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DMF法丁二烯抽提裝置降低溶劑精制塔塔頂損失措施

文檔作者：董毓華鄧有恒劉新元楊魯明文檔來源： 1.中國石油撫順石化公司乙烯廠 2．中國石油西氣東輸管道公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年08月28日
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第40卷第3期
201 1年3月
當(dāng) 代 化 工
Contemporary Chemical Industry
Vo1．40．NO．3
March．201 1
(DM F法)丁二烯抽提裝置
降低溶劑精制塔塔頂損失措施
董毓華 ，鄧有恒 ，劉新元 ，楊魯明
(i． 中國石油撫順石化公司乙烯廠，遼寧撫順113004； 2．中國石油西氣東輸管道公司，上海200122)
摘 要：通過分析撫順石化公司乙烯廠丁二烯裝置開車以來溶劑精制塔塔頂DMF損失較大的原因，
結(jié)合本裝置工藝技術(shù)特點(diǎn)，通過局部改造和優(yōu)化操作調(diào)整，降低了塔頂DMF損失。
關(guān)鍵詞： DMF法丁二烯裝置；溶劑精制塔；溶劑；二甲基甲酰胺
中圖分類號： TQ 221．22 3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1671—0460(201 1)03—0289—03
M easures for Reducing DM F Loss at Solvent Refining Tower Top of
Butadiene Extraction Plant W ith DM F M ethod
DONG Yu—hua ，DENG You—heng ，LIUXin-yuan ，YANG Lu—ruing2
(1．Fushun Petrochemical Company Ethylene Chemical Factory,Liaoning Fushun 1 1 3004，China)
Abstract：Through analyzing loss reason of DM F in butadiene extraction plant，combining characteristics of
the unit，partial improvement and operation optimization were ca~ied out to reduce DM F loss．
Key words：DPB；Solvent refining tower；Solvent；DM F
撫順石化公司乙烯化工廠丁二烯裝置采用日
本瑞翁技術(shù)，以乙烯裝置的裂解C4為原料，用二
甲基甲酰胺(DMF)做萃取劑，通過二級萃取和二級
精餾，得到聚合級l，3一丁二烯產(chǎn)品。丁二烯裝置
1992年7月投產(chǎn)，生產(chǎn)能力1．6萬t，溶劑DMF單
耗2．800 kg／t產(chǎn)品。本文通過對瑞翁公司提供的原
始技術(shù)資料及有關(guān)文獻(xiàn)的研究，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)
摸索，重點(diǎn)從降低進(jìn)料溫度對精餾塔操作的影響，
提出解決方案。
l 溶劑精制塔現(xiàn)狀
1．1 溶劑系統(tǒng)流程
圖1是我裝置溶劑系統(tǒng)的流程。
1．2 溶劑精制塔損失現(xiàn)狀
自1992年投產(chǎn)開車至今，已接近20年。為適應(yīng)
高負(fù)荷下生產(chǎn)的需要，開工初期針對溶劑系統(tǒng)進(jìn)行
了改造，2005年5月丁二烯裝置檢修期間，對第二
汽提塔(C106)進(jìn)行擴(kuò)能改造。塔盤更新為高效導(dǎo)
向浮閥塔盤；并對兩臺冷卻器E1 18和E1l9以及再
沸器(E120)和回流罐(V109)進(jìn)行了更換。
圖1 溶劑系統(tǒng)流程
Fig．1 Flow chart of solvent system
由于以前只對塔底的精制溶劑控制在300 x
10 從而犧牲了塔頂?shù)腄MF損失所以造成了近幾年
來塔頂溶劑損失一直在4％左右。溶劑精制塔的塔
頂溶劑損失設(shè)計(jì)是<1％。表1是最近5年的月DMF
單耗曲線。由表1可以看出每年的檢修月耗DMF
較高Ⅲ，主要因?yàn)殚_停車過程和檢修倒空消耗很大。
