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毕业设计(论文)正文

2015 年 1 月

目 录

第一章 绪论 2

第二章 介质危险性分析 4

1.丁二烯 4

2.氯气 6

3.氯丁二烯 7

第三章 生产工艺和设备的危险性分析 10

1生产工艺流程图 10

2.生产工艺的危险性分析 11

3.设备的危险性分析 11

第四章 主要生产设备的安全设计 11

1.氯化塔的安全设计 11

2.脱氯化氢塔的安全设计 12

3.精馏塔的安全设计 13

第五章 安全对策 14

第六章 总结 15

参考文献 16

致谢 17

第一章 绪论

本次毕业设计任务是氯丁二烯的生产危险性分析及安全对策。氯丁二烯可用来生产各种牌号的氯丁橡胶及其胶乳。在标准条件下，临床丁二烯是无色、流动、挥发性液体，有特殊气味。难溶于水，但可与多种有机溶剂混合。氯丁二烯具有较高的反应能力：易与氧、卤素、卤化氢等反应。氯丁二烯分子中氧原子的存在及其位置，加强了它优先在1,4位置聚合的倾向。氯丁二烯贮存时需添加阻聚剂：联苯三酚或邻苯二酚。氯丁二烯依然，与空气混合形成爆炸混合物，爆炸极限为1.2 ~8.6%（体积）。氯丁二烯有毒，低浓度时刺激黏膜，高浓度时毒害生理器官。

工业制取氯丁二烯的方法有二：由乙炔经过乙烯基乙炔法和C₄烃（丁二烯或丁烯类烃）法。后一方法被认为是较有发展前途的。

目前，国内外生产氯丁二烯的主要方法是C₄烃（丁二烯）法。而全球生产丁二烯的方法主要有两种：①从乙烯裂解装置副产的混合C₄馏分中抽提；②从炼油厂C₄馏分脱氢。上个世纪60年代之后，以石脑油为原料裂解制乙烯技术的迅速发展，在裂解制得乙烯和丙烯的同时可分离得到副产C4馏分,为抽提丁二烯提供价格低廉的原料，经济上占优势，因而成为目前世界上丁二烯的主要来源；而脱氢法只在一些丁烷、丁烯资源丰富的少数几个国家采用。全球乙烯副产丁二烯装置的生产能力约占总生产能力的92%，其余8%来自正丁烷和正丁烯的脱氢工艺。

C₄馏分抽提生产丁二烯，根据所用溶剂的不同，又可分为乙腈法(ACN)、二甲基甲酰胺法(DMF)和N-甲基吡咯烷酮法(NMP)。

ACN法生产丁二烯的特点：

• (1)沸点低，萃取、汽提操作温度低，易防止丁二烯自聚；
• (2)汽提可在高压下操作，省去了丁二烯气体压缩机，减少了投资；
• (3)粘度低，塔板效率高，实际塔板数少；
• (4)毒性微弱，在操作条件下对碳钢腐蚀性小；
• (5)丁二烯分别与正丁烷、丁二烯二聚物等形成共沸物，溶剂精制过程复杂，操作费用高；
• (6)蒸汽压高，随尾气排出的溶剂损失大；
• 用于回收溶剂的水洗塔较多，相对流程较长。

DMF法工艺的特点：

• (1)对原料C4的适应性强，丁二烯含量在 15%-60%范围内都可生产出合格的丁二烯产品；
• (2)生产能力大，成本低，工艺成熟，安全性好、节能效果较好，产品、副产品回收率高达97%；
• (3)由于DMF对丁二烯的溶解能力及选择性比其他溶剂高，所以循环溶剂量较小，溶剂消耗量低；
• (4)无水DMF可与任何比例的C4馏分互溶，因而避免了萃取塔中的分层现象；
• (5)DMF与任何C4馏分都不会形成共沸物，有利于烃和溶剂的分离.由于其沸点较高，溶剂损失小；
• (6)热稳定性和化学稳定性良好；
• (7)由于其沸点高，萃取塔及解吸塔的操作温度都较高，易引起双烯烃和炔烃的聚合；
• (8)无水情况下对碳钢无腐蚀性，但在水分存在下会分解生成甲酸和二甲胺，因而有一定的腐蚀性。

NMP法工艺的特点：

• (1)溶剂性能优良，毒性低，可生物降解，腐蚀性低；
• (2)原料范围较广，可得到高质量的丁二烯，产品纯度可达99.7%-99.9%；
• (3)C4炔烃无需加氢处理，流程简单，投资低，操作方便，经济效益高；
• (4)NMP具有优良的选择性和溶解能力，沸点高、蒸汽压低，因而运转中溶剂损失小；
• (5)热稳定性和化学稳定性极好，即使发生微量水解，其产物也无腐蚀性，因此装置可全部采用普通碳钢。

我国丁二烯的生产经历了酒精接触分解、丁烯或丁烷氧化脱氢和蒸汽裂解制乙烯联产C4抽提分离三个发展阶段。

目前我国正在运行的丁二烯生产装置，绝大多数都是随着乙烯工业的发展而逐步配套建设起来的。1971年兰州石油化工公司利用自己开发设计的ACN技术建成我国第一套工业生产装置，生产能力为1.25万吨/年。

随后，吉林石油化工公司、北京燕山石油化工公司也相继建成生产装置。1976年北京燕山石油化工公司首次从日本瑞翁公司引进DMF生产技术，建设了以DMF为溶剂的4.5万吨/年丁二烯生产装置。

20世纪80年代又分别建成了大庆、齐鲁、扬子和上海等4套丁二烯生产装置，到1990年，我国丁二烯的生产能力达到31.6万吨/年，产量达到25.8万吨/年。

随着我国乙烯生产装置的不断建设，“八五”期间我国又在北京东方化工厂、新疆独山子石油化工公司新建了2套以NMP为溶剂的丁二烯生产装置。

截止到2004年10月底，我国丁二烯的生产装置总共有19套，总生产能力为97.5万吨/年，全部采用C4馏分抽提法进行生产。

其中采用ACN 法最多，约占我国丁二烯总生产能力的70.3%；采用 DMF法的装置居中，约占我国丁二烯总生产能力的23.0%;采用NMP法的装置最少，约占我国丁二烯总生产能力的6.7%。

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