摘要：就目前石化企业丁二烯抽提生产工艺优劣来看，虽然在NMP工艺中仍有一些缺点，但总的来讲，其工艺要比DMF更优秀一些；特别是在能耗、性能、聚合以为及环保等方面表现更为突出。论文主要从NMP法和DMF法两种工艺进行对比，从而更好地分析和突出NMP法丁二烯抽提生产工艺的优点。
一、简述丁二烯
1，3-丁二烯简称丁二烯，它是石油化工企业生产装置中的一种十分重要的有机原料。由于在化工装置生产中所应用的萃取溶剂不同，其生产工艺也有所不同；通常有N-甲基吡咯烷酮法（简称NMP法）、二甲基甲酰胺法（简称DMF法）以及乙腈法（简称ACN法）三种不同的工艺生产法。但由于乙腈溶剂具有极强的毒性，再加上人们在环保认识的不断深入；所以，这一工艺很快就被淘汰。而NMP工艺技术在生产过程中由于有着极大的优势而得到了越来越多的应用。
二、分析NMP法与DMF法的技术对比
1、技术对比
（1）流程对比
1）压缩机的设置
在NMP工艺中的压缩机并不是设置在主流程上的，它是把已脱除抽余液、丁二烯的汽提气一同输送至精馏塔的塔底，从而实现塔内物料的平衡。由于只有极少一部分气量通过压缩机，其压缩比很小；所以，只需要使用一台一段螺杆压缩机便可以完成相关操作；另外，当压缩机停止工作后，其主流程还会继续工作。而DMF工艺中的压缩机通常都在主流程上设置，且是前后两工序的必要通道。另外，在压缩机中还会有大气量通过，其压缩比非常大；所以，在这一过程中需要使用到一台两段螺杆压缩机才有完成其作业，且两段间还需要冷却压缩气，当压缩机停止工作后，其主流程就会立即中断。两者相对比，NMP工艺在压缩机设置方面要灵活许多，同时故障率也要小一些。
2）再沸器的设置
在NMP工艺中的萃取系统中，通常只是在精馏塔和脱气塔塔底设置相应的加热器或再沸器，且数量极少。由于再沸器在运作过程中极易出现蒸汽泄漏的问题，且设备检修工作量非常大。因此，NMP工艺中再沸器数量比较少，则可以有效地降低设备检修次数。但在DMF工艺中的萃取系统中，所有塔部都需设置再沸器，且还有些再沸器是在线备用的，这样就会全用到较多的再沸器，进而该工艺在设备检修方面工作量就要比NMP工艺要大许多。
3）胺洗塔的设置
由于胺类杂质会对丁二烯质量造成一定的影响，所以在其生产过程中应当尽可能地避免有胺类杂质产生。因NMP工艺在具体的生产过程中不会有胺类杂质产生，所以，在其生产工艺中根本不需要设置胺洗塔。但在DMF工艺生产中，溶剂DMF在遇水条件下会发生水解反应并生成二甲胺和甲酸。而二甲胺会对产品质量造成较大影响，所以，在其工艺技术中需设置相应的胺洗塔，以去除由于水解而产生的物质二甲胺。由此可见DMF工艺要比NMP工艺在装置流程上复杂一些。
2、能耗对比
NMP法与DMF法两种工艺的公用工程消耗定额如下表：
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从上表可知NMP工艺装置能耗与NMP工艺装置能耗相比要少许多。可见，NMP工艺在具体的生产运行过程中在节能方面占有较大的优势。
3、系统中含水情况对比
1）当溶剂中含水以后会降低沸点，而在NMP和DMF两种工艺中溶剂沸点对脱气塔或汽提塔温度有着直接性的影响。通常NMP工艺基本高操作温度是148℃，而DMF操作温度可高达163℃； 而对于丁二烯来讲，温度越低越有利于聚合。
2）由于NMP工艺中溶剂含水量为8.3％，这样可以很好的降低沸点，同时也不利于挥发；此外，在溶剂的选择上也更多一些。而在DMF工艺中对于溶剂含水量则有着极为严苛的要求，需小于5*10-4。另外，NMP溶剂性测较好且可以与任意比例的水相互混溶，很难与水发生反应或被热降解。溶剂与水混合物也不具备腐蚀性，在设备上可以使用碳钢材料。而DMF溶剂极易与水发生水解而生成胺类杂质，从而会对设备造成腐蚀。另外，DMF水解量还会受到温度和含水量的增多而增加，且一些含酸或碱的介质还会对其水解反应有一定的促进作用，然而DMF的水解所产生的物质中又有酸碱介质存在。所以，在这一过程中一旦发生水解反应，如果不能及时有效地控制则会造成恶性循环，进而对产品质量和设备运行造成极大的威胁。
4、溶剂性能对比
从溶剂性能方面来看，NMP在选择性、溶解度、闪点以及空气内爆炸范围等方面都要更具优势一些。但由于NMP粘度要比DMF的要大一些；而在萃取蒸馏塔板效率与物料粘度是成反比的，所以，NMP塔板效率要比DMF要小一些。
5、环保对比
1）三废排放量
从三废排放量上进行比较，NMP工艺中的废水、废气以及废渣的排放量都明显要比DMF的少许多。
2）溶剂毒性对比
NMP在空气中最大浓度可达0.1g/m3，DMF为0.01g/m3，NMP毒性（LD50值，兔经皮）分别为8g/kg，DMF则为4.72g/kg。在毒性上NMP要小许多。
DMF职业性接触毒物为Ⅲ级危害，属于中等毒性。其在水环境中极易发生分解，且含DMF的废水极难被生物所降解，对周围环境造成极大危害。同时，其在人体的毒性是可以累积的，几乎不能从人体内排出。由于DMF装置是可以存在较多泄漏点的，所以，其对相关作业人员具有极大的危害。此外，DMF法在生产过程中还会产生大量的焦油，是NMP法工艺生产的4-5倍，这些焦油的排放会对大气造成极大的污染。而NMP毒性极小，只需要用水就可以轻松洗净，同时其化学与热稳定性也都非常好，就算有少量水解现象也不会有腐蚀性物质产生。即使在废水中含有少量的NMP也可以极易被生物所降解。可见，NMP工艺在环保方面要比DMF更具优势。
6、溶剂毒性对比
DMF职业性接触读物危害程度是Ⅲ级，在水中会发生分解，同时含有DMF的废水难以被生物降解。在人体中DMF的毒性会发生累积，难以排出体外，并且装置允许诸多泄漏点，所以在很大程度上危害到了装置员工的身体健康。不仅如此，如若废水中含有DMF同样会对周边环境产生危害，破坏生态环境。
NMP基本无毒，并且用水就能够极易冲洗干净，具有良好的化学稳定性与热稳定性，就算会出现轻微水解，实际产物也并不具备腐蚀性。
三、结束语
总而言之，NMP法生产工艺凭借其自身的优势，今后必定在石化企业丁二烯抽提装置技术的选择中被广泛运用。
参考文献：
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论文作者:王长智
论文发表刊物:《科学与技术》2019年19期
论文发表时间:2020/4/28
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