丁二烯是一种重要的石油化工烯烃原料,其化学性质活泼,可用于生产合成橡胶、合成树脂以及一些有机化工产品,用途十分广泛。世界上约92%的丁二烯来自混合C4抽提工艺。该工艺根据溶剂的不同可分为乙腈(ACN)法、二甲基甲酰胺(DMF)法和N-甲基吡咯烷酮(NMP)法。由于NMP法较ACN法和DMF法在流程集成、设备投资、三废处理等方面都具有明显优势,且工艺成熟可靠,对原料适应性强,越来越受到人们的重视,具有长远发展潜力。本文以某乙烯裂解装置副产的混合C4为原料,对NMP丁二烯抽提工艺进行研究。选用NRTL-RK模型计算C4-NMP物系的热力学性质,并利用"Date Regression"功能对该热力学模型进行了校验。利用Aspen plus模拟软件对NMP丁二烯抽提工艺进行全流程模拟。根据丁二烯分离要求,利用设计规定、灵敏度分析等功能确定精馏塔最佳工艺参数,并对模拟计算结果进行分析讨论。结果表明,在最佳工艺条件下,NMP法可得到符合设计要求的丁二烯产品,且精馏塔内温度、压力、流量及组成分布合理,为该技术的国产化提供了理论基础。为了降低丁二烯生产过程的能耗,本文选用分壁式精馏塔(DWC)对丁二烯精制过程进行优化。通过考察内部互连物流连接位置、回流气液分配比以及回流比等参数对分离效果的影响,得出最佳工艺条件。在相同分离条件下,对比DWC分离流程和传统顺序分离流程的能耗,发现DWC工艺冷凝器可节能29.36%,再沸器可节能29.19%。此外,对两种丁二烯精制工艺进行经济评价,发现DWC工艺操作费用可节省29.21%,设备费用可节省8.96%,年度总费用(TAC)可节省26.75%,具有明显的经济优势。