一種1,3-丁二烯深度脫水純化工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工工藝過程技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種1，3- 丁二烯深度脫水純化工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]1，3-丁二烯是生產(chǎn)合成橡膠及合成樹脂的最主要原料。航空航天、深海探測、極地考察等領(lǐng)域中對橡膠制品的要求極為嚴(yán)格，必須采用高品質(zhì)的橡膠加工而成。在高級合成橡膠(如丁苯橡膠、丁腈橡膠)的工業(yè)生產(chǎn)中，對參與聚合反應(yīng)的1，3-丁二烯單體純度要求十分苛刻，否則會嚴(yán)重影響合成橡膠的品質(zhì)。
[0003]合成橡膠生產(chǎn)企業(yè)往往需要外購單體，對于工業(yè)級1，3- 丁二烯單體的合格品，國家標(biāo)準(zhǔn)給出的允許含水量為300ppm，二聚物殘留量為lOOOppm。高品質(zhì)合成橡膠工藝中對1，3-丁二烯單體的雜質(zhì)含量有更為嚴(yán)格的要求(含水量不超過0.lppm，二聚物含量不超過500ppm)。若對1，3- 丁二烯單體供應(yīng)商提出以上要求，不但會大幅增加原料供應(yīng)價格，而且還需保證產(chǎn)品在運輸過程中的污染問題，對儲運過程的技術(shù)要求極為苛刻。為解決以上問題，大多數(shù)合成橡膠生產(chǎn)企業(yè)會外購價格較低的工業(yè)級1，3- 丁二烯單體，在進(jìn)行聚合反應(yīng)前在本廠內(nèi)對外購的1，3-丁二烯原料進(jìn)行深度脫水純化，使其純度達(dá)到聚合工藝要求后再送至下游聚合單元進(jìn)行反應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對目前高品質(zhì)合成橡膠行業(yè)的生產(chǎn)過程，提供了一種1，3- 丁二烯深度脫水純化工藝。工藝操作簡單，分離精度高，便于普及推廣，有效控制1，3_ 丁二烯單體中水含量和二聚物含量，保證了聚合反應(yīng)的產(chǎn)品質(zhì)量。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0006]—種1，3- 丁二烯深度脫水純化工藝，包括以下步驟:
[0007]將含有微量水分及少量1，3- 丁二烯二聚物(lOOOppm)的1，3_ 丁二烯原料預(yù)熱至泡點后首先進(jìn)入脫水塔，在脫水塔中脫水，所述脫水塔的理論塔板數(shù)為35?45，進(jìn)料位置為塔頂，操作壓力為0.35?0.50Mpa，在此壓力下水和1，3- 丁二烯會形成二元最低共沸物，可采用常溫的循環(huán)冷卻水作為冷卻介質(zhì)，節(jié)約公用工程設(shè)施的投資和操作費用，水分子以共沸物形式由塔頂被蒸出，塔釜得到深度脫水的1，3- 丁二烯及二聚物。
[0008]所述脫水塔的釜液送至純化塔，除去1，3- 丁二烯二聚物，所述純化塔的理論塔板數(shù)為24?30，進(jìn)料位置為第15?18塊理論塔板，操作壓力為0.35?0.50MPa ；
[0009]其中，所述微量水分是指水分含量為200ppm-400ppm，所述少量二聚物是指二聚物的含量為 900ppm-1100ppm。
[0010]進(jìn)一步的，所述脫水塔操作溫度為40.5°C?50.8°C，此溫度為水和1，3_ 丁二烯在壓力為0.35?0.50MPa時的共沸溫度。
[0011]進(jìn)一步的，所述脫水塔頂氣相產(chǎn)品經(jīng)冷凝后進(jìn)入設(shè)有分層隔板的回流罐，經(jīng)液-液分層后，下層水相排入污水系統(tǒng)，上層油相作為回流被送回脫水塔頂部，所述脫水塔的操作回流比為85?120，在此回流比下操作，可保證產(chǎn)品中水含量不高于0.lppm，既滿足分離要求，又維持了最小的物料循環(huán)量，最大限度的降低能耗。
