丁二烯生产工艺论述外文译文
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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，TX 77010，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）。
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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[2]：
●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℉（790-830℃）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。
图1 典型的烯烃工厂（来自ACC 烯烃上海堪鑫小组—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：
裂化炉 石脑油原料乙烷丙烷丁烷气油
● 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。
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
1，3-丁二烯流向
烯烃厂原油C4
萃
取精馏塔溶剂蒸馏塔
乙炔分馏器
BD 分馏器
萃取精馏塔
溶剂蒸馏塔
BD 和乙炔
C4萃余液
乙烯基乙炔
甲基乙炔
1，3-丁二烯
乙炔燃烧处理
废物燃烧
溶剂净化
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，它代表了丁二烯生产的54%。
轮胎的生产是这些丁二烯系橡胶的一个重要利用。
参考文献
[1] 化工市场联合公司（CMAL），2005年世界丁二烯分析，化工市产联合公司（CMAL），2005.
[2] 丁二烯产品管理指导手册，美国化学理事会烯烃委员会，美国化学理事会，2001年，2002年经修订.
[3] 化工技术的柯克-奥斯默百科全书，约翰·威利和儿子，2002.
[4] CEH市场研究报告，丁二烯，2003.化学经济学手册，SRI国际.。
