丁烯-1装置生产问题原因分析及解决措施

梁志江

摘 要：随着我国石油化工产业的快速发展，对于化工产品丁烯-1的需求量日益增多，对其纯度要求也逐渐升高。但就目前来看，丁烯-1装置生产中仍然存在一些问题，如产品质量波动较大，产品损失问题严重等，极大的阻碍了石油化工产业的持续与稳定发展。由此，论文紧密围绕丁烯-1装置生产问题展开研究，深入分析了问题产生的原因，进而具有针对性的采取有效措施优化和解决这些问题，以促进丁烯-1产品生产质量和产量的提升。

关键词：丁烯-1；生产；质量；损失；流程；问题；解决措施

前言

某企业为了更好的利用碳四资源生产出更多高质量的丁烯-1，使之更好地满足当前市场发展的实际需要。化工企业为了提高生产效益建设了丁烯-1生产装置，但由于在实际生产过程中，异丁烯和丁烯-1二者的沸点比较相近，使得常规的生产装置难以获取高质量高效率的丁烯-1。因此，需要就丁烯-1装置生产中存在的问题展开进一步深入研究与探究，以促进丁烯-1装置生产质量和效率的提高，促进化工企业整体效益的增长。

一、丁烯-1装置生产流程概述

在丁烯-1装置中，当醚后碳四进入到选择加氢反应器后会使得原料中的1，3一丁二烯转化生成烯丁烯-l和顺-2-丁烯两种物质，并再进入到脱异丁烷塔内，且在塔顶处将异丁烷等轻组分脱除出去，随后塔底物料进入到丁烯-1塔内并最终实现丁烯-1的精密制作。在丁烯-1塔的塔底将底的正丁迷和2-烯全部脱除，且生成的产品在塔顶并通过脱硫罐后最终获取与生产要求相符合的丁烯-1产品。

二、丁烯-1产品质量的波动问题

在甲基叔丁基醚合成装置中所产生的醚后碳四这一副产品是民用液化气中的主要成份，其对于异丁烯、1，3-丁二烯等组分的控制方面的要求并不高，但在丁烯-1装置中作为原料时，却对其含量有着极为严格的控制要求。因异丁烯和丁烯-1二者的沸点比较相近，难以通过常规的精馏塔进行有效分离，如1，3-丁二烯通常需要使用选择性加氢反应器且需要通过特殊的催化剂才能使之与韧劲发生反应，从而实现脱除。丁烯-1装置内的原料醚后碳四中所含的1，3-丁二烯主要由甲基叔丁基醚合成装置上游中的二甲基甲酰胺和乙腈两种抽提装置获得的，其制作过程较为复杂，且这一装置中并没能脱除功能。

三、丁烯-1损失大的问题

因醚后碳四中民丁烷等轻组分的含量存在一定的波动，从而致使脱异丁迷塔的塔顶压力也随之发生波动，这就需要对塔顶组分的采出量做出相应的调整，使得回流罐中的组分逐渐增重，饱和压相对下降，并最终导致塔分离能力逐渐降低，随之副产品中的异丁烷中混有较多的丁烯-1组分，造成丁烯-1的生产力大幅度降低。

四、丁烯-1装置生产问题的解决措施

（一）异丁烯含量高的优化措施

众所周知，醚后碳四原料中的异丁烯是甲基叔丁基醚合成装置经过催化蒸馏而获得的，属于反应精馏中的剩余组分，通常可以通过对催化蒸馏塔的操作进行优化来使醚后碳四原料中的异丁烯含量有所降低。具体如下：1）催化蒸馏塔塔压和加流比的优化。一般来讲，产品分离和醚化反应直接对催化蒸馏塔塔顶的压力控制范围造成影响。塔的压力往往与反应段的温度有着紧密的联系，如，塔内的操作压力越高，其反应段内温度也随之上升，进而使反应深度更深入，这对于异丁烯组分的转化是十分有利的。例如，在试验中，将塔内压力从0MPa缓慢向(a+O．05)MPa提升，因能耗随之升高与塔顶冷凝器承受力等因素，所以当塔的压力调整且趋于稳定后，面要对其回流做出适当的调整，而此时在催化蒸馏塔的塔顶是没能检测出异丁烯的，且调整前后能耗也没有发生过大的变化。2）对甲醇量和灵敏板温度加以调整和补充。关于催化蒸馏塔中甲醛补充量过大的问题，可以逐渐降低醇烯比，再加上随着塔压力的不断升高，反应段底部的温度也随之越来越高，当甲醛不能落入到提馏段时，灵敏板的温度便逐渐呈现出相对稳定的状态。