其余各月溶劑單耗都在2．5～3．0 kg／t產(chǎn)品，其主要原
因就是溶劑精制塔塔頂損失太大。
收稿日期： 201l一01一l4
作者簡 ： 董毓華(1 981一)， 男，助工，江蘇連云港人，2003年畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)，研究方向：從事丁烯裝置
技術(shù)工作。E-mail：d0ngyh xdx@petr0ch1na．corn．CYl。
當(dāng) 代 化 工 201 1年3月
表1 2006—2010年單耗對比
Table 1 DM F consum ption contrast kg／t
由于DMF在操作溫度下遇水可發(fā)生水解反應(yīng)：
(CH NCH0+2H：0——— HC0OH+(CH3)NH
而DMF的水解產(chǎn)物又恰恰是酸、堿介質(zhì)，因
此，DMF水解一旦發(fā)生，如得不到有效控制，將會形
成惡性循環(huán)。DMF抽提工藝產(chǎn)生的廢水量雖小，但
COD值大，生化處理很困難，廢水只能進(jìn)行大量稀釋
后才能生化處理，這就對環(huán)境造成很大的污染。
2 降低溶劑精制塔塔頂損失舉措
2．1 從新核算溶劑精制塔的熱平衡，物料平衡。
溶劑精制塔設(shè)計(jì)初期進(jìn)料來自溶劑脫氣加熱
器fE1 lo)、第二汽提塔回流罐(V109)以及原CPD丁
烯一1裝置的脫氣器(E309)。而丁烯一1裝置在2000
年改造后不需要溶劑。因此溶劑精制塔的進(jìn)料改變，
塔內(nèi)平衡需要重新核算。表2，表3是溶劑精制塔
的重要參數(shù)。
表2 丁二烯裝置溶劑精制塔進(jìn)料主要物料組成
Table 2 Compositions of feedstock of refining tower
in butadiene unit
精餾實(shí)質(zhì)上是多組分非理想溶液的精餾。精餾
過程的基本關(guān)系是相平衡關(guān)系、物料衡算和熱量衡
算的平衡關(guān)系。由于要使全塔的極大部分塔板上都
能保持適當(dāng)?shù)娜軇舛?，溶劑需從原料液進(jìn)口以外
的其他位置進(jìn)入。
表3 丁二烯裝置溶劑精餾塔進(jìn)料參數(shù)
Table 3 Feeding param eters of refining tower in butadiene
unit
假定溶劑精制塔為簡單的DMF—H：O二元連
續(xù)精餾口 ?？筛鶕?jù)溶劑的恒定濃度確定關(guān)鍵組分的
相對揮發(fā)度和回流比，分離所需的最小理論塔板數(shù)
可按下式計(jì)算。
％= X ；p ][x 1w ]]]
溶劑的恒定濃度越大，關(guān)鍵組分的相對揮發(fā)度
越大，分離所需的最小理論塔板數(shù)越少。式中， 表
示關(guān)鍵組分1在塔頂產(chǎn)物中的濃度；X2p表示關(guān)鍵組
分2在塔頂產(chǎn)物中的濃度； 表示關(guān)鍵組1在塔
底產(chǎn)物中的濃度；關(guān)鍵組分2在塔底產(chǎn)物中的濃
度。通過Gilliland曲線或Erbarand Maddox圖可得
到分離所需的理論塔板數(shù) 。在精餾中，當(dāng)溶劑的
恒定濃度不變時(shí)，操作回流比越小，分離所需的理論
塔板數(shù)就越多，就能保證分離效率不變。
溶劑的入塔溫度對溶劑的恒定濃度也有較大
的影響 ，由于溶劑流量占塔內(nèi)總物料流量的50％ ～
60％，溶劑人塔溫度高于或低于該處的塔板溫度時(shí)，
熱焓差將引發(fā)大量內(nèi)回流或汽化，從而改變塔內(nèi)溶
劑的恒定濃度。所以溶劑人塔溫度必需與塔內(nèi)溫度
一致。
2．2 降低進(jìn)料溫度滿足塔內(nèi)的平衡
經(jīng)過測量計(jì)算得知進(jìn)料溫度在90℃以上，對應(yīng)
的進(jìn)料板在l8層左右才能滿足塔內(nèi)的相平衡，而
原設(shè)計(jì)的最低進(jìn)料口在14層塔盤，由于小修無法增
加進(jìn)料口和增加板間距，只能在降低進(jìn)料溫度上做
文章。由表3得知溶劑脫氣加熱器(El10)和第二汽
提塔(cio6)對溶劑精制塔(c1 10)的進(jìn)料組成上無太
大差別，但兩個(gè)溫度差別很大。為了降低進(jìn)料溫度，
逐漸增大第二汽提塔(C106)的進(jìn)料，同時(shí)逐漸減少