[0012]進(jìn)一步的，所述分層隔板的高度為回流罐總高度的60%?70%，所述脫水塔的回流罐內(nèi)設(shè)有界面計，用于監(jiān)測油水相界面。一般情況下，精餾塔塔頂回流罐中的液體通常會有一定的停留時間，而本工藝中脫水塔的回流罐內(nèi)設(shè)置有分層隔板，利于液液分層，能夠有效避免較輕的1，3-丁二烯排出，保證1，3-丁二烯的回流量，避免了原料的損失，優(yōu)選的，液體在所述脫水塔的回流罐中的停留時間在10?15分鐘。
[0013]所述脫水塔外設(shè)有脫水塔冷凝器、脫水塔回流罐、脫水塔回流栗和脫水塔釜液輸送栗及輸送管路；
[0014]所述純化塔外設(shè)有純化塔冷凝器、純化塔回流罐、純化塔回流栗、純化塔釜液輸送栗及輸送管路；
[0015]進(jìn)一步，純化塔回流栗同時作為1，3-丁二烯產(chǎn)品的出料栗；
[0016]進(jìn)一步，純化塔釜液輸送栗將純化塔釜液送至重組分處理單元。
[0017]進(jìn)一步的，在所述脫水塔頂部氣相管線加入對叔丁基鄰苯二酚作為阻聚劑，所述阻聚劑防止1，3- 丁二烯單體在脫水及純化過程中發(fā)生聚合。
[0018]進(jìn)一步的，所述阻聚劑由計量栗輸送并控制添加量與所述脫水塔進(jìn)料量的比值為2X10 4?4X10 4，此加入量既可有效控制1，3- 丁二烯單體的自聚，同時又不影響產(chǎn)品純度。
[0019]進(jìn)一步的，所述純化塔中，氣相產(chǎn)品經(jīng)冷凝后進(jìn)入回流罐，部分液相產(chǎn)品最為回流被送回純化塔頂部，其余部分為1，3-丁二烯產(chǎn)品，操作回流比為1.5?4.0，脫水過程中仍會產(chǎn)生二聚物，故可通過調(diào)節(jié)進(jìn)料位置及回流比實現(xiàn)分離要求。本工藝最終產(chǎn)品對二聚物含量并非十分苛刻(500ppm即可)，故不必采用較大的回流比而增加操作費用。當(dāng)純化塔所需回流比超過4.0時，表明純化塔進(jìn)料中二聚物含量已超標(biāo)，此時不宜繼續(xù)增加回流比，而需調(diào)節(jié)脫水過程的阻聚劑加入量及操作溫度。
[0020]進(jìn)一步的，所述頂部氣相出料溫度為41.7°C?52.7°C，此溫度接近1，3_ 丁二烯在此壓力范圍下的沸點，表明此時塔頂產(chǎn)品幾近為1，3- 丁二烯純組分。
[0021]本發(fā)明具備如下優(yōu)點:
[0022]1.原料為工業(yè)級1，3- 丁二烯，大幅降低合成橡膠生產(chǎn)企業(yè)的原料采購和運輸成本。
[0023]2.通過化工行業(yè)中最為成熟的精餾操作實現(xiàn)1，3- 丁二烯深度脫水及純化，使其含水量降至0.lppm，二聚物含量降至500ppm，其中，水分脫除率為99%以上，二聚物脫除率為50%以上。
[0024]3.工藝流程簡短，所需工藝設(shè)備簡單，裝置的一次投資費用低。
[0025]4.操作條件溫和，不涉及高溫、高壓等苛刻的操作條件。此外，所需冷卻介質(zhì)為循環(huán)冷卻水，加熱介質(zhì)為低壓蒸汽，均為化工生產(chǎn)企業(yè)常用的公用工程介質(zhì)，故操作費用低。
【附圖說明】
[0026]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0027]圖1是為了說明一種1，3- 丁二烯深度脫水純化工藝的物流示意圖；
[0028]圖2是根據(jù)本發(fā)明公開的實施方式，一種1，3- 丁二烯深度脫水純化工藝的流程簡圖。
[0029]圖中:(11)脫水塔；(12)脫水塔冷凝器；(13)脫水塔回流罐；(14)脫水塔回流栗；
(15)脫水塔釜液輸送栗；(21)純化塔；(22)純化塔冷凝器；(23)純化塔回流罐；(24)純化塔回流栗；(25)純化塔釜液輸送栗；
[0030]圖中方框內(nèi)為物流代號，其中:(01) 1，3- 丁二烯原料；(02)脫水塔頂氣相出料；
(03)脫水塔回流罐水相；(04)脫水塔回流；(05)脫水塔釜液出料，同時作為純化塔進(jìn)料；
(06)純化塔頂氣相出料；(07) 1，3- 丁二烯產(chǎn)品；(08)純化塔回流；(09)純化塔釜液出料；
(10)阻聚劑。
[0031]其中，TBC是指叔丁基鄰苯二酚阻聚劑。
【具體實施方式】
[0032]除非另外說明，本文中所用的術(shù)語均具有本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)理解的含義，為了便于理解本發(fā)明，將本文中使用的一些術(shù)語進(jìn)行了下述定義。