（二）1，3-丁二烯超标问题的优化措施

由于甲基叔丁基醚合成和丁烯-1装置原料的来源较为复杂，且极易受到多方面因素的影响，所以，鉴于这些问题，我们可以及时与生产管理部门取得联系并加以协调，从而实现对上游装置波动情况采取有效的监控与管理，并适当增加在线分析系统技该项目；同时，在装置的操控方面也需要做进一步的调整与优化。如当原料中1，3-丁二烯的含量比设计值要大时，可以适当对氢烯比做出调整，同时，加强对反应后物料的情况进行观察，若仍无法减少丁烯-1装置中反应后物料1，3-丁二烯的含量的，则可以适当提高其反应温度，从而达到1，3-丁二烯含量的有效控制。

（三）塔压的稳定与减少丁烯-1损失的优化措施

为了进一步优化塔压的稳定和减少丁烯-1的损失，可以通过技术改造来实现。具体为：由于醚后碳四原料中的异丁烷等一些轻组分含量波动问题而导致塔压力上除的现象，可以通过技术改造来实现，即在脱异丁烷塔回流罐的罐顶内补充适量的氮气，这样可以取得良好的效果，如图：

脱异丁烷塔补充氮气技术改造图

通过试验可知，在技术改造后应当将塔的压力合理控制在0.550～0.560MPa之间，且塔分离效果得以满足实际设计要求，使异丁烷塔塔顶异丁完的含量得到大幅度提升，且其质量分数控制在90%-97%范围内，同时有效减少丁烯-1的含量，这样不仅实现了产品质量的提高，而且还实现了产品产量的增加。除此之外，还要控制进料质量，过对进料进行质量分析和控制，可减少不稳定物质的影响，例如杂质、催化剂残留物或其他不良反应产物。定期对进料进行检测，并采取必要的措施来降低不稳定物质的含量。同时优化催化剂，选择适合的催化剂和催化剂载体，以提高丁烯-1的选择性和稳定性；调整塔顶温度、塔底温度、回流比和热损失等操作参数，可以影响塔压的稳定性。通过仔细监控和调节这些参数，使其处于适宜的范围内，可以减少不必要的压力波动和塔压的变化。此外，优化催化剂的组成和活性，可以降低副反应和丁烯-1的副产物生成。因为丁烯-1的生成与反应温度和条件密切相关，所以通过控制反应温度、压力、催化剂负载量和进料速率等参数，可以优化丁烯-1的产率和选择性。

五、结论

通过对现有丁烯-1装置中有关工艺的优化设置，从而达到丁烯-1质量的稳定和降低丁烯-1产品损失的效果。具体如下：

（1）通过对催化蒸馏塔灵敏板温度与回流比的有效控制，使反应段内温度随之升高，从而使醚后碳四组分中的异丁烯含量有所减少。

（2）通过对氢烯比与加氢反应器温度的升高，使丁烯-1产品中的1，3-丁二烯得以有效脱除出来。

（3）通过技术改造，增加氮气补充装置使脱异丁烷塔的压力得以实现稳定，从而有效减少丁烯-1产品产品的损失。

参考文献：

[1]中国科学院大连化学物理研究所. 一种1-丁烯环氧化连续生产环氧丁烷的装置:CN202123172045.1[P]. 2022-05-31.

[2] 南京中微纳米功能材料研究院有限公司. 一种1-氯-3-甲基-2-丁烯生产用搅拌装置:CN202023213847.8[P]. 2021-10-01.

[3] 北京燕山玉龙石化工程股份有限公司. 一种高效的1-丁烯生产装置:CN201921523597.2[P]. 2020-06-02.