Реконструкция производства бутадиена на базе цеха Д-4а ЗАО «ЭКООЙЛ»

• Отделение бутилен-изобутиленовой фракции (БИФ) и выделение бутадиена из фракции углеводородов С4;
• Десорбция бутадиена и очистка от ацетиленовых углеводородов;
• Очистка бутадиен-сырца от ацетиленовых углеводородов;
• Очистка бутадиен-сырца от метилацетилена и азеотропная осушка;
• Очистка бутадиен-сырца от тяжелых углеводородов;
• Отмывка БИФ от ацетонитрила (АЦН);
• Отмывка ацетиленовых углеводородов от АЦН;
• Регенерация и концентрирование АЦН;
• Концентрирование АЦН из промывных вод.

 

Стадия 1. Отделение бутилен-изобутиленовой фракции и выделение бутадиена из фракции углеводородов С4

 

Данная стадия является первой, так как в ней происходит отделение бутилен-изобутиленовой фракции из бутилен-бутадиеновой фракции и насыщение экстрагента (АЦН) оставшимися компонентами сырья, в том числе бутадиена.

Сырье (бутилен-бутадиеновая фракция) подают со склада в жидком виде на стадию выделения бутадиена экстрактивной ректификацией с температурой 25ºС и давлением 0,43 МПа, так же на стадию подают раствор циркулирующего ацетонитрила, использующегося в качестве экстрагента, с температурой 25ºС и давлением 0,35 МПа.

Не поглощенные экстрагентом углеводороды БИФ со следами АЦН отводят на стадию отмывки БИФ от АЦН с температурой 15 ºС и давлением 0,36 МПа.

Насыщенный АЦН подают на стадию десорбции с температурой 85 ºС и давлением 0,5 МПа.

 

Стадия 2. Десорбция бутадиена и очистка от ацетиленовых углеводородов

 

На данной стадии происходит десорбция из экстрагента (АЦН) ацетиленовых соединений и бутадиена-сырца (состав сырца: примеси ацетиленовых углеводородов, метилацетилен, тяжелые углеводороды).

Насыщенный АЦН подают на стадию десорбции с температурой 85ºС и давлением 0,5 МПа.

С этой стадии бутадиен-сырец, содержащий примеси ацетиленовых углеводородов, метилацетилена и тяжелых углеводородов, направляется на стадию очистки от ацетиленовых углеводородов с температурой 90 ºС и давлением 0,5 МПа.

Ацетиленовые углеводороды направляются на отмывку от АЦН с температурой 70 ºС и давлением 0,49 МПа.

 

Стадия 3. Очистка бутадиена-сырца от ацетиленовых углеводородов

 

На данной стадии происходит очистка бутадиена-сырца от ацетиленовых соединений.

Бутадиен-сырец, содержащий примеси ацетиленовых соединений, метилацетилена и тяжелых углеводородов, подают на стадию очистки с температурой 
90 ºС и давлением 0,5 МПа.

Бутадиен-сырец с примеси метилацетилена и тяжелых углеводородов направляют на стадию очистки от метилацетилена и тяжелых углеводородов с температурой 8 ºС и давлением 0,38 МПа.

АЦН насыщенный углеводородами подают на стадию десорбции бутадиена-сырца и ацетиленовых соединений в качестве рецикла с температурой 80 ºС и давлением 0,5 МПа.

 

Стадия 4. Очистка бутадиена-сырца от метилацетилена и азеотропная  
осушка

 

На данной стадии происходит очистка бутадиена-сырца метилацетилена.

Бутадиен-сырец содержащий примеси метилацетилена и тяжелых углеводородов подают на стадию очистки с температурой 8 ºС и давлением 0,38 МПа.

Бутадиен-сырец с примесями тяжелых углеводородов подают на стадию получения товарного бутадиена с температурой 55 ºС и давлением 0,54 МПа.

Метилацетилен направляют в топливную сеть вместе с ацетиленовыми углеводородами с температурой 25 ºС и давлением 0,49 МПа.

 

Стадия 5. Очистка бутадиена-сырца от тяжелых углеводородов

 

На данной стадии происходит очистка бутадиена-сырца тяжелых углеводородов и образования товарного бутадиена.

Бутадиен-сырец с тяжелыми углеводородами поступает на стадию очистки с температурой 55 ºС и давлением 0,54 МПа.

Тяжелые углеводороды с температурой 65 ºС и давлением 0,44 МПа направляются на стадию регенерации ацетонитрила в качестве растворителя.

Товарный бутадиен направляется на склад с температурой 25 ºС и давлением 0,34 МПа.

 

Стадия 6. Отмывка БИФ от АЦН

 

Данная стадия предназначена для отмывки БИФ от АЦН для последующей регенерации АЦН и возврата в процесс.

