能耗。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1为现有技术的结构示意图。图2为本专利技术的结构示意图。图中：A´—一萃塔，B´—二萃塔，C´—一炔烃闪蒸塔，D´—脱重塔，E´—脱轻塔；A—萃取精馏隔板塔，B—附属塔，C—三组分常规隔板塔，D—传送泵，a—塔顶隔板，c—中间隔板。具体实施方式如图1所示，一种乙腈法抽提丁二烯的节能系统，其具体包括由萃取精馏隔板塔A、附属塔B和三组分常规隔板塔C构成的主要设备以及再沸器、冷凝器、塔顶回流器、传送泵及管道等构成的附属设备。隔板塔设计是一种重要的精馏热耦合方案，它的主要特点是：通过在精馏塔内设置一隔板，将整个塔分成多个部分。萃取精馏隔板塔A内塔顶隔板a将塔分成五个区域：主塔萃取剂吸收段、萃取精馏段，副塔萃取剂吸收段、副塔精馏段和公共再生段。工作时通过塔顶隔板a的位置和塔顶两侧的回流液量控制塔顶隔板a两侧的液相比例。三组分常规隔板塔C内中间隔板c将塔分成四个区域：隔板上方公共精馏段，隔板下方公共提馏段，以及隔板两侧的预分馏段和侧线采出段。在中间隔板c上方装有一液体分配器，工作时通过隔板位置调控隔板两侧的气相比例，通过液体分配器控制隔板两侧的液相比例。萃取精馏隔板塔A塔顶两侧（即主塔部分和副塔部分的塔顶）的输出口处各设置一个冷凝器，塔底共用一个再沸器，在塔内实现了能量集成。附属塔B用于脱除乙烯基乙炔等轻烃组分，其出口处配有冷凝器。三组分常规隔板塔C塔顶的输出口处配有冷凝器，塔底的输出口处配有再沸器。开车过程结束后的稳态操作过程中，应该着力把握好塔顶隔板a两侧的气液流量和中间隔板c两侧的气液流量。具体气液相流量分配系数应视实际生产过程中产品分离要求而定。这里需要说明的是，就萃取精馏隔板塔A、附属塔B和三组分常规隔板塔C三个塔的独立个体而言，其均属现有技术，关于这三个塔的其它具体结构在此不再详细描述。图2中，物流标志代表的含义与图1一致，即物流1为混合碳四馏分，物流2、4为乙腈溶剂，物流3为丁烷、丁烯等组分，物流5为丁二烯粗产品，物流6为乙腈、水等组分，物流7为乙烯基乙炔等组分，物流8为顺-2-丁烯、碳五等组分，物流9为丙炔等组分，物流10为丁二烯产品。工艺流程见下。混合碳四馏分和乙腈溶剂从萃取精馏隔板塔A的萃取剂吸收段投入，主塔和副塔萃取剂吸收段进行乙腈溶剂与碳四馏分的混合；萃取精馏段进行萃取精馏，将比丁二烯轻的丁烷、丁烯等组分从主塔塔顶脱除；副塔精馏段进行萃取精馏，从副塔塔顶分离出粗丁二烯产品，并使其进入后续精制过程；公共再生段回收乙腈溶剂，经调配重新进入该萃取精馏塔。另外，较丁二烯重的乙烯基乙炔等轻烃组分从副塔下部输出至附属塔B并在附属塔塔顶脱除。上述丁二烯粗产品由传送泵泵入预分馏段，传送泵控制进料气体流股本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乙腈法抽提丁二烯的节能系统，其特征在于：包括萃取精馏隔板塔和分别与之相连的附属塔、三组分常规隔板塔；所述萃取精馏隔板塔用于对混合碳四馏分进行萃取精馏，并从该塔一侧塔顶输出丁二烯粗产品、另一侧塔顶输出较丁二烯轻的组分，从该塔塔底输出乙腈溶剂以及将较丁二烯重的组分输出至所述附属塔由其脱除；所述三组分常规隔板塔用于接收所述丁二烯粗产品并对其中杂质进行分离，然后从该塔塔顶输出轻组分、塔底输出重组分并将作为中间组分的丁二烯产品从该塔侧线采出段采出。

【技术特征摘要】
1.一种乙腈法抽提丁二烯的节能系统，其特征在于：包括萃取精馏隔板塔和分别与之相连的附属塔、三组分常规隔板塔；所述萃取精馏隔板塔用于对混合碳四馏分进行萃取精馏，并从该塔一侧塔顶输出丁二烯粗产品、另一侧塔顶输出较丁二烯轻的组分，从该塔塔底输出乙腈溶剂以及将较丁二烯重的组分输出至所述附属塔由其脱除；所述三组分常规隔板塔用于接收所述丁二烯粗产品并对其中杂质进行分离，然后从该塔塔顶输出轻组分、塔底输出重组分并将作为中间组分的丁二烯产品从该塔侧线采出...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙津生，任泽民，王勇，苟发荣，童俊国，张小平，葛祥，刘秀珍，张汝娟，崔承天，刘思瑶，陈金财，奚志骏，
申请(专利权)人：兰州寰球工程有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃,62