常龙
浙江石油化工有限公司 316200
摘要：丁二烯是重要的有机化工原料，作为一种共轭烯烃，丁二烯可以发生多种反应，如自聚或与其他化合物共聚制成合成橡胶和合成树脂。有必要研究丁二烯的生产加工工艺技术措施，降低生产成本，提高石油化工生产的经济效益。
关键词：丁二烯；生产工艺；技术分析
1.丁二烯的性质与用途
丁二烯，通常指1,3－丁二烯，又称乙烯基乙烯，分子式，无色气体。熔点108.9℃,沸点4.41℃,微溶于水和醇,易溶于有机溶剂。有轻微的大蒜味,易液化,易燃,聚合。贮存时可加少量(1%以下)叔丁基邻苯二酚、对苯二酚、混甲酚、二芳基胺基化合物等作稳定剂。
丁二烯是生产合成橡胶(丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶)的主要原料。随着苯乙烯塑料的发展,利用苯乙烯与丁二烯共聚,生产各种用途广泛的树脂(如ABS树脂、SBS树脂、BS树脂、MBS树脂),使丁二烯在树脂生产中逐渐占有重要地位。此外,丁二烯可用于生产乙叉降冰片烯(乙丙橡第三单体)、1,4-丁二醇(工程塑料主要原料)、己二腈(尼龙66单体)、环丁砜、蒽酮、四氢呋喃等等,因而也是重要的基础化工原料。
1.丁二烯生产工艺技术对比分析
丁二烯的生产目前大多采用抽提工艺，抽提工艺中最重要的操作就是萃取精馏。目前，以抽提为工艺基础衍生出的生产方法主要有三种，这三种工艺技术都是通过所用溶剂的不同来命名的。分别为：乙腈法、二甲基甲酰胺生产法和N-甲基吡咯烷酮法。接下来对三种工艺技术优缺点进行对比分析：
2.1乙腈生产法（ACN法）
乙腈法，即ACN法，是指用10%的乙腈作为溶剂并结合使用两段萃取精馏来生产丁二烯的方法。工艺流程图如图1。
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ACN法下的丁二烯生产，其优势有三点：①乙腈法具有萃取剂易于获得，工艺可靠；②能阻止双烯烃热聚；③工艺流程中不需要压缩机。但其缺点也非常显而易见：①采用含水10%的溶剂，因乙腈沸点低，又与丁二烯形成共沸物，所以须增设水萃取回收并提浓乙腈的系统；②运转过程中损失较大；③毒性较大。
2.2二甲基甲酰胺法（DMF法）
二甲基甲酰胺法生产丁二烯工艺技术，对的适应性比较强，生产能力强，成本低，安全性能优越，节能效果突出。应用二甲基甲酰胺作为溶剂，从馏分中抽提丁二烯，采用二级的萃取精馏工艺技术，并应用二级普通精馏技术，得到需要的丁二烯产品。工艺流程图如图2。
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DMF法下的丁二烯生产，优点在于：①工艺成熟可靠，操作周期长，对安全生产、设备保运、化学品使用和异常现象的处理等都有相应的技术措施；②DMF性能优良，价格较便宜。缺点主要是中度毒性危害介质，不利于操作人员的健康和环保。
2.3 N-甲基吡咯烷酮法（NMP法）
NMP法的基本原理是采用NMP 作为第一萃取精馏和第二萃取精馏部分的共用溶剂，比丁二烯溶解度小的组分在第一萃取精馏部分脱除，比丁二烯溶解度大的组分在第二萃取精馏部分脱除，在精馏部分脱除与丁二烯沸点差异较大的其他杂质，得到聚合级丁二烯产品。工艺流程见图3。
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NMP法下的丁二烯生产，工艺优势主要有：①溶剂NMP性能优良，沸点高，蒸汽压低，不易水解或热降解，性质稳定，无毒，溶剂本身及其与水的混合物无腐蚀性。因此，操作过程中溶剂损失少，设备材质可用碳钢；②对原料的适应性强，适用于从裂解碳四中分离丁二烯，丁二烯回收率高；③装置排出的废水中所含的微量NMP，在污水生化处理装置中很容易被降解，处理效果好；④工艺技术先进、成熟可靠，操作周期长，装置能耗、物耗低；⑤设备台数少，操作和维修费用低；产品纯度可达99.7%以上，质量好。
2.4三种工艺技术的对比分析
如图4、5所示，通过对三种丁二烯生产技术进行对比分析，发现NMP技术明显优于ACN和DMF技术，其选择性好，毒性低，易于发生生物降解，对管线和设备的腐蚀性低，对原料的适应性强，丁二烯回收率高；“三废”排放量少，设备台数少，操作和维修费用低；产品纯度高，质量好；溶剂消耗较低。因此在我国丁二烯后续的生产工作中，应尽量以NMP工艺为主，加强对NMP技术的研究，优化工艺流程。
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图5
1.我国丁二烯行业发展建议
由于工艺技术水平、装备水平及精细化管理水平等原因，无论是采用国产技术还是引进技术，我国丁二烯装置的产品收率、溶剂消耗量、耗电量及综合能耗等生产指标与国际先进水平相比仍存在差距。随着我国多套大型乙烯装置的建成投产，今后几年丁二烯的生产能力和产量将大幅增加，将出现丁二烯产能过剩。因此，丁二烯除在目前传统领域，如合成橡胶、合成树脂、热塑性弹性体、丁苯胶乳等的应用外，还应增加丁二烯在其他方面的应用，如将其转化为丙烯或用于生产已二腈、已二胺等非橡胶用途化工产品。另外，近年来国际丁二烯市场上出现了丁二烯可获得的货物数量大幅下降，而需求上升的趋势，因此可在充分满足国内需求的前提下，积极开拓国际市场，扩大出口能力。
结 语：
丁二烯的生产工艺经过多年的研究与改进，已经越来越完善，目前的主要任务应该是通过改造装置来降低生产的物料消耗以及能源消耗。同时，也应该积极开发丁二烯的新用途，并开拓它的国际市场，将我国生产的丁二烯出口到别的国家，以此保证我国丁二烯生产的稳定发展。
参考文献：
1.钱伯章，李秀红.丁二烯的技术进展与市场分析[J].化学工业，2015.
2.于风叶.丁二烯抽提工艺探讨[J].辽宁化工,2016.
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