БИФ со следами АЦН поступает на стадию отмывки с температурой 15 ºС и давлением 0,36 МПа. Отмывка производится водой.

БИФ направляется на склад с температурой 25 ºС и давлением 0,34 МПа.

Вода с АЦН подается на стадию регенерации и концентрирования АЦН с температурой 25 ºС и давлением 0,39 МПа.

 

Стадия 7. Отмывка ацетиленовых углеводородов от АЦН

 

Данная стадия предназначена для отмывки АН из ацетиленовых соединений для последующей регенерации и возврата в процесс.

Ацетиленовые углеводороды с примесью АЦН направляются на стадию отмывки с температурой 70 ºС и давлением 0,49 МПа.

Ацетиленовые углеводороды разбавляются азотом и с температурой 25 ºС и давлением 0,39 МПа, вместе с метилацетиленом, направляются в сеть метановодородной сдувки (топливный газ).

Вода насыщенная ацетонитрилом подается в сборник с температурой 25 ºС давлением 0,44 МПа.

 

Стадия 8. Регенерация и концентрирование АЦН

 

Данная стадия предназначена концентрирования АН из промывных вод для последующей регенерации и возврата в процесс.

На стадию подают потоки:

- вода со стадии выделения (температура 15 ºС и давление 0,36 МПа),

- вода со стадии очистки  бутадиен-сырца от метилацетилена (температура 55 ºС и давление 0,54 МПа),

- вода со стадии отмывки  БИФ (температура 50 ºС и давление 0,39 МПа),

- тяжелые углеводороды  со стадии очистки от тяжелых  углеводородов (температура 65 ºС и давление 0,44 МПа),.

Регенерированный АЦН подается на стадию концентрирования АЦН с температурой 50 ºС и давлением 0,49 МПа.

Тяжелые углеводороды направляются на склад температурой 25 ºС и давлением 0,26 МПа.

 

Стадия 9. Концентрирование АЦН из промывных вод

 

На этой стадии происходит концентррование АЦН полученного для возврата в процесс в качестве рецикла.

На стадию подается АЦН с примесями с температурой 50 ºС и давлением  
0,49 МПа.

Концентрированный АЦН направляется в качестве рецикла в начало процесса с температурой 25 ºС и давлением 0,35 МПа.

Оставшаяся фузельная вода сбрасывается в ХЗК с температурой 25 ºС и давлением 0,35 МПа.

 

Структурная схема процесса представлена на рис. 1.1.

 

 

Рис. 1.1. Структурная схема процесса

 

Параметры материальных потоков процесса представлены в табл. 1.1.

 

Таблица 1.1

Материальные потоки процесса

 

№ п/п	Наименование	Параметры
		Фазовое состояние	Примерный состав	Р, МПа	Т, 0С
1	Ацетонитрил (стадия выделения)	жид.	АЦН, вода	0,35	25
2	Сырье (углеводороды С4)	газ	С3, бутаны, бутилены, бутадиен, ацетиленистые, С5	0,43	25
3	БИФ с примесями АЦН	пар	С3, бутаны, бутилены, бутадиен, АЦН	0,36	15
4	Бутадиен-сырец	жид.	н-бутилен, бутадиен, ацетиленистые, С5, АЦН	0,5	85
5	Ацетиленовые углеводороды с примесью АЦН	пар	ацетиленистые, АЦН	0,51	70
6	Бутадиен-сырец с примесями ацетиленистых	жид.	н-бутилен, бутадиен, ацетиленистые, С5, АЦН	0,5	80
7	Бутадиен-сырец с примесями пропина	жид.	н-бутилен, бутадиен, пропин, С5	0,38	15
8	АЦН насыщенный углеводородми	жид.	Ацетилен, пропин, С5, АЦН	0,5	75
9	Метилацетилен (стадия очистки от пропина)	пар	н-бутилен, бутадиен, пропин	0,49	25
10	Бутадиен-сырец с примесями тяжелых углеводородов	жид.	бутадине, С5	0,54	55
11	Товарный бутадиен	газ	бутадиен	0,34	25
12	Тяжелые углеводороды (стадия очистки от тяжелых углеводородов)	жид.	С5	0,44	65
13	БИФ (стадия отмывки АЦН из БИФ)	газ	С3, бутаны, бутилены, бутадиен	0,34	25
14	Вода с примесями АЦН (стадия отмывки БИФ от АЦН)	жид.	АЦН, вода	0,39	25
15	Ацетиленистые (стадия отмывки ацетиленистых от АЦН)	газ	ацетилен	0,39	25
16	Вода с примесями АЦН (стадия отмывки ацетиленистых от АЦН)	жид.	АЦН, вода	0,44	25
17	Тяжелые углеводороды (стадия регенерации)	газ	пропин	0,26	25
18	АЦН на концентрирование	жид.	АЦН, вода	0,49	50
19	Ацетонитрил (стадия регенерации)	жид.	АЦН	0,35	25
20	Фузельная вода (стадия регенерации)	жид.	вода	0,35	25

 

 

 

2. Технологическая часть

 

2.1. Характеристика готовой продукции

 

Технические требования на бутадиен-1,3 представлены в табл. 2.1.

