萃取精馏法分离丁烷-丁烯研究进展论述

刘学宽

摘 要：化工行业的繁荣发展，是拉动我国经济发展的重要动力，也为社会转型提供了保障。对于丁烷-丁烯的分离，在化工生产中较为常见，不仅能够增强企业的经济效益，而且具有良好的社会效益。在分离丁烷-丁烯的过程中，通常会采用萃取精馏法，能够在保障分离效率的同时，增强其分离纯度。本文将对萃取精馏法的原理与工艺进行分析，探索当前萃取精馏法分离丁烷-丁烯的研究现状，同时明确分离操作中的关键技术，对萃取精馏法分离丁烷-丁烯的未来发展趋势进行预测与分析。

关键词：萃取精馏法;分离;丁烷;丁烯;研究进展

C4会产生于延迟焦化装置和催化裂化装置当中，只有有效利用C4馏分中的组分，才能促进企业生产效益的提升，促进资源的高效化利用。正丁烯、异丁烷、异丁烯、正丁烷和1，3-丁二烯等，是C4馏分的主要组成。萃取精馏法的运用，能够实现对1，3-丁二烯的分离，使其应用于生产当中。为了能提升异丁烯的利用率，应该使其转化为甲基叔丁基醚，这就需要设置醚化装置使其与甲醇发生化学反应。与此同时，要重视对正丁烯和正丁烷的分离，促进其利用效率的提升，满足企业的生产需求。萃取精馏法通常会应用于丁二烯和丁烯的分离当中，但是由于正丁烷和正丁烯的微观机理与其相似，因此该方法也能得到良好应用。在分离操作当中，应该在明确其基本原理的基础上，实现对关键技术的控制。

1 萃取精馏法的原理

在待分离溶液当中加入特定溶剂后，能够对其相对挥发度进行改变，运用普通精馏的方法对混合液进行分离。萃取剂的应用是保障其分离效果的关键，应该互溶于待分离组分当中，但是不会有恒沸物的产生。与此同时，能够使其在塔釜中排出，使其得到循环利用。在烷烃当中不存在流动电子云，而一对流动电子云则存在于烯烃当中，两对流动电子云存在于二烯烃当中。电子云受到溶剂不同的吸引力，它随电子云流动性的增强而提升。萃取精馏塔是在萃取精馏中的核心设备，底段、中段和顶段是其主要组成。对于轻组分的提馏主要在底段完成，轻组分的提浓则在中段完成;在顶段当中，能够有效分离溶剂和轻组分，以便回收利用溶剂。

2 研究现状

在1998年，我国采用吗啉-NFM作为萃取剂，实现了对正丁烯和丁烷的分离，生产工艺受到回流比、剂油比和溶剂组成的影响。在2000年，烟台大学采用甲乙酮和极性溶剂氮-甲酰吗啉混合物作为溶剂，能对丁烷和丁烯进行萃取精馏，这有效促进了分离效率的提升。而在2005年，则采用环丁砜、极性溶剂氮-甲酰吗啉、N-二甲基酰胺等混合物作为溶剂，能够实现对丁烷和丁烯的萃取精馏，对塔釜的操作温度進行有效控制。

3 关键技术

回流比的确定是萃取精馏法分离丁烷-丁烯的关键，同时为了对其相对挥发度进行改变，应该确保溶剂选择的合理性。首先，应该确保其选择性。在对组分间的相对挥发度进行提升的同时，应该避免出现较大用量的问题。其次，应该确保其溶解性能较强。再其次，应该确保其沸点相对较高。溶剂的此类特点是防止恒沸物形成的关键，能够实现对溶剂的回收利用，降低分离成本。最后，还应该确保溶剂具有良好的热稳定性，防止在应用中发生化学反应。此外，为了降低生产成本，应该对溶剂的经济性进行考量。二甲基甲酰胺、呋喃、氮甲酰吗啉和NMP等，是几种较为常见的萃取剂类型。在实际分离工作当中，应该针对不同溶剂的特点进行计算机模拟，在定量测定的过程中，通常会使用平衡蒸馏仪和气相色谱。产品质量会受到萃取精馏塔回流比的影响，也会对生产成本产生影响。循环回流速率和浓度之间的关系用回流比表示，相对挥发度会随着溶剂浓度的升高而增大，在控制投资费用时，应该适当控制其回流比。

4 发展趋势

首先，应该改进与优化萃取精馏设备。在对丁烷-丁烯进行分离时，通常会存在较大的汽液相负荷，应该对塔板进行优化与改进，以促进其生产效率的提升，能够有效防止汽液相分布不均匀问题出现在塔板当中。为了促进板效率和精馏塔处理能力的提升，可以设计新型多溢流复合斜孔塔板，其中采用了两根降液管。在设计萃取精馏塔时，也可以运用短内筒结构和分隔壁，能够简化萃取精馏的流程，减少在分离操作中的设备。由于回流比的减少，其设备能耗也会得到有效控制，降低了萃取精馏的成本投入。在化学工程的发展过程中，应该实现工艺与设计的融合，对塔设备和塔板进行改良，以提升萃取精馏的实际效果。其次，还可以采用加盐萃取精馏的方法。生产成本会由于溶剂用量的提升而增加，同时会降低塔板效率。结合溶盐精馏和普通萃取精馏的方式，通过加盐萃取精馏能够对盐析效应和岩溶效应进行有效控制。

5 结语

为了实现对C4的高效利用，应该实现对丁烷-丁烯的有效分离，促进企业经济效益的提升，满足其长远发展需求。萃取精馏法在分离丁烷-丁烯中较为常用，尤其是在当前萃取剂性能与设备先进性不断提升的趋势下，萃取精馏法的应用效果能够得到有效保障，促进生产效率的提升。尤其是在节能减排理念下，萃取精馏法的应用会更加广泛。

参考文献

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