毕业设计（论文）设计（论文）题目：学院名称：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：姓名：学号指导教师：职称摘要丁二烯是一种具有广泛用途的化工产品，其生产、制备的研究进行了数十年。
目前仍然未停止对其工艺的调整与改进。
工业生产中常用在碳四馏分中加入一种溶剂进行萃取的特殊精馏来实现对C4馏分的分离。
本设计以从碳四中抽提丁二烯为目的，依据经济、节约、环保、科学的理念，制定出抽提段的工艺。
目前世界上大规模工业化生产丁二烯-1的方法主要有三种：乙腈法（ACN）、二甲基甲酰胺法，3（DMF）和N-甲基砒硌烷酮法（BASF）。
工艺采用DMF法，从碳四混合物中抽提出符合工艺要求的丁二烯。
设计中对DMF法抽提丁二烯的原理、工艺、操作规范、物料衡算、废物处理等发面进行了阐述。
DMF抽提丁二烯装置可分为两个部分：萃取部分和精馏部分。
萃取部分包括第一萃取精馏系统和第二萃取精馏系统，碳四原料中的丁烷、丁烯等在第一萃取精馏系统中脱除，乙烯基乙炔、一部分乙基乙炔等组分在第二萃取精馏系统中脱除；精馏部分包括丁二烯净化和溶剂精制两系统，除去其中的二甲胺、甲基乙炔、水、顺丁烯-2等杂质，得到丁二烯成品；而溶剂精制系统是将循环溶剂中的水分，二聚物等轻组分及焦油等重组分除去，保持循环溶剂的质量。
设计结果科学、合理，实用、经济，比较好的完成了当初所设定的目标任务。
关键词：碳四；丁二烯；抽提；DMFABSTRACTButadiene is a widely used chemical products, its production, research on the preparation for decades. At present, still did not stop the process of adjustment and improvement. Special rectification commonly used in industrial production in four fractions of carbon with a solvent extraction to achieve separation of C4 fractions. The design for the purpose of butadiene extraction from carbon 4, on the basis of the economic, environmental protection, conservation, scientific ideas, develop process extraction section. The large-scale industrial production of butadiene with -1, there are three main methods: acetonitrile (ACN), two methyl formamide (DMF) and N- methyl pyrrole azululanone method (BASF). Process using DMF method, is proposed to meet the process requirements of the butadiene extraction from carbon four mixture. The design of DMF butadiene extraction principle, process, operation, material balance, waste disposal and other aspects are discussed. DMF Extraction Butadiene device can be divided into two parts: the extraction and distillation. The extraction part includes the first extractive distillation system and the second system of extractive distillation, carbon four of raw materials, such as butane butene in the first extraction distillation system removal, vinyl acetylene, a part of ethyl acetylene and other components removal in second extraction distillation system; distillation part includes the butadiene purification and solvent refining two system, remove the two -, methyl acetylene, water, CIS butene -2 impurities, butadiene get finished products; and solvent