 

Таблица 2.1 

Технические требования согласно ТУ 38.103658-88 изм. №1-4

 

Состав, % вес.	Марка А		Марка Б
	высший сорт	первый сорт	первый сорт
Сумма у/в С1-С3, не более	0,1	0,2	0,4
Бутадиен -1,3, не менее	99,3	99.0	98,0
Азотистые соединения, не более	0,003	0,003	0,02
Ацетиленовые углеводороды, не более	0,005	0,005	0,02
Карбонильные соединения, не более	0,005	0,005	0,006
Тяжелый остаток, не более	0,1	0,1	0,3
Перекисные соединения, не более	0,0003	0,001	0,001
Алленовые углеводороды, не более	0,03	0,03	не норм
Ингибитор ТБК	0,005 - 0,01
Влага	отсутствие взвешенной влаги

 

Технические требования на бутилен-изобутиленовую фракцию представлены в табл. 2.2.

 

Таблица 2.2 

Технические требования согласно ТУ 0272-033-00151638-99

 

Состав, % вес.	марка А	марка Б
Сумма у/в С3, не более	1,0	2,0
Сумма бутиленов, не менее	70	60
Сумма у/в С5 и выше, не более	1,0	2,0
Бутадиен, не более	0,5	1,0
Сероводорода и меркаптановой серы, не более	0,02	0,02
Содержание свободной воды	отсутствие

 

2.2. Характеристика сырья, вспомогательных материалов, полуфабрикатов

 

Характеристика сырья, вспомогательных материалов, полуфабрикатов представлена в табл. 2.3.

 

Таблица 2.3 

Характеристика сырья, вспомогательных материалов,  полуфабрикатов

 

Номер ГОСТ, ОСТ, ТУ, СТП	Показатели качества,                  обязательные для проверки	Норма (по ГОСТ, ОСТ, ТУ,  СТП)
Наименование сырья, материалов, реагентов,  полуфабрикатов, изготовляемой       продукции		Бутилен-бутадиеновая фракция
ТУ 38. 402-62-123-90 с изменениями №1-3		Норма для марки
		Гидрированная	Негидрированная
			А		Б	В
	Массовая доля С4 %, не менее	98,0	98,0		98,0	98,0
	Массовая доля бутадиена-1,3%, не менее	40,0	40,0		30,0	20,0
	Массовая доля углеводородов до С3 вкл., не более	1,0	0,7		в сумме
	Массовая доля углеводородов С5 и выше, не более	0,5	0,5		1,5	2,0
	Массовая доля ацетиленовых углеводородов в пересчете на винилацетилен, %, не более	0,3	0,8
Наименование сырья, материалов, реагентов,  полуфабрикатов, изготовляемой       продукции		Нитрит натрия технический
ГОСТ 19906-74 с изменениями №1-5	Внешний вид	Белые кристаллы с сероватым или желтоватым оттенком
		Высший сорт		Первый сорт		Второй сорт
	Массовая доля нитрита натрия, %, не менее	99,0		98,5		97,0
	Массовая доля нитрата натрия, %, не более	0,8		1,0		-
	Массовая доля хлористого натрия, %, не более	0,10		0,17		-
	Массовая доля нерастворимого в воде прокаленного остатка, %, не более	0,03		0,03		0,07
	Массовая доля воды; %, не более	0,5		1,4		2,5
Наименование сырья, материалов, реагентов,  полуфабрикатов, изготовляемой       продукции		Ацетонитрил  технический
ТУ РБ 300041455.010 -2002 с изменением №1	Массовая доля основного вещества, %, не менее	99,4
	Массовая доля синильной кислоты, %, не более	0,0009
	Массовая доля аммиака, %, не более	0,0005
	Массовая доля  уксусной кислоты;  %, не более	0,003
	Массовая доля ацетона, %, не более	0,002
	Массовая доля нитрила акриловой кислоты, %, не более	0,005
	Массовая доля пропионитрила, %, не более	0,1
	Массовая доля воды; %, не более	0,19
	Водородный показатель раствора ацетонитрила с массовой долей 10%, ед.рН	6,0-8,0
	Показатель преломления при 20оС	1,3436±0,0005
Наименование сырья, материалов, реагентов,  полуфабрикатов, изготовляемой       продукции		Азот на входе в цех
Регламент цеха  Д-7-39	Содержание СО2	Отсутствие
	Объемная доля кислорода, %, не более	0,1