Бутадиен-1,3 (дивинил) является ценным сырьем химической промышленности. Он используется для получения различных видов синтетического каучука, а также для производства термопластов, смол и других востребованных продуктов.Самым конкурентоспособным способом производства бутадиена-1,3 является пиролиз, из продуктов которого выделяется бутен–дивинильная фракция (БДФ). На Ангарском заводе полимеров производится бутен–дивинильная фракция, состав которой представлен в таблице 1.Таблица 1Состав БДФ за период с 1.01.2021 по 20.09.2021№п/пНаименованиеСодержание, масс. дол.среднееминимальноемаксимальное1Углеводороды С3  0,02  0,00  0,052Изобутан  3,41  1,63  9,133Углеводороды С5 и выше  0,10  0,03  0,344н-Бутан  8,98  4,8721,525Бутен-1  9,60  8,4010,926Изобутилен24,2419,0628,147транс-Бутен-2  4,74  3,42  6,448цис-Бутен  3,88  2,73  5,049Бутадиен-1,344,4434,9550,57Как следует из таблицы 1 наибольшая доля в смеси приходится на два компонента – изобутилен (~24 %) и бутадиен-1,3 (~44 %). Они же являются и наиболее ценными компонентами. Изобутилен служит сырьем для получения метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ), а бутадиен-1,3, как указывалось, востребован в производстве каучуков, смол и других ценных продуктов.Представляет интерес разделить БДФ на два обогащенных сырьевых потока. Один из них, включающий изобутилен и более легкие углеводороды, может быть использован для производства МТБЭ, а другой, содержащий бутадиен-1,3 и более тяжелые углеводороды, направляют на производство полимеров. В этом случае изобутилен и бутадиен-1,3 являются ключевыми компонентами. Разделение их с помощью ацетонитрила, как разделяющего агента, рассмотрено в работе [1]. При этом было выбрано массовое соотношение углеводороды : экстрагент как 1 : 4. Повышенный расход разделяющего агента ведет к увеличению энергетических затрат, связанных с его нагревом и частичным испарением в процессе ректификации, а также с последующей регенерацией и возвращением в цикл. С другой стороны, имеются сведения о повышении селективности процесса с увеличением расхода экстрагента [2].С целью оценки влияния расхода ацетонитрила на качество разделения смеси изобутилен – бутадиен-1,3 били выполнены расчеты экстрактивной ректификации при разных соотношениях углеводород : экстрагент. Параметры колонны и условия процесса представлены в таблице 2.Таблица 2Параметры процесса ректификации№п/пНаименование параметра, его обозначение и размерностьЗначение1Число теоретических тарелок, nТТ452Подача питания на тарелку, считая сверху353Подача ацетонитрила на тарелку, считая сверху14Давление вверху колонны, РВ, ата 4,05Давление внизу колонны, РН, ата4,36Содержание изобутилена в смеси, хИ, масс. дол.0,337Содержание бутадиена-1,3 в смеси, хБ, масс дол.0,678Флегмовое число, R4,59Температура верха колонны, tB, 0С42,9-43,110Температура низа колонны, tН, 0С73,9-96,1 В расчетах требовалось получить дистиллят с содержанием бутадиена-1,3, не превышающим 0,1 % масс. и кубовый остаток с содержанием изобутилена, не превышающим 1 % масс. Расчеты разделения смеси изобутилена и бутадиена-1,3 указанного состава проводились при четырех соотношениях исходной смеси и разделяющего агента (ацетонитрила): 1:2; 1:3; 1:4; 1:5. Результаты расчетов представлены в таблице 3.Таблица 3Содержание отделяемых компонентов в дистилляте и кубовом остатке№п/пСоотношениеисходная смесь : ацетонитрилСодержание бутадиена-1,3 в дистилляте,% масс.Содержание изобутилена в кубовом остатке, % масс.11:24,260,9421:30,020,331:40,000,2741:50,000,23 Из таблицы 3 следует, что колонна с 45-ю теоретическими ступенями в состоянии обеспечить заданную чистоту кубового остатка при всех указанных соотношениях питания и разделяющего агента, а дистиллят требуемого качества может быть получен при соотношениях расходов питания и ацетонитрила 1:3 и больших. Низкое содержание примесей в целевых продуктах для второго, третьего и четвертого вариантов указывает на то, что колона с 45-ю теоретическими ступенями имеет избыточную разделяющую способность.Анализ составов пара и жидкости по высоте колонны позволил оценить число теоретических ступеней разделения, обеспечивающих требуемое количество дистиллята и кубового остатка (табл. 4).Таблица 4Число теоретических ступеней, обеспечивающих требуемую степень разделения№п/пСоотношениеисходная смесь:ацетонитрилТребуемое число теоретических ступенейобщеев нижней частиколонныв верхней частиколонны11:340112921:433112231:5271017 Из таблицы 4 следует, что с увеличением расхода разделяющего агента необходимое число теоретических ступеней сокращается и, следовательно, потребуется колонна меньшей высоты.