第40卷第3期 董毓華，等：(DMF法)丁二烯抽提裝置降低溶劑精制塔塔頂損失措施 291
溶劑脫氣加熱器(El 10)進(jìn)料，兩者的進(jìn)料數(shù)量如表2 應(yīng)的提高 。
所列。以前第二汽提塔(C106)對溶劑精制塔(C1 101
的進(jìn)料無控制閥，這次檢修利用舊閥FV141控制，
不但減少了工作量還提高了準(zhǔn)確度，這樣兩股進(jìn)料
混合后的溫度在70 cc左右。再利用廢舊換熱器
E134，繼續(xù)冷卻溶劑精制塔(el 10)的進(jìn)料，使其降
到50 ，這樣基本達(dá)到計(jì)算要求。改造后流程見
圖2。
． +q[二 一
虛線內(nèi)乃 墩造線跚
圖2 溶劑精制塔進(jìn)料改造示意圖
Fig．2 Feeding transform ation scheme
of solvent refining tower
2．3 改造回流罐放空降低損失
根據(jù)分析在溶劑精制塔尾氣中含有少量的
DMF，我們分別在第二汽提塔的回流罐和溶劑精制
塔回流罐上加一小內(nèi)回流罐，可以讓回流罐上的熱
物料經(jīng)過充分的冷接觸后冷凝后回到罐中。這樣就
可以降少熱溶劑的放空量，從而最大限度的降低了
溶劑的損失。
2．4 調(diào)整改造后的工藝技術(shù)參數(shù)和操作
7月檢修改造結(jié)束后我們相應(yīng)的對這幾個(gè)塔操
作進(jìn)行了操作優(yōu)化，El10的操作溫度由原來的120
℃降低到110 oC，C110塔的進(jìn)料量和回流量都做相
3 改造后實(shí)際效果
通過逐步實(shí)施上述措施，今年8、9、10月份
生產(chǎn)丁二烯產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，而溶劑損失逐步降低，
效果明顯。圖3是選取這3個(gè)月的溶劑精制塔塔頂
分析。
圖3 溶劑精制塔塔頂損失示意圖
Fig．3 Top DMF loss of solvent refining tower
4 結(jié)束語
雖然已經(jīng)溶劑精制塔的塔頂損失大大降低，今
后我們力爭再從理論上更加精確的計(jì)算，以及從工
藝和操作參數(shù)上作調(diào)整力爭使其損失降到最低，不
斷優(yōu)化操作，達(dá)到更好水平。
參考文獻(xiàn)：
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[21譚天恩化工原理[M塒E京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006(3)：84—87．
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f41張旭之．碳四碳五烯烴工學(xué)IM]． 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 】998．
普萊克斯華東理工攜手開發(fā)煤氣化技術(shù)
總部設(shè)在上海的普萊克斯中國與華東理T大學(xué)簽署聯(lián)合開發(fā)協(xié)議，雙方將攜手開展煤氣化技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目。
該項(xiàng)目將利用普萊克斯先進(jìn)的燃燒技術(shù)以優(yōu)化華東理工大學(xué)的煤氣化技術(shù)。華東理工大學(xué)擁有的煤氣化專利技術(shù)在全世
界已應(yīng)用推廣五十多項(xiàng)。
華東理工大學(xué)潔凈煤技術(shù)研究所所長于廣鎖教授說： “我們很高興與普萊克斯成為合作伙伴，這是一項(xiàng)雙贏的合作。我
們將進(jìn)一步發(fā)掘新的技術(shù)潛能以使煤氣化工藝更上一層樓?！?
“普萊克斯很高興與華東理工大學(xué)攜手完善煤氣化技術(shù)，以支持中國先進(jìn)煤化工技術(shù)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)”，普萊克
斯中國區(qū)總裁何岷達(dá)博士表示?！斑@是普萊克斯和中國重點(diǎn)大學(xué)以及設(shè)計(jì)院合作的一個(gè)最新案例，旨在滿足本地市場對先進(jìn)
的工業(yè)氣體應(yīng)用技術(shù)的需求。”

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