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丁二烯生产安全

丁二烯是合成橡胶工业的基本单体。
  丁二烯的生产方法很多,主要有:酒精法、氧化脱氢法和抽提法3种。
  
1.酒精法

  将乙醇、水、乙醛按规定比例组成混合原料气,经预热、加热至380℃后,进入反应炉燃烧,通过炉内反应器中的氧化镁和二氧化硅等进行催化分解,这是一种吸热反应,生成含有丁二烯、乙醇、乙烯、乙醛、乙醚和高级醇等组成的反应气体,经过冷凝、分离、压缩、吸收、洗涤、精馏处理获得成品丁二烯。
  
2.氧化脱氢法

  通常采用炼油厂催化裂化的副产品丁烷(C4H10)为原料,在前乙腈工序,经乙腈为溶剂萃取精馏分出正丁烷、异丁烷和少量异丁烯、丁烯,提浓后进入氧化脱氢。丁烯和水蒸气组成原料混合气,经加热后进入装有磷钼酸铋催化剂的反应器,在温度为480~550℃、压力为0.6~0.8MPa的条件下进行反应,这是放热反应,生成含丁二烯的生成气,经水洗、油吸收、萃取精馏得成品丁二烯。
  
3.抽提法

用抽提法生产丁二烯,原料仍是丁烷(C4H10)。按用的溶剂不同,我国现有的工业生产装置又可分为乙腈法和二甲基甲酰胺(DMF)法两种。
  (1)乙腈法工艺流程 用乙腈作溶剂,萃取丁二烯,经蒸馏后析出丁烯、丁烷馏分,解析出乙腈后再用炔烃萃取、精馏、水洗获得丁二烯。
  (2)二甲基甲酰胺(DMF)法 用二甲基甲酰胺作溶剂,它和乙腈法相比,除了溶剂不同外,其主要生产工序和生产原理等大体相似。
  生产丁二烯的原料、溶剂及其成品、副产品都是易燃易爆物品,生产过程又是在一定的温度压力下进行的,具有很大的火灾危险性。
为了防止丁二烯和氧反应生成极易分解爆炸的丁二烯过氧化物、端基聚合物的自聚物,必须严格控制丁二烯生产系统的含氧量,在投料前含氧量宜控制在0.2%以下。系统设备必须严密可靠,防止产生负压,窜入空气。生产系统不宜采用工业氮气来保压或补压送料,应采用经过除氧处理以后纯度在99.8%以上的精氮。
  丁烯氧化脱氢制取丁二烯时,应严格控制生成气中的残余氧含量,一般在2.5%以下。
  丁二烯洗涤水必须采用脱氧水或蒸汽冷凝液,脱氧水含氧量应小于0.03×10-6。
  丁二烯贮罐内的氧含量须在0.1%以下才能进料。贮存过程中氧含量应控制在0.3%以下并保持正压,严防负压吸入空气。丁二烯贮罐与输出泵之间应有一定的位差,不应采用工业氮气补压的方法来保证泵的正常运转。也不能采用升压器。贮罐出入口应分别设在罐体两端,避免死角和凹窝,以防止丁二烯过氧化物的形成和沉积。
  适当降低丁二烯精馏的操作温度,精馏塔底再沸器的热源宜采用蒸汽冷凝液,而不宜采用中压蒸汽加热。
  丁二烯精制精馏工序脱重塔的塔压,一般不宜采用改变冷凝器传热面积的浸没程序来控制,而应采用冷却水流量来控制。以防止丁二烯自聚物在冷凝器中聚积。
  送出装置的丁二烯物料温度应低于27℃,并在保证生产的前提下尽量缩短中间贮存时间。
  (3)为了防止丁二烯在生产系统内产生端基聚合物,应在生产、贮存和运输丁二烯时,添加适当的阻聚剂。
  由轻油裂解碳四为原料,用抽提法生产丁二烯时,因原料中含有一定量的炔烃(如丙炔、丁炔、乙烯基乙炔),必须防止有爆炸危险炔铜、炔银以及高浓度乙烯基乙炔的形成。
  在制取丁二烯的工艺过程中,需使用明火加热反应炉和加热炉时,其温度不易控制,有可能产生局部过热,烧坏设备,或由于设备密封不严,使明火外露,而引起燃烧爆炸。
  在丁烯氧化脱氢时,由空气、水蒸气、丁烯组成原料气,在反应温度为480~550℃,反应压力为0.6~0.8MPa的条件下进行氧化脱氢反应。丁烯的自燃点为465℃,爆炸极限为1.7%~8.8%;丁烯的自燃点为465℃,爆炸极限为1.7%~8.8%;丁二烯的自燃点为420℃,爆炸极限为1.6%~11.5%。从原料配比计算丁烯的体积比约占12%,即略超过爆炸上限,而且反应温度又超过了自燃点,所以危险性较大。生产时,必须严格控制工艺规定的配比,保证原料气中水蒸气的含量,以减少火灾、爆炸的危险性。在输送丁烯的管道和反应器之间应安设阻火器(要靠近反应器),以避免在万一发生燃烧爆炸时互相波及。


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