refining system is the circulation of water in the solvent, two dimers and other light components and tar and other restructuring removed, maintain the quality of circulating soluble agent. The design result is scientific and reasonable, practical, economic, better to complete the target mission set.Key Words：Butadiene；C4 Fractions；Extraction；DMF目录1 引言 (1)1.1丁二烯来源 (1)1.2丁二烯性质与用途 (1)2 工艺路线 (2)2.1生产的基本原理 (2)2.2工艺路线的对比与选择 (2)2.3DMF法碳四抽提丁二烯装置的特点 (3)2.4物料衡算 (4)2.5装置工艺流程图 (4)2.6工艺流程说明 (5)2.6.1 第一萃取精馏部分 (5)2.6.2 第二萃取精馏部分 (6)2.6.3 丁二烯净化部分 (7)2.6.4 溶剂净化部分 (8)2.7各项参数控制、检测 (9)2.7.1 主要原材料性质和控制指标 (9)2.7.2 产品、副产品的性质和质量监控 (9)2.7.3 辅助原材料物化性质和控制指标 (10)2.7.4 辅助材料作用和使用量 (12)2.8工艺控制 (12)2.8.1 原料质量变化对产品的影响及调节方法 (13)2.8.2 主要工艺条件的变化对产品质量的影响 (14)致谢 (18)参考文献 (19)附录 (20)1.主要原料、辅助原材料单耗及公用工程单耗（/T产品，年） (20)2.三废治理、综合利用表 (21)3.工业用丁二烯（GB/T13291-2008）生产指标 (21)1 引言1.1 丁二烯来源从油田气、炼厂气和烃类裂解制乙烯的副产品中都可获得碳四馏分。
碳四系列的基本有机化工产品主要有丁二烯、顺丁烯二酸酐、聚丁烯、二异丁烯、仲丁醇、甲乙酮等，它们是有机化学工业的重要原料。
无论是裂解气深冷分离得到的碳四馏分，还是经丁烯氧化脱氢得到的粗丁二烯，均是以碳四各组分为主的烃类混合物，主要含有丁烷、正丁烯、异丁烯、丁二烯，它们都是重要的有机化工原料[1,2]。
C4的分离与C2、C3馏分相比，其最大的特点是各组分之间的相对挥发度很小，使分离变得更加困难，采用普通精馏方法在通常条件下将其分离是不可能的。
为此工业生产中常用在碳四馏分中加入一种溶剂进行萃取的特殊精馏来实现对C4馏分的分离[3-5]。
1.2 丁二烯性质与用途物理性质丁二烯在常温常压下为无色而略带大蒜味的气体。
在常压下低于-4.4℃时为无色透明液体。
液体丁二烯极易挥发，闪点低，易燃易爆，其爆炸极限为2～11.5%(体积)。
丁二烯微溶于水和醇，易溶于苯、甲苯、乙醚、氯仿、四氯化碳、汽油、无水乙腈、二甲基甲酰胺、N—甲基吡咯烷酮、糠醛、二甲基亚砜等有机溶液。
丁二烯有毒，低浓度下能刺激粘膜和呼吸道，高浓度能引起麻醉作用。
化学性质丁二烯分子结构中具有共轭双键，化学性质活泼，能与氢、卤素、卤化氢等起加成反应。
丁二烯容易发生自身聚合作用，也容易与其它单体进行共聚作用，它是生产合成橡胶和各种树脂的重要原料。
实际用途[6-8]如丁二烯和苯乙烯共聚可生产丁苯橡胶；丁二烯在催化剂作用下可发生定向聚合反应生成顺丁橡胶；丁二烯与丙烯腈共聚生成丁腈橡胶；若丁二烯、苯乙烯和丙烯腈三元共聚可生成ABS树脂。
另外，世界上某些国家发展的丁二烯氯化得到氯丁二烯之后进行聚合生产氯丁橡胶；以及用丁二烯合成己二腈和己二酸，进一步合成尼龙—6和尼龙—66等化学纤维。
2 工艺路线2.1 生产的基本原理[9,10]之间的沸点较为接近，而且相互之间有由于碳四原料中大部分组分与丁二烯-1，3共沸物产生，这样采用一般的精馏方法很难进行分离开，所以为了得到目标产品（丁二烯）就必须采用特殊分离方法——萃取精馏。
萃取精馏的原理就是：向被分离物料碳四原料中加入一种新的组分——萃取溶剂二甲基甲酰胺（DMF），它的加入使得原来物料中各组分之间的相对挥发度发生明显变化，从而使物料中难以用普通精馏方法分离的组分如：顺丁烯-2和反丁烯-2等组分在第一萃取精馏塔分离出来，乙基乙炔和乙烯基乙炔等组分在第二萃取精馏塔分离出来。
经过两段萃取精馏得到的粗丁二烯再经过两段普通精馏即得到产品丁二烯。
普通精馏的原理是利用混合物中各组分在相同压力下相对挥发度不同的特点，使混合物处于气—液两相共存时各组分在液相和气相中的分配量不同从而将各组分分离开。
甲基乙炔和水等轻组分在第一精馏塔顶脱除，第二精馏塔则用于脱除在萃取精馏部分未能完全脱除的顺丁烯-2、丁二烯-1，2、乙基乙炔、碳五等重组分，塔顶得到产品丁二烯。
2.2 工艺路线的对比与选择[11-14]的方法主要有三种：乙腈法（ACN）、目前世界上大规模工业化生产丁二烯-1，3二甲基甲酰胺法（DMF）和N-甲基砒硌烷酮法（BASF）。
ACN法是由美国壳牌公司开发的。
萃取溶剂乙腈具有微弱的毒性，在操作条件下对碳钢腐蚀性也很小，同时乙腈粘度小，塔板效率较高，是一种较好的溶剂。